Как найти отклонение напряжения

В
начале определим напряжение в центре
питания, т.е. на шинах районной подстанции
U_цп
в режиме максимальной нагрузки, кВ:

, (4.1)

где
U_max
– отклонение напряжения, которое
указывается в задании;

U_н
– номинальное напряжение 110 кВ.

Тогда
напряжение в конце ЛЭП определится по
формуле, кВ:

, (4.2)

где
;

Р_нл
– активная мощность в начале ЛЭП, кВт;

Q_нл
– реактивная мощность в начале ЛЭП,
МВар.

Потеря
напряжения в линии составит, %:

(4.3)

Отклонение
напряжения в конце ЛЭП, %:

(4.4)

Напряжение
на шинах вторичного напряжения
трансформатора, приведенное к первичному,
будет, кВ:

, (4.5)

где
U_Т
– потеря напряжения в трансформаторе,
определяется по формуле, аналогичной
потере напряжения в ЛЭП, кВ:

, (4,6)

где
Р_н.тр,
Q_н.тр
– соответственно активная и реактивная
мощность в начале расчетного звена
трансформатора, кВт; Мвар.

Потеря
напряжения в трансформаторе составит,
%:

(4.7)

Отклонение
напряжения на шинах вторичного напряжения
трансформатора определяется по формуле:

, (4.8)

где
U_Т
– «добавка» напряжения трансформатора.

Для
трансформаторов с высшим напряжением
110 кВ и выше, U_Т
определяется следующими цифрами:

Ответвление
+16% U_Т
=
5 %;

Ответвление

0% U_Т
=
10 %;

Ответвление

16% U_Т
=
16 %.

Все
расчеты по формулам (4.1) – (4.7) повторить
для режима минимальной нагрузки, которую
можно принять равной 30 
50 % от расчетной (максимальной) нагрузки,
подставляя в них вместо U_max;
U_min.

5.Построение диаграммы отклонений напряжения

Полученные
выше данные позволяют построить диаграмму
отклонений напряжений и решить вопрос
об их допустимости или недопустимости
в соответствии с ГОСТ 13109-97 на качество
электрической энергии. Согласно этому
стандарту для сетей 6-10 кВ и выше
максимальные отклонения напряжения не
должны превышать 10
%. В сетях до 1 кВ – 5
%.

Примерный
характер диаграммы для максимальной и
минимальной нагрузки приведен на рис.
4.

Рис.
4. Диаграмма отклонений напряжений

Строится
диаграмма следующим образом. По
вертикальной оси «А» откладываем в
определенном масштабе значение U_цп
для максимальной нагрузки, например -3
%, получаем на оси «А» точку а.

Затем
по той же оси откладываем значение
потери напряжения в ЛЭП U₁, %,
допустим 7 %, от точки а
вниз, сносим её на ось «В» и получаем
точку b.
Затем от точки b
вверх отложим добавку напряжения
трансформатора U_Т,
которая определяется положением
переключателя ответвлений. Так, если
ответвление соответствует нулевому,
U_Т
=
10 %, то по оси «В» от точки b
откладывает отрезок bс,
соответствующий 10 %, и получаем точку
с.

Наконец,
по той же оси вниз откладываем значения
потери напряжения в трансформаторе
U_Т,
допустим U_Т
=
5 %, сносим её на ось «С» и получаем точку
d.

Соединив
точки a,
b,
c
и d
прямыми линиями, получаем картину
изменений отклонений напряжения от
центра питания до шин вторичного
напряжения ГПП в режиме максимальной
нагрузки.

Аналогичным
образом производится построение ломаной
линии, соответствующей режиму минимальной
нагрузки. Зона допустимых отклонений
напряжения (10
%) на рис.4 показана заштрихованной.

Если
отклонения U₂
выйдут за пределы указанной зоны, надо
переключить ответвление в другое
положение, при котором «добавка»
трансформатора изменится в нужную
сторону.

В
заключение заметим, что современные
трансформаторы напряжением 110 кВ и выше
снабжаются автоматическим регулятором
напряжения под нагрузкой. В этом случае,
в зависимости от принятого закона
регулирования можно добиваться либо
стабилизации напряжения (U₂
=
const),
либо изменять его в зависимости от
значения рабочего тока, т.е. реализовать
закон встречного регулирования напряжения
(повышать уставку напряжения при большом
токе и снижать при малом).

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Расчет отклонений напряжения и оценка их допустимости

Отклонение напряжения характеризуется показателем установившегося отклонения напряжения. Для установившегося отклонения напряжения установлены нормы нормально допустимого и предельно допустимого значения на выводах приемников электрической энергии, которые равны соответственно ±5 и ±10 % от номинального напряжения электрической сети.

На выход показателя за пределы норм влияют:

· суточные, сезонные и технологические изменения токовой нагрузки;

· изменение мощности генераторов и компенсирующих устройств;

· изменение схемы и параметров электрической сети.

Отклонение напряжения в любом узле электрической сети определяется по соотношению

%, (3.1)

где — напряжение в узле сети, где контролируется или рассчитывается , значение которого определяется из расчета установившегося режима или определяется по показаниям приборов.

Оценить допустимость отклонения напряжения на зажимах ЭП (рис.3.1), сравнить его с допустимым по ГОСТ 13109-97. Если необходимо, разработать мероприятия, обеспечивающие требуемый уровень напряжения. Напряжение на зажимах СП1 принять 385 В.

Рис. 3.1

Потеря напряжения определяется по соотношению

, (3.2)

где , .

̶ на участке СП1-СП2 ;

.

Тогда потеря напряжения на участке СП1-ЭП

,

или %.

Напряжение на зажимах ЭП составляет

.

Отклонение напряжения на зажимах ЭП по (3.1) %.

По ГОСТ 13109-97 %, следовательно, отклонение напряжения на зажимах ЭП допустимо.

Дата добавления: 2016-04-22 ; просмотров: 2566 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Расчет сетей по потерям напряжения

Потребители электрической энергии работают нормально, когда на их зажимы подается то напряжение, на которое рассчитаны данный электродвигатель или устройство. При передаче электроэнергии по проводам часть напряжения теряется на сопротивление проводов и в результате в конце линии, т. е. у потребителя, напряжение получается меньшим, чем в начале линии.

Понижение напряжения у потребителя по сравнению с нормальным сказывается на работе токоприемника, будь то силовая или осветительная нагрузка. Поэтому при расчете любой линии электропередачи отклонения напряжений не должны превышать допустимых норм, сети, выбранные по току нагрузки и рассчитанные на нагрев, как правило, проверяют по потере напряжения.

Потерей напряжения Δ U называют разность напряжений в начале и конце линии (участка линии) . ΔU принято определять в относительных единицах — по отношению к номинальному напряжению. Аналитически потеря напряжения определена формулой:

где P — активная мощность, кВт, Q — реактивная мощность, квар, ro — активное сопротивление линии, Ом/км, xo — индуктивное сопротивление линии, Ом/км, l — длина линии, км, U ном — номинальное напряжение, кВ.

Значения активного и индуктивного сопротивлений (Ом/км) для воздушных линий, выполненных проводом марки А-16 А-120 даны в справочных таблицах. Активное сопротивление 1 км алюминиевых (марки А) и сталеалюминевых (марки АС) проводников можно определить также по формуле:

где F — поперечное сечение алюминиевого провода или сечение алюминиевой части провода АС, мм 2 (проводимость стальной части провода АС не учитывают).

Согласно ПУЭ («Правилам устройства электроустановок»), для силовых сетей отклонение напряжения от нормального должно составлять не более ± 5 %, для сетей электрического освещения промышленных предприятий и общественных зданий — от +5 до — 2,5%, для сетей электрического освещения жилых зданий и наружного освещения ±5%. При расчете сетей исходят из допустимой потери напряжений.

Учитывая опыт проектирования и эксплуатации электрических сетей, принимают следующие допустимые величины потери напряжений: для низкого напряжения — от шин трансформаторного помещения до наиболее удаленного потребителя — 6%, причем эта потеря распределяется примерно следующим образом: от станции или понизительной трансформаторной подстанции и до ввода в помещение в зависимости от плотности нагрузки — от 3,5 до 5 %, от ввода до наиболее удаленного потребителя — от 1 до 2,5%, для сетей высокого напряжения при нормальном режиме работы в кабельных сетях — 6%, в воздушных— 8%, при аварийном режиме сети в кабельных сетях – 10 % и в воздушных— 12 %.

Считают, что трехфазные трехпроводные линии напряжением 6—10 кВ работают с равномерной нагрузкой, т. е что каждая из фаз такой линии нагружена равномерно. В сетях низкого напряжения из-за осветительной нагрузки добиться равномерного ее распределения между фазами бывает трудно, поэтому там чаще всего применяют 4-проводную систему трехфазного тока 380/220 В. При данной системе электродвигатели присоединяют к линейным проводам, а освещение распределяется между линейными и нулевым проводами. Таким путем уравнивают нагрузку на все три фазы.

При расчете можно пользоваться как заданными мощностями, так и величинами токов, которые соответствуют этим мощностям. В линиях, которые имеют протяженность в несколько километров, что, в частности, относится к линиям напряжением 6—10 кВ, приходится учитывать влияние индуктивного сопротивления провода на потерю напряжения в линии.

Для подсчетов индуктивное сопротивление медных и алюминиевых проводов можно принять равным 0,32—0,44 Ом/км, причем меньшее значение следует брать при малых расстояниях между проводами (500—600 мм) и сечениях провода выше 95 мм2, а большее — при расстояниях 1000 мм и выше и сечениях 10—25 мм2.

Потеря напряжения в каждом проводе трехфазной линии с учетом индуктивного сопротивления проводов подсчитывается по формуле

где первый член в правой части представляет собой активную, а второй — реактивную составляющую потери напряжения.

Порядок расчета линии электропередачи на потерю напряжения с проводами из цветных металлов с учетом индуктивного сопротивления проводов следующий:

1. Задаемся средним значением индуктивного сопротивления для алюминиевого или сталеалюминевого провода в 0,35 Ом/км.

2. Рассчитываем активную и реактивную нагрузки P, Q.

3. Подсчитываем реактивную (индуктивную) потерю напряжения

4. Допустимая активная потеря напряжения определяется как разность между заданной потерей линейного напряжения и реактивной:

5. Определяем сечение провода s, мм2

где γ — величина, обратная удельному сопротивлению ( γ = 1/ro — удельная проводимость).

6. Подбираем ближайшее стандартное значение s и находим для него по справочной таблице активное и индуктивное сопротивления на 1 км линии ( ro, хо ).

7. Подсчитываем уточненную величину потери напряжения по формуле.

Полученная величина не должна быть больше допустимой потери напряжения. Если же она оказалась больше допустимой, то придется взять провод большего (следующего) сечения и произвести расчет повторно.

Для линий постоянного тока индуктивное сопротивление отсутствует и общие формулы, приведенные выше, упрощаются.

Расчет сетей п остоянного тока по потерям напряжения.

Пусть мощность P, Вт, надо передать по линии длиной l, мм, этой мощности соответствует ток

где U — номинальное напряжение, В.

Сопротивление провода линии в оба конца

где р — удельное сопротивление провода, s — сечение провода, мм2.

Потеря напряжения на линии

Последнее выражение дает возможность произвести проверочный расчет потери напряжения в уже существующей линии, когда известна ее нагрузка, или выбрать сечение провода по заданной нагрузке

Расчет сетей однофазного переменного тока по потерям напряжения.

Если нагрузка чисто активная (освещение, нагревательные приборы и т. п.), то расчет ничем не отличается от приведенного расчета линии постоянного тока. Если же нагрузка смешанная, т. е. коэффициент мощности отличается от единицы, то расчетные формулы принимают вид:

потери напряжения в линии

а необходимое сечение провода линии

Для распределительной сети 0,4 кВ, питающей технологические линии и другие электроприемники лесопромышленных или деревообрабатывающих предприятий, составляют ее расчетную схему и расчет потери напряжения ведут по отдельным участкам. Для удобства расчетов в таких случаях пользуются специальными таблицами. Приведем пример такой таблицы, где приведены потери напряжения в трехфазной ВЛ с алюминиевыми проводами напряжением 0,4 кВ.

Потери напряжения определены следующей формулой:

где Δ U — потеря напряжения, В, Δ U табл — значение относительных потерь, % на 1 кВт•км, Ма — произведение передаваемой мощности Р (кВт) на длину линии, кВт•км.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

ОТКЛОНЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ

КАЧЕСТВО ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Качество – это совокупность свойств объекта, определяющих потребности в соответствии с назначением.

Требования к качеству электрической энергии в электрических сетях общего назначения определяет ГОСТ 13109-97, который указывает допустимые отклонения от номинальных значений напряжений, частоты, нелинейных искажений и других показателей. На практике фактические значения показателей качества электроэнергии отличаются от нормированных. Завышение напряжение приводит к переплате за потребленную лишнюю электроэнергию: при U_cети=(1,1-1,17)U_ном переплата составляет 21-29%. Номинальное эффективное значение напряжения при несинусоидальности формы обеспечивается за счет завышения амплитуды, к чему чувствительны современные устройства вторичного питания.

Основные виды нестабильностей и помех в электросети и факторы, ихвызывающие.

• Различные аварийные и другие нештатные ситуации. Ремонтные работы.

• Резкое повышение напряжения с 220 Вольт до 380 Вольт.

• Отгорание или отключение нулевого провода сети.

• Периодические колебания напряжения, вызванные подключением и отключением мощных потребителей.

• Импульсные высоковольтные выбросы.

• Удары молнии вблизи линий электропередач.

• Отклонение частоты сети от номинальных значений.

• Несинусоидальность формы сетевого напряжения.

Примечание: явление возрастания напряжения в сети также обусловлено тем, что все силовые электросети в СНГ трехфазные, и для питания бытовых потребителей однофазным током используется одна фаза. В этом случае любой перекос нагрузок в фазах (например, включение мощного потребителя или короткое замыкание в одной из фаз) приводит к падению напряжения в этой фазе и возрастанию напряжений в двух других фазах из-за так называемого «смещения нуля».

ОТКЛОНЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ

Отклонение напряжения — отличие фактического напряжения в установившемся режиме работы системы электроснабжения от его номинального значения. Отклонение напряжения в той или иной точке сети происходит под воздействием медленного изменения нагрузки в соответствии с её графиком.

Влияние отклонения напряжения на работу электрооборудования:

1.1. Технологические установки:

При снижении напряжения существенно ухудшается технологический процесс, увеличивается его длительность. Следовательно, увеличивается себестоимость производства.

При повышении напряжения снижается срок службы оборудования, повышается вероятность аварий.

Снижается срок службы ламп освещения. Так, при величине напряжения 1,1 от номинала срок службы ламп накаливания снижается в 4 раза. При величине напряжения 0,9 от номинала снижается световой поток ламп накаливания на 40 % и люминесцентных ламп на 15 %.

При величине напряжения менее 0,9 от номинала люминесцентные лампы мерцают, а при 0,8 от номинала просто не загораются.

При снижении напряжения на зажимах асинхронного электродвигателя на 15% момент снижается на 25%. Двигатель может не запуститься или остановиться.

При снижении напряжения увеличивается потребляемый от сети ток, что влечёт разогрев обмоток и снижение срока службы двигателя. При длительной работе на напряжении 0,9 от номинала срок службы двигателя снижается вдвое.

При повышении напряжения на 1 % увеличивается потребляемая двигателем реактивная мощность на 3. 7 %. Снижается эффективность работы привода и сети.

ГОСТ 13109-97 устанавливает нормально и предельно допустимые значения установившегося отклонения напряжения на зажимах электроприёмников в пределах соответственно δU_унор=±5% и δU_упред= ± 10 % номинального напряжения сети.

Обеспечить эти требования можно двумя способами: снижением потерь напряжения и регулированием напряжения. Ответственность за поддержание напряжения в пределах, установленных ГОСТ 13109-97, возлагается на энергоснабжающую организацию.

ОТКЛОНЕНИЕ ЧАСТОТЫ

Рассматривается отклонение фактической частоты переменного напряжения (f_ф) от номинального значения (f_ном) в установившемся режиме работы системы электроснабжения. Снижение частоты происходит при дефиците мощности работающих в системе электростанций. Для устранения этих явлений необходимо ремонтировать или модернизировать существующие и строить новые электростанции. А пока их нет, активно применяется радикальная мера — автоматическая частотная разгрузка (АЧР), то есть отключение части потребителей при снижении частоты. Это ещё называют веерными отключениями.

Повышение частоты происходит при резком сбросе нагрузки в системе электроснабжения, — ситуация аварийная и действие ГОСТ 13109-97 на неё не распространяется, а в установившемся режиме работы сети такое событие весьма редкое.

ПРОВАЛЫ НАПРЯЖЕНИЯ

Провал напряжения — это внезапное и значительное снижение напряжения (менее 90 % u_hom) длительностью от нескольких периодов до нескольких десятков секунд с последующим восстановлением напряжения.

Причинами провалов напряжения является срабатывание средств защиты и автоматики при отключении грозовых перенапряжений, токов короткого замыкания (КЗ), а также при ложных срабатываниях защит или в результате ошибочных действий оперативного персонала.

ГОСТ 13109-97 не нормирует провал напряжения, он ограничивает его продолжительность 30-ю секундами.

Дата добавления: 2017-11-04 ; просмотров: 3990 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник