Материал: Электроснабжение населенного пункта

Пример расчета ТП5 Л1:

8. Оценка качества напряжения у потребителей

Напряжение электрической сети постоянно изменяется вместе с изменением нагрузки, режима работы источника питания, сопротивления электрической цепи. Поэтому один из основных показателей качества электрической энергии - отклонение напряжения у потребителя не всегда соответствует нормированному значению, приведенному в табл. 8.1.

Допустимые значения отклонения напряжения таблице 8.1.

Таблица 8.2 - Исходные данные.

Проверку уровней напряжений следует производить при 100 и 25% нагрузке.

В трансформаторе происходит потеря напряжения, которую необходимо определить и для удобства расчетов свести в таблице 8.3.

Таблица 8.3 - Расчет потерь в трансформаторе.

Пример расчета:

Активная и реактивная составляющие потерь напряжения определим по формулам:

Затем, определив составляющие можно определить потери напряжения в трансформаторе по формуле:

Согласно нормам описанным выше напряжение у потребителя не должно откланяться на ±5% длительно и ±10% кратковременно. Если же отклонение напряжения выходит за предусмотренные рамки, то необходимо использовать регулируемую надбавку.

Сведем расчеты в таблицу 8.4.

Таблица 8.4 - Отклонения напряжения у потребителя.

Вывод: Из полученной таблицы видно, что отклонение напряжения у потребителя не превышает ±5%, следовательно, напряжение на вводе объекта потребления является качественным.

электроэнергия трансформаторный сеть напряжение

Рисунок 8.1 - Диаграмма отклонений напряжения ТП5

Рисунок 8.2 - Диаграмма отклонений напряжения ТП6

Рисунок 8.3 - Диаграмма отклонений напряжения ТП7

Рисунок 8.4 - Диаграмма отклонений напряжения ТП8

9. Проверка сети на колебание напряжения при запуске самого мощного двигателя

При запуске асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, пусковые токи превышают номинальные в 5-7 раз. Это приводит к падению напряжения на зажимах электродвигателя, которое не должно превышать 20%.

Произведем приближенный расчет по возможности запуска асинхронного электродвигателя от известной сети. Для расчета необходимо и паспортные данные электродвигателя.

Паспортные данные электродвигателя:

·   тип электродвигателя 4А180S2У3;

·   номинальная мощность Рн=160 кВт;

·   Номинальное напряжение Uн=380 В;

·   КПД 0,91; cosj =0, 89;

·   кратность пускового тока к номинальному К=6;

исходные данные сети

Определим сопротивление линии 10кВ:

Определим сопротивление линии 0,38кВ:

Сопротивление трансформатора будет равно:

SH = 160 кВА Uк% = 4,5%

Суммарное сопротивление сети:

Zc=Z0.38+Zтр+Z10 = 0,012 + 0,007 + 0,000406= 0,019 Ом.

Номинальный ток двигателя:

Определим сопротивление короткого замыкания двигателя:

 Ом.

Колебание напряжения сети при запуске двигателя:

Вывод: так как полученное значение падения напряжения во время пуска двигателя меньше нормативного, то следовательно что двигатель успешно запустится (13,8 % < 30%).

10. Расчет потерь в элементах электрической сети

Потери электроэнергии при передаче ее к потребителям составляют ощутимую величину в пределах до 10-15% от переданной по сетям энергии. В сетях различных напряжений они распределяются следующим образом:

-        Распределительные сети напряжением до 10 кВ - 60%

-        Сети напряжением до 35 кВ - 10%

-        Трансформаторные подстанции - 20%

-        Сети напряжением 110кВ и выше - 10%

Таким образом, учитывая тот факт, что сети напряжением до 35 кВ, как правило, сельские, можно сделать вывод, что для систем сельского электроснабжения уменьшение потерь электроэнергии является особо актуальной задачей.

При передаче электроэнергии от электростанции до потребителя часть электроэнергии неизбежно расходуется на нагрев проводников, создание электромагнитных полей, утечку через естественные проводимости изоляции относительно земли и т.п. Это - технические потери электроэнергии. В основных элементах электрической сети: трансформаторах и линиях электропередачи потери электроэнергии разделяют на две составляющие: переменные (нагрузочные) потери и постоянные (потери холостого хода). В линиях электропередачи постоянные потери обычно малы по сравнению с переменными и их учитывают только при особо точных расчетах или в сетях высоких напряжений. В силовых трансформаторах составляющая потерь холостого хода обычно существенна и она учитывается всегда.

1 отчетная величина потерь электроэнергии - разность между поступившей в систему энергией и реализованной, вычисленной по сумме оплаченных счетов потребителей;

2 расчетная или техническая величина потерь электроэнергии - обусловленная расходом на нагрев, создание электромагнитных полей и т.п. и определяемая по известным параметрам режима работы и характеристикам элементов электрической сети;

Каждое из этих понятий имеет определенный экономический смысл, однако, наиболее ощутимая составляющая - это технические потери, возникающие при нагреве проводников. Количество теряемой при этом на участке сети энергии можно оценить по закону Джоуля - Ленца:

 (10.1)

где: Р - максимальная активная мощность на участке сети; S - расчетная мощность нагрузки на участке сети; R - сопротивление проводов на участке сети; cosφ - коэффициент мощности; U - номинальное напряжение на участке (0,38кВ); t - время потерь.

Время потерь определяется из выражения при время потерь может быть вычислена по формуле:

 (10.2)

где Т - время использования максимума нагрузки принятое по таблице 4.6 /2/.

При меньших значениях времени использования максимума нагрузки (Т) время потерь рекомендуется определять по следующей формуле:

 (10.3)

Потери энергии в трансформаторах определяются по формуле:

 (10.4)

где: DРкз, DРхх - потери короткого замыкания и холостого хода трансформатора.

Исходные данные и результаты расчета потерь в трансформаторе и на участках сети для удобства сведем в таблицу 10.1, 10.2 соответственно.

Таблица 10.1 - Расчет потерь в трансформаторе

Пример расчета для ТП5:

Таблица 10.2 - Результаты расчета потерь на участках сети 0,38кВ