Методичні вказівки до виконання роботи. Електричне навантаження ніколи не залишається сталим, а змінюється протягом доби і року

Електричне навантаження ніколи не залишається сталим, а змінюється протягом доби і року. Внаслідок зміни навантаження змінюється втрата напруги в лінії, а отже, змінюється напруга у споживача. Поступові зміни напруги, що викликаються навантаження протягом доби і року, називають відхиленням напруги на відміну від короткочасних коливань напруги, які мають місце, наприклад, при пусках асинхронних короткозамкнених електродвигунів.

Величину відхилення напруги визначають алгебраїчною різницею між напругою в даній точці при даному режимі і номінальною напругою мережі (рис. 5.1).Відхилення напруги виражають у вольтах або, що зручніше, в відсотках від номінальної напруги мережі:

де ΔV_A - відхилення напруги у споживача А, %;

U_A- дійсна напруга у споживача А, В;

U_н- номінальна напруга мережі, В.

Відхилення напруги впливають на роботу приймачів електроенергії. Найбільш чутливі до них освітлювальні споживачі, що значно поширені в сільському господарстві і відхилення напруги негативно впливають на їх роботу, строк служби і т.д. Робота асинхронних двигунів також залежить від величини напруги. Особливо важливо, що при цьому прямо пропорційно квадрату напруги змінюється момент обертання. Тому при значних зниженнях напруги нормально завантажені двигуни зупиняються. Крім того, ізоляція двигунів швидше виходить з ладу.

Рис. 5.1. Відхилення напруги в лінії з рівномірним навантаженням.

Значне відхилення напруги в силових електромережах може призвести до браку у виробництві і прискореного спрацювання електродвигунів.

Все викладене вище показує, що електричні мережі треба проектувати так, щоб відхилення напруги у споживачів не виходили за допустимі межі.

У діючих нормах встановлено, що для споживачів, приєднаних до електричних мереж сільськогосподарських районів, допускаються такі відхилення напруги: а) тваринницькі комплекси та птахофабрики - в межах -5...+5%; б) інші споживачі в сільській місцевості-в межах -7,5...+7,5 %.

Напругу електричної мережі можна регулювати: а) зміною напруги на затискачах генератора; б) зміною коефіцієнта трансформації трансформаторів і автотрансформаторів; в) застосуванням статичних конденсаторів і синхронних компенсаторів.

Зменшити коливання напруги можна також, збільшивши переріз проводів, але це веде до значного збільшення витрати металу. Техніко-економічні розрахунки показують, що підтримувати рівень напруги в заданих межах доцільніше регулюванням напруги. Регулювання напруги поліпшує режим напруги у споживачів, підвищує якість електроенергії, що поставляється споживачам, збільшує допустиму втрату напруги в мережі, дає змогу зменшувати переріз проводів

Електричну мережу проектують так, щоб найбільші відхилення напруги ніколи на перевищували наведених значень, а в той же час були якнайближче до них.

Втрата напруги в лінії безпосередньо зв'язана з наявними в ній відхиленнями напруги. Як показано на рис. 5.1, втрата напруги в лінії дорівнює різниці між відхиленнями напруги на початку і в кінці цієї лінії:

Як уже зазначалось, електричне навантаження в лінії в загальному випадку плавно змінюється. З максимальним навантаженням мережа протягом року працює порівняно невелику кількість годин. Спостереження показують, що мінімальне навантаження в мережах, що живлять відносно велике число сільських споживачів, не знижується менш як до 25 % максимального, тобто

Внаслідок цього розрахунок мережі за відхиленням напруги проводиться для двох випадків: для навантажень 100 % і 25 % максимуму. Очевидно, в першому випадку втрата напруги в мережі найбільша і напруга в споживачів найнижча. Отже, лінію розраховують так, щоб відхилення напруги були більші -5 %, тобто

При навантаженні 25% максимуму втрата напруги в мережі приблизно в4 рази менша, а тому напруга, особливо у близько розташованих до джерела живлення споживачів може значно перевищити номінальну. В цьому випадку вживають заходів, щоб відхилення напруги при навантаженні 25 %не були більші як +5%, тобто

Вмикають трансформатори до мережі через відгалуження, що відповідають нормальному режиму роботи мережі. Втрати напруги в трансформаторах можна вибирати в межах

Відхилення напруги в лініях створюється втратою напруги. Втрата напруги приблизно пропорційна навантаженню. Найбільша втрата напруги в проводах буде максимальному навантаженні, а при мінімальному навантаженні її приймають 25% максимальної:

Оскільки відхилення напруги і втрата її в мережі пов'язані між собою, для визначення допустимої втрати напруги в мережі складають таблицю відхилень наруги. У цій таблиці розглядають два режими: режим максимальних навантажень і режим мінімальних навантажень. У таблицю заносять усі елементи електричної мережі від точки, для якої відомий режим напруги (генератори, шини трансформаторної підстанції), до споживачів. Для обох режимів навантаження (100 і 25%) спочатку записують усі відомі відхилення напруги, а потім, вибираючи певні відгалуження обмоток трансформаторів, за режимом максимального навантаження визначають допустиму втрату напруги в електричних лініях.

Доцільність вибраного відгалуження обмотки трансформатора перевіряють за відхиленням напруги в споживачів у режимі мінімального навантаження (порівнюючи його з допустимим).

Розглянемо конкретний приклад, коли живлення мереж здійснюється від шин 35/10 кВабо відгалуження від лінії напругою 10 кВ.Така схема електропостачання має велике поширення. Відхилення напруги в місці приєднання мережі можуть бути найрізноманітнішими.

Приклад 5. Живлення мереж здійснюється від шин підстанції на 35/10 кВабо від лінії напругою 10 кВ. В місці приєднання лінії напругою 10 кВ підтримується напруга:

Норма відхилення напруги у споживачів Δ V = ±5 %. Скласти таблицю відхилень напруги для схеми електропостачання, яка наведена на рис. 5.2.

Розв*язання

Приймаємо що мережі 10 і 0.38 кВрозраховують за допустимою втратою напруги. Складаємо таблицю відхилень напруги і визначаємо допустимі втрати її в мережах. Для схеми зображеної на рис. 5.2, необхідно вибирати відгалуження ПБЗ Трансформатора 10/0,4 кВ.

У таблицю відхилень напруги занесемо відомі величини:

- надбавку на шипах 10 кВ

-стала надбавка силового трансформатора 10/0,4 кВ

-втрати напруги в трансформаторі в режимі максимального навантаження

- втрати напруги в трансформаторі в режимі мінімальногонавантаження

Найефективнішою буде робота трансформатора при основному відгалуженні обмотки. Тому розглядаємо надбавку відгалуження. .

Для визначення допустимої втрати напруги в мережі треба спочатку розглянути роботу найвіддаленішого споживача d, що живиться від найвіддаленішої ТП(В) в режимі максимального навантаження. Допустима втрата напруги становитиме:

Здебільшого допустима втрата напруги розподіляється між мережами порівну. Розподілимо допустиму втрату напруги по двох ступенях:

- для лінії 10 кВ ; - для лінії 0,38 кВ .

У режимі мінімального навантаження втрата напруги в лінії напругою 10 кВстановить 1 %(25 %максимальної), а в мережі напругою 0.38 кВ - 0 %, оскільки в цьому режимі розглядаємо відхилення напруги у найближчого споживача с (лінії напругою 0,38 кВпрактично немає).

У режимі мінімального навантаження відхилення напруги у споживача с:

що не відрізняється від допустимого. Отже, вибрана надбавка основного відгалуження трансформатора ТП(В) 0 %буде оптимальною, відхилення напруги у споживачів при цьому знаходяться в нормативних межах -5...+5%.

Рис.5.2. Розрахункова схема електропостачання до практичної роботи №5

Таблиця 5.1. Відхилення напруги приживленні від шин 10 кВ.

Елемент електромережі	Найвіддаленіша трансформаторна підстанція ТП(В)	Найближча трансформаторна підстанція ТП(В)
Навантаження, %
Шини 10 кВ Δ ,%	+2	+2	+2	+2
Мережа напругою 10 кВ ,%	-4	-1
Трансформатор 10/0,4 кВ, %: стала надбавка ,% змінна надбавка ,% втрати ,%	+5 -4	+5 -1	+5 -2,5 -4	+5 -2,5 -1
Мережа напругою 0,38 кВ ,%	-4		-5,5
Споживачі , %	-5	+5	-5	+3,5
d	c	b	a

Для визначення допустимої втрати напруги в мережі напругою 0,38 кВ, що живиться від ТП(Б), треба скласти таблицю відхилень наруги для цього трансформатора. Втрату напруги в мережі напругою 10 кВ приймаємо рівною (оскільки ТП(Б) приєднана близько до шин 10 кВ).

При відгалуженні обмотки у мережі напругою 0,38 кВ допустина втрата напруги при максимальному навантаженні до споживача b:

Відхилення напруги у найближчого споживача а в режимі мінімального навантаження:

Як видно, відхилення напруги у споживача а виходять за допустимі межі. Отже вибираємо відгалуження трансформатора .

Визначаємо допустиму втрату напруги в мережі 0,38 кВ при і максимальному навантаженні до споживача b

Відхилення напруги найближчого споживача а в режимі мінімального навантаження при :

Отже, для трансформатора ТП(Б) оптимальним буде відгалуження обмоток трансформатора -2,5 %. Відхилення напруги у споживачів при цьому знаходяться в допустимих межах -5...+5 %.

Таблиця 5.2. Варіанти завдань до практичної роботи №5

Варіант	Відхилення, %, на шинах напругою 10кВ	Допустимі відхилення напруги у споживачів	Варіант	Відхилення, %, на шинах напругою 10кВ	Допустимі відхилення напруги у споживачів
	+4	+4	±7,5		+2	+2	±7,5
			±7,5		+4,5	+2	±5
	+2,5		±5		+1	+1	±7,5
	+3,5	+0,5	±5		+3,5	+3,5	±5
	+1	+1	±5		+5	+5	±5
	+1,5		±7,5		+0,5	+0,5	±5
	+2	+1	±7,5		+2		±7,5
	+4,5	+4,5	±5		+3,5	+0,5	±5
	+3	+0,5	±5		+3	+1	±7,5
	+5	+2	±7,5		+2,5	+1,5	±5
	+0,5	+0,5	±7,5		+1,5	+1,5	±5
	+1,5	+0,5	±7,5		+1		±5
	+3	+3	±5		+5	+3	±5
	+2,5	+2,5	±7,5		+4,5	+0,5	±7,5
	+0,5		±5		+4	+1,5	±5

Питання для самоконтролю

1.Як впливають відхилення напруги на роботу ламп розжарювання?

2. Як змінюється момент обертання асинхронних електродвигунів залежно від напруги?

3. Назвіть допустимі межі відхилень напруги в сільських мережах?

4. Як зв'язана втрата напруги в лінії з відхиленнями напруги на її кінцях?

5. Назвіть режими підтримання напруги регуляторами електричних генераторів?

6. Які переваги системи електропостачання напругою 35/0.4 кВ перед системою 35/10/0,4 кВ?

7. Які надбавки напруги можна отримати в знижувальних трансформаторах?

8. В чому принципова різниця між регулювальними пристроями РПН і ПБЗ?

9. Якими способами забезпечують допустимі відхилення напруги у споживачів?

Поиск по сайту: