Допустимата загуба на напрежение в линията е 10 kv. Загуба на напрежение
В разпределителните мрежи от 0,4 kV има проблем, свързан със значителни дисбаланси на напрежението във фази: при натоварени фази напрежението пада до 200 ... 208 V, а при по-малко натоварени поради "нулево" отклонение може да се увеличи до 240 V и повече. Повишеното напрежение може да доведе до отказ на електрически устройства и потребителско оборудване. Асиметрията на напрежението възниква поради различен спад на напрежението в линейните проводници при дисбаланси във фазовите токове, причинени от неравномерно разпределение на еднофазните товари. Освен това в неутрален проводник четирипроводна линия се появява ток, равен на геометричната сума на фазовите токове. В някои случаи (например, когато натоварването на една или две фази е изключено) през неутралния проводник може да протича ток, равен на фазовия ток на товара. Това води до допълнителни загуби в далекопроводи (електропроводи) от 0,4 kV, разпределителни трансформатори 10 / 0,4 kV и съответно в мрежи за високо напрежение.
Тази ситуация е често срещана в много селски райони и може да се случи в жилищни жилищни сгради, където е практически невъзможно равномерното разпределение на товара върху фазите на мощността, в резултат на което достатъчно силни токове, което води до допълнителни загуби в проводниците на групата и захранващите линии и налага да се увеличи напречното сечение на неутралния работен проводник до нивото на фазовите.
Дисбалансите на напрежението оказват силно влияние върху работата на оборудването [L.1]. Толкова малка асиметрия на напрежението (например до 2%) на клемите асинхронен двигател води до значително увеличение на загубите на мощност (до 33% в статора и 12% в ротора), което от своя страна причинява допълнително нагряване на намотките и намалява експлоатационния живот на тяхната изолация (с 10,8%), и с дисбаланси от 5% общи загуби се увеличава с 1,5 пъти и съответно консумираният ток се увеличава. Освен това допълнителните загуби поради дисбаланс на напрежението не зависят от натоварването на двигателя.
С увеличаване на напрежението на лампите с нажежаема жичка до 5%, светлинният поток се увеличава с 20%, а експлоатационният живот се намалява наполовина.
В трансформаторни подстанции 10 / 0,4 kV по правило се инсталират трансформатори с диаграма на свързване U / U n. Възможно е да се намалят загубите и да се балансира напрежението в електропреносната линия 10 kV чрез използване на Y / Zjj или A / Zjj със схемата на свързване, или (произведено от Унитарното предприятие MTZ на името на В. И. Козлов), но такова заместване е свързано с високи финансови разходи и не компенсира допълнителни загуби в електропроводи 0,4 kV.
За да се компенсира дисбалансът на напрежението, препоръчително е да се преразпределят токовете на натоварване на фази, като се подравнят техните стойности.
Необходимостта от ограничаване на тока на неутралния проводник се причинява и от факта, че в разпределителните мрежи от 0,4 kV, направени с кабел, напречното сечение на неутралния проводник обикновено се прави с една стъпка по-малко от напречното сечение на фазовия проводник.
За да се намалят загубите на електроенергия в мрежи от 0,4 kV поради преразпределение на токове във фази, ограничаване на тока в неутралния проводник и намаляване на дисбалансите на напрежението, се предлага да се използва трифазен балансиращ автотрансформатор, който се инсталира в края на преносната линия, в товарните възли. В същото време, ако на линията 0,4 kV към товарния възел възникне късо съединение на една от фазите към неутралния проводник (което, за съжаление, често се случва на въздушни електропроводи в селските райони), потребителите зад инсталирания автотрансформатор ще бъдат защитени от големи пренапрежения.
Трифазен, сух, балансиращ автотрансформатор (съкратено като ATC-C) съдържа магнитна верига с три пръчки, първичните намотки W 1 са поставени на всичките три пръта, свързани към звезда с неутрално и свързани към мрежовото напрежение, компенсационната намотка WK е направена под формата на отворен триъгълник (някои автори наричат отворен [L.3]) и включен последователно с товара.
Основните електрически вериги на автотрансформатора са показани на фиг. 1 ... 4.
Фигура 1 показва електрическа верига автотрансформатор с компенсационна намотка, когато секциите на тази намотка, направени на всяка фаза, са свързани в класическа отворена делта и свързани към неутралата на мрежата и към товара.
Фигура 2 показва електрическа схема на автотрансформатор с компенсационна намотка, направена под формата на завои от проводящ материал, легнал отгоре на намотките и на трите фази на автотрансформатора, образувайки отворен триъгълник. Използването на тази верига, в сравнение с предишната, позволява не само да се намали консумацията на намотаващия проводник на допълнителната намотка, но и общата мощност на автотрансформатора чрез освобождаване на прозореца на магнитната верига и намаляване на разстоянието от центъра до центъра между първичните намотки
Тези схеми са приложими в случаите, когато неутралният проводник на товара не е твърдо свързан със земята и във всички случаи в петжилна система с PE- и N-проводници.
Фигура 3 показва електрическата схема на автотрансформатор с компенсационни намотки, направени под формата на фазови намотки, свързани в отворени триъгълницивключени според фазовите намотки на автотрансформатора.
Структурно схемата, показана на фиг. 4, може да бъде изпълнена подобно на веригата на фиг. 2, т.е. фазовите компенсационни намотки са направени над намотките и на трите фази на автотрансформатора и са включени в прекъсването на фазовите проводници на мрежата от страната на товара.
Тези вериги могат да се използват, включително когато неутралата на товара е здраво заземена, т.е. когато не е възможно да се включи компенсиращата намотка на автотрансформатора в прекъсването на неутралния проводник между товара и мрежата, или когато нулевият проводник на товара трябва да бъде „твърдо“ заземен в съответствие с изискванията за безопасност.
С асиметрията на товарните токове и съответно токовете в компенсиращите намотки, магнитните потоци, създадени от тези намотки в магнитната верига на автотрансформатора, ще се сгънат геометрично. В пръчките на магнитната верига ще се появят потоци с нулева последователност, насочени в една посока във всички фази на автотрансформатора. Тези магнитни потоци създават ЕДС. нулева последователност и съответно токове I 01 in първична намотка пропорционално на съотношението на трансформация към tr (обратно пропорционално на съотношението на броя на завъртанията W1 / Wk).
Връзката на намотката W K е избрана по такъв начин, че фазовите токове на автотрансформатора да бъдат векторно извадени от фазовия ток на линията на най-натоварената фаза и добавени към токовете на по-малко натоварените фази. Това преразпределение води до по-симетрично разпределение на токовете във фази в електропроводи, изравняване на спада на напрежението в проводниците на линията и, следователно, до балансиране на напрежението в товара, както и до намаляване на тока на неутралния проводник и загубите в електропровода и трансформаторите за разпределение на енергия, осигуряващи икономии електричество.
Максималната компенсация на тока в неутралния проводник се извършва, когато амперните обороти (магнитомотивната сила) на работните I 01 -W 1 и компенсационните I 02-W K намотки са равни, т.е. с I 01 -W 1 \u003d 3I 02 -W K, или W K \u003d W 1/3. В този случай общата мощност на автотрансформатора P при, в зависимост от схемата на свързване на компенсационните намотки, може да бъде 3 пъти по-малка от консумираната мощност на товара P n.
За да се ограничи токът на неутралния проводник до нивото, допустимо за електропроводи, броят на завъртанията на компенсиращата намотка може да бъде съответно намален: например, за да се ограничи токът на неутралния проводник при 1/3 фаза, 2/3 от стойността му трябва да бъде компенсирана, следователно, WK \u003d W 1 / 4.5. Освен това общата мощност на автотрансформатора може да бъде 4,5 пъти по-малка от консумираната мощност на товара.
Дисбалансите на фазовия ток водят до допълнителни загуби в преносните линии 0,4 kV и по-нататък по цялата верига за пренос на електроенергия. Нека разгледаме това, като използваме пример за конвенционален електропровод с дължина 300 m, направен с алуминиев кабел с напречно сечение (3x25 + 1x16) mm (съпротивление на фазовия проводник 0,34 Ohm, неутрален проводник 0,54 Ohm) с активно натоварване във фази 40, 30 и 10A. Токът в неутралния проводник, равен на векторната сума на фазовите токове, ще бъде (вижте векторната диаграма на фиг. 5) 26,5 А. Загубите в линията, както във всеки проводник, зависят от съпротивлението на линията и квадрата на тока, преминаващ по тази линия (I 2 -Z ^). Загубите във фазовите проводници, съответно, ще бъдат -40 2 -0,34 \u003d 544 W, 30 2 -0,34 \u003d 3 06 W, 10 2 -0,34 \u003d 34 W, в неутралния проводник -26,5 -0, 54 \u003d 379 W, обща загуба на линията 1263 W.
Използването на ATC-C ще позволи преразпределяне на токове в линията. При коефициент на трансформация 1/3 една трета от тока на неутралния проводник се изважда вектор от токовете на натоварените фази и се добавя към тока на по-малко натоварената фаза. Теченията, съответно, ще станат
Равно на 33,8, 29,6 и 18,6 A, докато токът на неутралния проводник (като се вземе предвид известна асиметрия на магнитната система на автотрансформатора) може да бъде до 10% от средния фазов ток, т.е. 2,7 А.
При такова преразпределение на токовете общите загуби в линията ще бъдат (33,82 + 29,62 + 18,62) \u200b\u200b0,34 + 2,72 0,54 \u003d 805W.
По този начин инсталирането на автотрансформатора ATS-S дава възможност за намаляване на загубите в преносната линия 0,4 kV с 36%.
Очевидно е, че намаляването на спада на напрежението в линейните проводници е пропорционално на промяната на тока във фази, съществено изравнява напрежението в товарния възел, главно поради изместването на "нулата".
Увеличаването на коефициента на трансформация над 1/3 за трифазни натоварвания не е препоръчително и въпреки по-равномерното преразпределение на токовете във фази, води до увеличаване на загубите в преносната линия поради по-значително увеличение на тока на неутралния проводник, а също така изисква високи разходи за материали.
Относителната стойност на мощността на автотрансформатора АТС-С ще бъде - S * при \u003d k · Sн, където: Sн - мощност на натоварване; k - коефициент в зависимост от веригата на автотрансформатора и коефициент на трансформация (ktr), представен в таблица 1.
маса 1 стойности на коефициентада се
| Схема, Фиг. | 1 | 2 | 3 | 4 |
| ctr \u003d 1/3 | 0,58 | 0,33 | 0,90 | 0,55 |
| ctr \u003d 1 / 4.5 | 0,38 | 0,22 | 0,66 | 0,33 |
Ако е гарантирано, че ще бъде известно максимален токпротичащ в неутралния проводник на товара, тогава общата мощност на автотрансформатора съгласно схемата на фиг. 1 може да бъде изчислена въз основа на този ток - B при \u003d 1 02 - и l / l / 3, и съгласно схемата на фиг. 2 - B при \u003d 1 02 -и l / 3 и за горния пример за трифазен небалансиран товар ще бъдат съответно 8,3 и 4,8 kV-A.
Най-ефективно е инсталирането на автотрансформатор директно към потребителя, в точката на разклоняване на трифазна линия в еднофазна, например на входа на кооперация на дача, където е почти невъзможно да се подреди натоварването във фази. В жилищните жилищни сгради инсталирането на ATC-S на клоновете към всеки щранг, захранващ апартаменти в жилищни сгради, позволява балансиране на напрежението и намаляване на загубите в трифазни групи и захранващи линии на разпределителната мрежа. В малки индустриални предприятия може да се използва за захранване на мощни еднофазни товари: заваръчни трансформатори, токоизправители, бойлери и др.
В момента статични преобразуватели (токоизправители, тиристорни контролери, високочестотни преобразуватели), газоразрядни осветителни устройства с електромагнитни и електронни баласти, електрически двигатели променлив ток с променлива скорост и др. Тези устройства, както и заваръчни трансформатори, специални медицински и други устройства, могат да генерират по-високи хармоници на тока в захранващата система. Например еднофазните токоизправители могат да генерират всички странни хармоници, докато трифазните токоизправители могат да генерират всичко, което не е кратно на три, което е отразено на фиг. 6 [L.2].
Текущите хармоници от нелинейни товари могат да бъдат сериозни проблеми за енергийните системи. Хармоничните компоненти са токове с честоти, кратни на основната честота на захранването. Висшите хармоници на тока, насложени върху основната хармоника, водят до изкривяване на формата на тока. На свой ред токовите изкривявания засягат формата на напрежението в захранващата система, причинявайки неприемливи ефекти върху натоварванията на системата. Увеличение общо ефективна стойност токът в присъствието на компоненти с по-висока хармоника в системата може да доведе до прегряване на цялото оборудване в разпределената мрежа. При несинусоидални токове загубите в трансформаторите се увеличават главно поради загуби от вихрови токове, което изисква увеличаване на инсталираната им мощност. Като правило, за да се ограничат хармониците в тези случаи, се инсталират високочестотни филтри, състоящи се от мрежови реактори и кондензатори.
Предимствата на ATS-S включват факта, че те имат способността да филтрират токове с по-високи хармоници, кратни на три (т.е. 3, 9, 15 и т.н.), ограничавайки потока им както от мрежата до товара, така и обратно. Това подобрява качеството на мрежата и намалява колебанията на напрежението.
Както бе споменато по-горе, електромагнитни баластни устройства (PRA) газоразрядни лампи генерират висши хармоници. Така че в токовете на натриеви лампи HPS, широко използвани за целите на уличното осветление, третата хармоника е преобладаваща и в зависимост от мощността на лампата и вида на баласта е до 5% или повече (съгласно [L.4], третата хармоника е разрешена до 17,5 %). Токовете на третите хармоници съвпадат по фаза и се добавят аритметично в неутралния проводник трифазна мрежа, създавайки осезаеми допълнителни загуби, което принуждава напречното сечение на неутралните работни проводници на трифазните захранващи и групови линии да бъде равно на фазовото.
В тази ситуация използването на ATC-C ви позволява да намалите напречното сечение неутрални проводници, поне два пъти и решаване на три проблема: да се компенсират загубите от третата хармоника, да се гарантира, че осветителната система е превключена в „нощен режим“ (една или две фази на разпределителната мрежа са изключени през нощта), преразпределяйки товара на три фази; и влезте в енергоспестяващия режим, като направите кранове на автотрансформатора, за да намалите напрежението. За да се реши само първият проблем, е възможно да се използва автотрансформатор с минимална мощност, проектиран за тока на неутралния проводник (общ ток на третата хармоника).
Ако е необходимо да се компенсират 5, 7 или 11 хармоници, можете да използвате схемите на фиг. 3 или 4. В този случай цената на мрежовите реактори може да бъде намалена, тъй като компенсационните намотки, имащи повишено индуктивно съпротивление за високочестотни хармоници, могат да действат като мрежов реактор и заедно с кондензатори да образуват филтър от висши хармоници. Кондензаторите са свързани между отворените точки на свързване на триъгълника на компенсационните намотки и нулевия проводник и могат да образуват един (виж фиг. 7), дву- или тристепенен филтър за различни честоти. Стойност на индуктивността
участъци от компенсационната намотка с достатъчна надеждност могат да бъдат определени от номиналните параметри - номинален ток и коефициент на трансформация. Например за номинален ток I n \u003d 25A и коефициент на трансформация ktr \u003d 1/3 напрежение на сечението
ще бъде U sec \u003d Uph до tr \u003d 220/3 \u003d 73V, съпротивление Z sec \u003d Usec / Inom \u003d 73/25 \u003d 2.9 Ohm (пренебрегвайки малкото активно съпротивление на намотката) се счита за индуктивно и тогава индуктивността на участъка
Lsec \u003d Z sec / w \u003d 2.9 / 314-10 \u003d 9.2mH. В този случай е необходимо да се вземе предвид нелинейният характер на съпротивлението: с намаляване на товара съпротивлението се увеличава.
Когато поръчвате автотрансформатор, възможността за свързване на кондензатори трябва да бъде посочена в поръчката за производство.
Специален случай е балансиращ автотрансформатор, целенасочено проектиран да захранва еднофазен товар (виж фиг. 8 и 9). За по-голяма симетрия на токове във фази, коефициентът на трансформация може да се направи по-голям от 1/3, с леко увеличение на тока на неутралния проводник.
Нека разгледаме един пример. На входа на трифазната мрежа е инсталиран автоматичен превключвател, проектиран за дългосрочен допустим ток от 25 А. Необходимо е да се свърже 10 kVA заваръчен трансформатор (мрежово напрежение 220 V, заваръчен ток 160 A, напрежение празен ход 60 V, работен цикъл 60%). Токът, консумиран от заваръчния трансформатор, ще бъде 10-1000 / 220 \u003d 45,5 A, а като се вземе предвид PV, еквивалентният ток ще бъде 45,5 - // 0,6 \u003d 35,2 A, което е 1,4 пъти по-високо от допустимия. Разбира се, можете да използвате конвенционален автотрансформатор 380/220 V, базиран на трансформатор OSMR-6.3 (с мощност 6,3 kVA), в този случай натоварването ще бъде преразпределено само на две фази (ток на линията - 20,3 A), но можете приложете балансиращ автотрансформатор (вижте диаграмата на фиг. 9) с коефициент на трансформация 1/2, превръщайки еднофазен товар в трифазен и изравнете натоварването във всички фази, намалявайки тока в мрежата до 17,6 A, докато токът е в неутрален, при липса на други товари също ще бъде 17,6 А.
В този случай автотрансформаторът може да бъде направен на базата на трансформатора ТСР-6,3. Можете също така да използвате балун автотрансформатор с коефициент на трансформация 1/3, ограничаващ тока във фазата на работа за дълго време верижни прекъсвачи - с ток от 23.4A, докато в останалите две фази ще тече ток от 11.8A при липса на ток в неутралния проводник.
Автотрансформаторът може да бъде направен на базата на трансформатора ТСР-2,5.
Намаляването на загубите в мрежата в сравнение с директната връзка е показано в таблица 2.
таблица 2
| Автотрансформатор | Въз основа на OSMR-6.3 | Балансиране на ATS-C |
| Съотношение на трансформация | 1/1,73 | 1/3 1/2 |
Като се има предвид, че заваръчният трансформатор генерира високочестотни хармоници, включително кратни на три, трябва да се даде предпочитание на балунен автотрансформатор.
Проведени тестове на автотрансформатори ATS-S в лабораторията на UP METZ на името на В И. Козлов показа положителни резултати и напълно потвърди тяхната ефективност (вж. Приложение 1 "Резултати от теста на автотрансформатора ATC-S-25").
Предвижда се разработването на серия автотрансформатори от 25 до 100 kVA както в отворена версия IP00, така и в защитни кутии от версии IP21 за монтаж под навес и IP54 за монтаж на открито, включително директно на стълбовете на електропроводи от 0,4 kV. В автотрансформаторите, ако е необходимо, за да се увеличи или намали напрежението, може да се осигури възможност за превключване на регулиращите кранове по време на монтажа му.
В момента заводът приема индивидуални поръчки за автотрансформатори ATS-C с мощност до 100 kVA.
Приложение 1
Резултати от изпитването на автотрансформатор АТС-С-25
На примера на четирипроводна далекопроводна линия-0,4 kV
| Дължина на линията, m | 300 | |||
| Алуминиева тел, mm² | фази - | 25 | нула - | 10 |
| Съпротивление на проводника, Ом | фази - | 0,34 | нула - | 0,86 |
| Съпротивление на натоварване (активно), Ом | Фаза: A-5.99 | B-5.83 | S-5.59 | |
| Режим на зареждане без автотрансформатор | 3x-f | 2x-f | 1o-f | |
| Линейни натоварващи токове, A | ||||
| фаза А | 36,5 | 36,5 | 36,5 | |
| фаза Б | 37,5 | 37,5 | 0,0 | |
| фаза С | 39,0 | 0,0 | 0,0 | |
| в неутралния проводник N | 2,2 | 37,0 | 36,5 | |
| фаза А | 456 | 456 | 456 | |
| фаза Б | 481 | 481 | 0 | |
| 520 | 0 | 0 | ||
| в неутралния проводник "N" | 4 | 1172 | 1140 | |
| ОБЩА СУМА | 1461 | 2109 | 1596 | |
| Режим на зареждане с автотрансформатор | 3x-f | 2x-f | 1o-f | |
| Линейни токове до АТС-С, А | ||||
| фаза А | 36,0 | 32,5 | 27,3 | |
| фаза Б | 36,0 | 34,1 | 9,3 | |
| фаза С | 39,0 | 9,0 | 8,4 | |
| в нулевия проводник "n" | 3,8 | 11,0 | 11 | |
| Загуби на мощност в линията, W | ||||
| фаза А | 443 | 361 | 255 | |
| фаза Б | 443 | 398 | 30 | |
| фаза С | 520 | 28 | 24 | |
| в неутрален проводник N | 12 | 103 | 103 | |
| ОБЩО на линия | 1419 | 890 | 412 | |
| като се вземат предвид загубите в ATC-C | ||||
| съпротивление на фазовата намотка, Ohm | 0,2443 | |||
| съпротивление на компенсиращата намотка, Ом | 0,038 | |||
| ATS-C фазови токове на намотки, A | ||||
| фаза А | 0,4 | 8,1 | 8,9 | |
| фаза Б | 1,4 | 9,2 | 9,3 | |
| фаза С | 1,3 | 8,9 | 8 | |
| Загуби на мощност в намотките на ATC-C, W | ||||
| фаза А | 0,04 | 16,03 | 19,35 | |
| фаза Б | 0,48 | 20,68 | 21,13 | |
| фаза С | 0,41 | 19,35 | 15,64 | |
| в неутрален проводник N | 0,18 | 52,09 | 50,67 | |
| Загуба на празен цикъл ATC-C, W | 50 | |||
| ОБЩО в ATC-C | 51,1 | 158,1 | 156,8 | |
| ОБЩА СУМА | 1470,1 | 1048,2 | 568,8 | |
| Икономия на енергия, W | -8,7 | 1061 | 1027 | |
Лекция номер 10
Изчисляване на локални мрежи (мрежи на напрежение) за загуба
стрес
Допустими загуби на напрежение в линиите на локални мрежи.
Предположения, залегнали в изчислението на локалните мрежи.
Определяне на най-голямата загуба на напрежение.
Специални случаи на изчисляване на локални мрежи.
Загуба на напрежение в електропроводи с равномерно разпределен товар.
Допустими загуби на напрежение в линиите на локални мрежи
Локалните мрежи включват мрежи с номинално напрежение 6 - 35 kV. Локалните мрежи по дължина значително надвишават дължината на регионалните мрежи. Консумацията на проводими материали и изолационни материали значително надвишава нуждата им от районни мрежи. Това обстоятелство изисква отговорен подход към проектирането на локалните мрежи.
Предаването на електричество от източници на енергия към електрически приемници е придружено от загуба на напрежение в линиите и трансформаторите. Следователно напрежението на потребителите не остава постоянно.
Разграничете отклонения и колебание волтаж.
Отклонениянапреженията се причиняват от бавно протичащи процеси на промени в натоварването в отделни елементи на мрежата, промени в режимите на напрежение на захранванията. В резултат на такива промени напрежението в отделните точки на мрежата се променя в стойността, отклонявайки се от номиналната стойност.
Флуктуациинапреженията са бързи (със скорост най-малко 1% в минута) краткосрочни промени на напрежението. Те възникват в случай на внезапни нарушения на нормалния режим на работа при внезапно включване или изключване на мощни консуматори, късо съединение.
Отклоненията на напрежението се изразяват като процент от номиналното напрежение в мрежата
Колебанията на напрежението се изчисляват, както следва:
където 
най-високите и най-ниските стойности на напрежението в една и съща точка в мрежата.
За да се осигури нормалната работа на електрическите приемници, е необходимо да се поддържа напрежение в техните шини близо до номиналното.
GOST установява следните допустими отклонения при нормална работа:
В следаварийни режими се допуска допълнителен спад на напрежението с 5% до посочените стойности.
За да се осигури правилното ниво на напрежение в шините на електрическите консуматори, се прилагат следните мерки:
При коефициент на трансформация 
действителното напрежение на нисковолтовите шини ще бъде по-близо до номиналното:
Намотките на трансформатора са оборудвани с кранове, които позволяват промяна на коефициента на трансформация в определени граници. Напрежението във възлите на веригата, разположени по-близо до източника на захранване, обикновено е по-високо от номиналното, а в отдалечените - под номиналното. За да се получи напрежението на необходимото ниво на вторичната страна на трансформаторите, включени в тези възли, е необходимо да изберете кранове в намотките на трансформатора. При възли с повишено ниво на напрежение, коефициентите на трансформация се задават по-високи от номиналните, а при възли с намалено ниво на напрежение, коефициентите на трансформация на трансформаторите се задават под номиналните.
Мрежовата верига, номинално напрежение, напречни сечения на проводниците се избират така, че загубата на напрежение да не надвишава допустимата стойност.
Допустимата загуба на напрежение се установява с определена степен на точност, въз основа на нормализираните стойности на отклоненията на напрежението на шините на консуматорите на енергия:
за мрежи с напрежение 220 - 380 V по целия път от източника на захранване до последния електрически приемник от 5 - 6,5%;
за захранваща мрежа с напрежение 6 - 35 kV - от 6 до 8% в нормален режим; от 10 до 12% в режим след спешност;
за селски мрежи с напрежение 6 - 35 kV - до 10% в нормален режим.
Тези стойности на допустимата загуба на напрежение са избрани по такъв начин, че при правилно регулиране на напрежението в мрежата да бъдат изпълнени изискванията на PUE във връзка с отклоненията на напрежението на шините на електрическите консуматори.
Предположения, залегнали в изчислението на локалните мрежи
При изчисляване на мрежи с напрежение до 35 kV включително се правят следните предположения:
мощността на зареждане на електропреносната линия не се взема предвид;
индуктивното съпротивление на кабелните електропроводи не се взема предвид;
загубите на мощност в трансформаторната стомана не се вземат предвид. Загубите на мощност в трансформаторната стомана се вземат предвид само при изчисляване на активната мощност и загубите на електроенергия в цялата мрежа;
при изчисляване на мощностните потоци не се вземат предвид загубите на мощност, т.е. мощността в началото на секцията е равна на мощността в края на секцията;
напречният компонент на спада на напрежението не се взема предвид. Това означава, че фазовото изместване между възлите на веригата не се взема предвид;
изчисляването на загубите на напрежение се извършва според номиналното напрежение, а не според реалното напрежение в мрежовите възли.
Определяне на най-голямата загуба на напрежение
Като се вземат предвид предположенията, направени при изчисляване на локални мрежи, напрежението във всеки i-тият хост се изчислява по опростена формула:
където 
съответно активна и реактивна мощност, протичаща през участъка j;
съответно активното и индуктивното съпротивление на участъка j.
Ако загубата на мощност в локалните мрежи не се вземе предвид, загубите на напрежение могат да бъдат изчислени или от мощността на секциите, или от мощността на товара.
Ако изчислението се извършва според капацитета на секциите, тогава се вземат предвид активното и реактивното съпротивление на същите секции. Ако изчислението се основава на мощността на товара, тогава е необходимо да се вземат предвид общите активни и реактивни съпротивления от захранващия блок към блока за свързване на товара. Във връзка с фиг. 10.2 имаме:
по капацитет на обекта
по товароносимост
.
В неразклонена мрежа най-голямата загуба на напрежение е загубата на напрежение от захранването до крайната точка на мрежата.
В разклонената мрежа най-голямата загуба на напрежение се определя, както следва:
изчислява се загубата на напрежение от MT до всяка крайна точка;
измежду тези загуби се избира най-голямата. Стойността му не трябва да надвишава допустимата загуба на напрежение за тази мрежа.
Специални случаи на изчисляване на локални мрежи
На практика има следните специални случаи на изчисляване на локални мрежи (дадени са формули за изчисляване на капацитета на сайтовете):
Линиите за електропренос по цялата дължина са направени с проводници със същото напречно сечение, еднакво разположени
Линиите за електропренос по цялата дължина са направени с проводници със същото напречно сечение, еднакво разположени. Товарите имат същото cosφ
Електропроводи, захранващи чисто активни товари ( Въпрос: = 0, cosφ \u003d 1), или кабелни електропроводи с напрежение до 10 kV ( х =0)
Методи за аритметично изчисление на въздушни електронни мрежи с проводници от различни материали за загуба на напрежение. Допустимата загуба на напрежение в електронната мрежа се определя от вероятните допустими отклонения на напрежението от потенциалните потребители. Следователно разглеждането на искането за отговор на отклоненията на напрежението е получило значителен интерес.
За всеки приемник електрическа енергия възможни са специфични спада на напрежението. Например, не-едновременните захранващи блокове в стандартните норми допустимо отклонение на аномалиите на напрежението ± 5%. Това означава, следователно, че при странен инцидент, ако номиналното напрежение е подадено електрически мотор ще бъде 380 V, от това напрежение U "add \u003d 1,05 Un \u003d 380 x 1,05 \u003d 399 V и U" add \u003d 0,95 Un \u003d 380 x 0,95 \u003d 361 V трябва да се основава на най-вероятните му допустими показатели волтаж. Разбира се, че всички буферни напрежения, включени сред обозначенията 361 и 399 V, все още ще задоволят купувача и ще съберат определен диапазон, един или друг без опции може да се нарече диапазон на желаните напрежения.
Допустима загуба на напрежение в линията
Потребителите на електронна енергийна активност извършват нормално натоварване, когато това напрежение се прилага към техните терминали, въз основа на математическото изчисление на произведеното електроуред или апарат. Когато електрическата енергия се предава през линиите, част от напрежението се губи от противопоставянето на самите линии и в резултат на това в самия край на лентата, т.е. потребителят, който купува, има спад в напрежението, отколкото в началото на линията. Спадът на напрежението от купуващ потребител, в сравнение с обикновен, влияе върху работата на настоящия приемник, дори ако това е мощност или леко натоварване.
Поради това, когато се изчислява всяка честотна лента, разликите в напрежението не трябва да надвишават с голяма вероятност възможни норми, мрежите, които обикновено се разпознават от избора на електрическо натоварване и се изчисляват за отопление, се измерват главно чрез загуба, спад на напрежението.
Спадът на напрежението ΔU се отнася до разликата в напрежението в началото на линията и в нейния край. ΔU обикновено е предварително определен в относителни сравнителни мерни единици - спрямо посоченото напрежение.
Чрез използване на настройката на напрежението на брояча е възможно да се усили вероятната допустима загуба на напрежение. За съжаление, областта на прилагането му има ограничения. Повечето ползватели на селото се захранват от подстанционни шини на електроенергийната система на техния район, промишлени или общински електрически инсталации. В този случай може да има електричество от подстанции с напрежение 35/10 или 110/35 kV.
Загубата на напрежение на линиите на въздушните редове се изчислява по метода за възможно най-голямо натоварване. Тъй като загубата на напрежение е приблизително равна на увеличения товар при възможно най-малко потребление на енергия, по линиите на селото въздушна мрежа тя има най-голяма стойност 25%.
Допустима загуба на напрежение PUE
PUE е основният документ, който отчита заявките за различни форми на електрическо оборудване. Точността на изпълнението на заявките PUE гарантира безгрешната и сигурна работа на електрическите инсталации.
Исканията за PUE са незаменими за всички институции, независимо от формалната собственост и организационно-правни форми, както и за частни предприемачи и лица, работещи като проектанти, монтаж, настройка и използване на електрически инсталации.
PUE 7-мо издание
Нива и контрол на напрежението, компенсация на реактивната мощност:
- Клауза 1.2.22. За електрическите мрежи е необходимо да се договори инженерни процедури за гарантиране на свойствата на електричеството по отношение на заявката на GOST 13109
- Клауза 1.2.23. Инсталацията за корекция на напрежението е длъжна да създаде стабилизация на напрежението в автобусите с напрежение 3-20 kV на подстанции и електроцентрали, където е свързана една или друга електроразпределителна мрежа, в диапазона от поне 105%, посочен в интервала на максимални натоварвания и не повече от 100%, посочен в интервала на минималните натоварвания от тях същите мрежи. Неточността от споменатите нива на напрежение трябва да бъде оправдана
- Клауза 1.2.24. Алтернативност и позициониране на компенсационни устройства реактивна мощност в електрическите мрежи това се прави от безнадеждността на осигуряване на необходимата честотна лента на мрежата при нормални и след аварийни процедури, като същевременно се поддържат необходимите нива на напрежение и резерви за издръжливост.
Разглеждане на допустимите падания на напрежението електрическа мрежа.
Целта на лекцията:
Запознаване с изчисленията на натоварването за отделни клонове на мрежата.
Допустими спада на напрежението
При всяко потребление от електрическата мрежа, електрически ток... По време на преминаването си той причинява спад на напрежението на тези кабели, следователно напрежението, подавано към електрическия приемник, не е равно на напрежението на клемите на източника на захранване, но е по-ниско. За отделните части на електрическото окабеляване се предписват различни спада на напрежението едновременно.
За спада на напрежението от захранването до точката на потребление могат да се приемат предписаните отклонения на напрежението (IEC 60 038), които трябва да бъдат между + 6% и 10% от номиналната стойност (от 2003 г. тези граници трябва да бъдат). Това означава, че общият спад на напрежението от захранването до точката на потребление може да бъде до 16%.
При електрическата инсталация на самата сграда (т.е. вътре в сградата), съгласно IEC 60 634-5-52, се препоръчва спадът на напрежението между началото на инсталацията и експлоатационното оборудване на потребителя да бъде не повече от 4% номинално напрежение инсталации. Тази препоръка противоречи до известна степен на изискванията на други национални стандарти (например CSN 33 2130 в Чешката република).
Може да се приеме, че като се вземе предвид изпълнението на останалите изисквания, при изчисляване на параметрите на окабеляването може да възникнат повече падания в определен сегмент, отколкото е посочено по-горе, ако следните окапвания не са превишени в окабеляването от свързващия шкаф към самия приемник на енергия: 4% за терминали за осветление; на терминалите за печки и отоплителни уреди (перални машини) 6%; в контакти и други клеми 8%.
"Правила за електрически инсталации" (PUE) установяват най-големите дългосрочно допустими натоварвания (ток в ампери) за изолирани проводници... Кабели и оголени проводници, които са показани в таблица. Тези таблици са съставени въз основа на теоретични изчисления и резултатите от директни тестове на проводници и кабели за отопление.
Максимално допустимите натоварвания при условия на нагряване за проводници и кабели с алуминиеви проводници със същия геометричен разрез и един и същ периметър с медни проводници трябва да се приемат равни на 77% от натоварванията за съответните медни проводници. За енергийните мрежи допустимата дългосрочна загуба на напрежение не трябва да надвишава 5%, а за осветителните мрежи 2,5% от номиналната.
Вижда се, че когато сумираме всички допустими спадове на напрежение (в разпределителната мрежа и в електрическата инсталация), можем да стигнем до самата граница на работоспособността на някои устройства и съоръжения. Например, гарантира се, че релетата и контакторите функционират от 85% от номиналното напрежение и повече, за електрическите двигатели това е от 90% от номиналното напрежение. Следователно е необходимо да се следва горната препоръка (спад на напрежението до 4%), дадена в IEC 60 634-5-52.
Отбелязваме, че изискванията на националните стандарти не се отнасят до спада на напрежението на някаква част от окабеляването, а до изискванията за това колко напрежение може да спадне спрямо номиналното напрежение. Например, на клемите на трансформатора може да има напрежение, равно на 110% от номиналното напрежение, от което тогава спадът на напрежението може да бъде 15% или 13%. Това означава, че дизайнерът има определено свободно пространство за това как да разпредели спада на напрежението в тези случаи от източника до електрическия приемник.
Трябва да се каже как се изчисляват спада на напрежението или как се обобщават. Що се отнася до чисто активните товари, като електрическо термично електрическо оборудване и малки напречни сечения на окабеляването, ситуацията е проста. Пропаданията на напрежението са продуктите на токовете и съпротивленията на окабеляването, които могат да бъдат обобщени по прост начин. В случай, че говорим за електрическо оборудване, например двигатели, чието потребление е активно и индуктивно и за общия импеданс Z.окабеляване, състоящо се от реален компонент ( активна съпротива) Rи въображаемия компонент (индуктивно съпротивление) X, тогава тези сложни величини се умножават взаимно. Резултатът от този продукт отново е комплексна стойност, което означава сложен спад на напрежението. Той описва спада на напрежението в реалната и въображаемата координатна ос. Абсолютните стойности на тези падания на напрежението на отделни части на окабеляването от източника до електрическия приемник не трябва следователно да се сумират по стандартния начин, а да се сумират отново само като сложни стойности (т.е. реални и въображаеми компоненти поотделно).
Следователно не би трябвало да е изненадващо, че сумите на абсолютните стойности на спада на напрежението често не са точната сума от техните абсолютни стойности на отделни, свързани окабелявания.
Изчисляване на натоварването на отделни клонове на мрежата
Текущите натоварвания на отделни клонове не могат да се сумират просто като аритметична сума на абсолютните стойности на токовете, но е необходимо да се обобщят отделно реалните и въображаемите компоненти. Ако следвате тези правила, можете да определите натоварването за всяка мрежова конфигурация. Подобни правила се спазват при изчисляване на токове на късо съединение. А в случай на късо съединение изчисленията се извършват с мрежовия импеданс, изразен в сложна форма.
Въздействие на товара върху тока на късо съединение.
Натоварването може да има значителен ефект върху токовете на късо съединение. Фигура 1 показва най-простите вериги за превключване на товара. Естеството на натоварванията и техните съотношения са различни (асинхронни и синхронни двигатели, натоварване на домакинствата, осветление), стойността се променя в различните дни от годината, времето на денонощието, за различните работни смени на предприятията. Почти невъзможно е да се определи действителната стойност на товара и увеличаването на неговото съпротивление в момента на късо съединение.
Конвенционално се счита, че устойчивостта на натоварване е постоянна в и стойността, определена от (1).
В нормален режим устойчивостта на натоварване се определя от съотношението:
, (1)
където U е номиналното напрежение, равно на вторичното напрежение на захранващия трансформатор;
I n и S n - ток и мощност на натоварване.
Мощността на натоварване се взема в зависимост от броя на захранващите трансформатори. При един трансформатор се приема, че мощността на товара е равна на мощността на трансформатора. При два еднакви трансформатора мощността на товара се приема равна на 0,65-0,7 от мощността на един трансформатор. В случай на аварийно изключване на един от двата трансформатора, целият товар трябва да се поеме от трансформатора, който остава в експлоатация. В този случай натоварването му ще бъде 130-140% от номиналната мощност.
Фигура 1 - Разпределение на тока, като се вземе предвид свързаният товар
към линия (а) и към гуми (б)
Фигура 1 показва, че при дистанционно късо съединение, когато напрежението на шината не спадне до нула, общият ток, преминаващ през трансформатора, се състои от разклоняване на тока в товара и ток в точката на късо съединение. За веригата на фигура 1 и общият ток на късо съединение се определя от съотношението:
, (2)
и за веригата на фигура 1 b - според съотношението:
, (3)
Всъщност съпротивленията имат различни съотношения x / r и токовете трябва да се изчисляват, като се използват формули (2) и (3) в сложна форма. Но за повечето мрежи съотношението z и L на товара и линиите са близки, малки в сравнение с и за опростяване на изчисленията, уравнения (2) и (3) са решени в общо съпротивление z. Това предположение е още по-оправдано, тъй като действителният товар в момента на късо съединение е неизвестен.
Общият ток е разделен на две части: частта от тока, която отива към мястото на късо съединение във веригата на фигура 1, а се определя от:
, (4)
а за веригата на фигура 1, b - по формулата:
, (5)
От израз (5) се вижда, че при z c \u003d 0 токът до мястото на късо съединение е, тоест натоварването не влияе върху стойността на тока на късо съединение, ако е свързан към шините с безкрайна мощност.