Потери напряжения в электрических сетях до 1 кВ

Название дисциплины МДК 2.2 Внутреннее электроснабжение промышленных и гражданских объектов

Номер группы МНЭ20-1Т

Форма занятия: составление опорного конспекта

ФИО преподователя Залилов Марат Фаридович maratzalilolv459@gmal.com

Дата сдачи:10.11.2021

Дата занятия: 10.11.2021

. Потери напряжения в электрических сетях до 1 кВ

Напряжение в электрической сети изменяется вследствие потерь в сопротивлениях проводов и кабелей.

Разность напряжений в начальной и конечной точках линии в данный момент времени называется потерей напряжения. [ГОСТ Р 54130-2010]

ΔU = U₁ – U₂

Падение напряжения - геометрическая (векторная) разность между комплексами напряжений начала и конца линий. Если поперечная составляющая δU^к₁₂ мала (например, в сетях U_ном≤110кВ), то можно приближенно считать, что потеря напряжения равна продольной составляющей падения напряжения.

 

 

Отклонение напряжения – это алгебраическая разность между действительным напряжением на зажимах ЭП и его номинальным напряжением.

V = U – U_ном

Колебания напряжения –быстро изменяющиеся отклонения напряжения длительностью от полупериода до нескольких секунд.

Колебания напряжения происходят под воздействием быстро изменяющейся нагрузки сети. Источниками колебаний напряжения являются мощные электроприёмники с импульсным, резкопеременным характером потребления активной и реактивной мощности: дуговые и индукционные печи; электросварочные машины; электродвигатели при пуске.

При снижении напряжения сети непропорционально снижается световой поток, а при увеличении в разы снижается срок службы ламп. При увеличении напряжения сети перегревается двигатель, из–за увеличившихся токов намагничивания, а при снижении напряжения пусковой момент АД может оказаться меньше момента сопротивления механизма.

ГОСТ 13109 – 97 устанавливает значение отклонений напряжения:

- нормально допустимое отклонение ± 5 %;

- предельно допустимое отклонение ± 10 %.

Согласно СП 31-110-2003 Отклонения напряжения от номинального:

- на зажимах силовых ЭП и наиболее удаленных ламп электрического освещения не должны превышать в нормальном режиме ±5 %, а предельно допустимые в послеаварийном режиме при наибольших расчетных нагрузках ±10 %.

- В сетях напряжением 12-50 В (считая от ИП, например понижающего трансформатора) отклонения напряжения разрешается принимать до 10 %.

- Для ряда ЭП (аппараты управления, электродвигатели) допускается снижение напряжения в пусковых режимах в пределах значений, регламентированных для данных ЭП, но не более 15 %.

 

 

С учетом регламентированных отклонений от номинального значения суммарные потери напряжения от шин 0,4 кВ ТП до наиболее удаленной лампы общего освещения в жилых и общественных зданиях не должны, как правило, превышать 7,5 %.

При постоянстве напряжения на шинах источника питания напряжение в конце линии тем ниже, чем больше передаваемые мощности P и Q и чем больше сопротивления линии R и X. Отсюда следует, что для уменьшения потери напряжения в линии надо или увеличивать площадь сечения проводов, для снижения активного сопротивления (Х от площади сечения почти не зависит), или уменьшать передаваемую по линии реактивную мощность Q путем увеличения cos φ потребителей за счет установки конденсаторов.

Потеря напряжения в трехфазной линии с нагрузкой на конце линии рассчитывается по формуле:

∆U% = (r₀·cos φ₂ + x₀·sin φ₂)

где Р – активная мощность нагрузки, кВт

r₀ – активное сопротивление 1 км провода, Ом/км

x₀ – ре активное сопротивление 1 км провода, Ом/км

l – длина линии, км

Потеря напряжения в трехфазной линии с несколькими нагрузками вдоль линии рассчитывается по формуле:

Σ∆U% = ∆U _А-1% + ∆U 1_1-2% + ∆U 1_2-3% + … или

∆U% = ·Σ(r₀ + x₀·tg φ)P·l

Для линии с 2-мя нагрузками суммарная потеря напряжения:

∆U% = [(r₀₁ + x₀₁ · tg φ₁)P₁’·L₁ +(r₀₂ + x₀₂ · tg φ₂)P₂’·L₂]

При расчете осветительных сетей с достаточной для практики точностью индуктивным сопротивлением можно пренебречь. (стр 97 Цигельман). Обозначив, r₀ = 1/γS и, считая, что линия выполнена проводом одного сечения, получим

 

 

∆U% = ·r₀·ΣP·l = ΣP·l

Произведение ΣP·l называют моментом нагрузки и обозначают М (кВт·м). Обозначив постоянное число через С получим

где С – постоянная, зависящая от системы сети, напряжения, материала

проводников, С приводится в справочниках.

S – сечение выбранного проводника, мм²

При определении моментов нагрузки могут встречаться следующие случаи

1. Линия с одиночной нагрузкой

М = Р∙l

2. Линия с несколькими произвольно распределенными нагрузками

М = (Р₁ + Р₂ + Р₃) · l₁ + (Р₂ +Р₃) · l₂ + Р₃ ·l₃

 

3. Линия с равномерно распределенными нагрузками

М = λ · ∑ Р ·l

4. Линия с ответвлениями:

а). момент нагрузки по пути тока к Р₂

М = (Р₁ + Р₂ + Р₃ + Р₄) · l₀ + (Р₁ + Р₂) · l₁ + Р₂ · l₂

б).момент нагрузки по пути тока к Р₄

М = (Р₁ + Р₂ + Р₃ + Р₄) · l₀ + (Р₃ + Р₄) · l₃ + Р₄ · l₄

В данном случае при одинаковом сечении и схеме сети ΔU определяют для б о льшего момента нагрузки.

В практических расчетах по подсчитанному моменту нагрузки с учетом схемы соединения и материала проводника по таблицам определяют значение потери напряжения и сравнивают его с допустимым. Таблицы приводятся в [5, с. 171,172] и [7, с. 349, 350].

4.1. Определения

Падение напряжения – это геометрическая разность напряжений в начале и конце ЛЭП. Падение напряжения – это векторная величина.

Потеря напряжения – это алгебраическая разность тех же напряжений в начале и конце ЛЭП. Потеря напряжения – это скалярная величина.

Отклонение напряжения (отклонение от номинального значения) – это алгебраическая разность между фактическим напряжением в данный точке сети и номинальным этой же точке сети, при медленном его изменении:

Колебания напряжения – при быстром изменении (>1% в сек.).

В общем случае потеря в ЛЭП складывается из потерь в прямом и обратном проводах. Но в 3-х фазной ЛЭП с симметричной нагрузкой потеря напряжения в обратном проводе отсутствует, т.к. ток в нем (в нейтральном проводе) равен нулю.

 

Задача: написать коспект и ответить на вопросы.

Контрольные вопросы:

- какая разница в потерях между линиями с последовательным соединением или линий с отвлетлениями?