Примеры и методические указания к решению задач по электротехнике

Лекции
Физика

Контрольная

На главную
Электротехника

Определение потерь мощности и энергии в сети высокого напряжения и трансформаторе

Правильный выбор электрооборудования, определение рациональных режимов его работы, выбор самого экономичного способа повышения коэффициента мощности дают возможность снизить потери мощности и энергии в сети и тем самым определить наиболее экономичный режим в процессе эксплуатации.

Потери мощности в линии определяются по формуле

,  (1.21)

где I – расчетный ток участка, А;

r0 – удельное активное сопротивление участка, Ом/км;

L – длина участка, км.

Энергия, теряемая на участке линии, определяется по формуле,

,  (1.22)

где τ - время потерь, час.

Время потерь определяется по формуле

, (1.23)

где Тм, – число часов использования максимума нагрузки [10], час.

Результаты расчетов заносятся в таблицу1.9.

Таблица 1.9 – Результаты расчета потерь мощности и энергии

сети высокого напряжения

Участок сети

I, А

r0, Ом/км

L, км

ΔP, кВт

Тм, час

τ, час

ΔW, кВтч

Потери мощности и энергии, теряемые в высоковольтных линиях, в процентах от потребляемой, определяются по формулам:

, (1.24)

.  (1.25)

Потери мощности и энергии в высоковольтной сети не должны превышать 10%.

Потери мощности в трансформаторе определяются по формуле

,  (1.26)

где ΔPх.х – потери холостого хода трансформатора, кВт [17];

ΔPк.з – потери в меди трансформатора, кВт [17];

β – коэффициент загрузки трансформатора.

Потери энергии в трансформаторе определяются по формуле

.  (1.27)

1.11 Определение допустимой потери напряжения в сети 0,38 кВ

Допустимая потеря напряжения в сети 0,38 кВ определяется для правильного выбора сечения проводов линии 0,38 кВ.

В режиме минимальной нагрузки проверяется отклонение напряжения у ближайшего потребителя, которое не должно превышать +5%. В максимальном режиме отклонение напряжения у наиболее удаленного потребителя должно быть не более минус 5%. На районной подстанции осуществляется режим встречного регулирования .

В минимальном режиме определяется регулируемая надбавка трансформатора.

,  (1.28)

где  – надбавка на шинах РТП в минимальном режиме, %;

  – потеря напряжения в линии 35 кВ в минимальном режиме, %;

  – потеря напряжения в трансформаторе в минимальном режиме, %;

  – конструктивная надбавка трансформатора, %.

Допустимая потеря напряжения в линии 0,38 кВ в максимальном режиме определяется по формуле

.  (1.29)

1.12 Определение сечения проводов и фактических потерь напряжения, мощности и энергии в сетях 0,38 кВ

Сечения проводов ВЛ-0,38 кВ определяются по экономическим интервалам, или по допустимой потере напряжения по формулам, соответствующим конфигурации сети.

Сечения проводов магистрали по допустимой потере напряжения определяются по формуле

,  (1.30)

где γ – удельная проводимость провода, (для алюминия ;

  – активная составляющая допустимой потери напряжения, В;

Pi – активная мощность i-ro участка сети, Вт;

Li – длина i-ro участка сети, м;

Uном – номинальное напряжение сети, В.

Активная составляющая допустимой потери напряжения определяется по формуле

,  (1.31)

где ΔUр – реактивная составляющая допустимой потери напряжения, В.

реактивная составляющая допустимой потери напряжения определяется по формуле

, (1.32)

где Qi – реактивная мощность i-ro участка сети, квар;

Li – длина i-ro участка сети, км;

x0 – удельное индуктивное сопротивление провода, Ом/км;

Uном – номинальное напряжение, кВ.

Участки принимаются для последовательной цепи от источника до расчетной точки.

Для повышения пропускной способности линии и уменьшения сечения проводов у потребителей, имеющих большую реактивную мощность (25 квар и более), устанавливается поперечная емкостная компенсация. Мощность конденсаторной батареи определяется по формуле

,  (1.33)

где Рр – расчетная мощность кВт;

  – коэффициент реактивной мощности до компенсации;

  – оптимальный коэффициент реактивной мощности.

Расчетная реактивная мощность после установки поперечной компенсации определяется по формуле

,  (1.34)

Qр.дк – расчетная реактивная мощность до компенсации.

При этом фактические потери напряжения определяются, по формуле

.  (1.35)

Для компенсации потери напряжения в линии устанавливаются последовательно включенные конденсаторы. По формуле (6) определяется фактическая потеря напряжения в линии с принятым сечением провода.

Необходимая мощность конденсаторов определятся по формуле

,  (1.36)

где S – максимальная мощность электроприемников, подключенных к линии в месте установки конденсаторов;

К – коэффициент, определяемый по формуле,

, (1.37)

где  – требуемая надбавка напряжения выражается в относительных единицах к напряжению сети;

φ – угол сдвига фаз нагрузки в максимальном режиме;

,  (1.38)

где Uфак – фактическое напряжение на участке компенсации.

Для подбора конденсаторов необходимо определить их реактивное сопротивление,

,  (1.39)

где I – ток, проходящий через конденсаторы, А, определяется по формуле

.  (1.40)

Фактические потери напряжения после установки продольной компенсации определяются по формуле

.  (1.41)

Допустимую потерю напряжения можно определять по таблице 1.10.

Таблица 1.10 – Допустимое отклонение напряжения

Элемент сети

Отклонение напряжения, %

при 100% нагрузке

при 25% нагрузке

Шины 35 кВ

Линия 35 кВ

Трансформатор 35/0,4 кВ:

- потери напряжения

- надбавка конструктивная

- надбавка регулируемая

Линия 0,38 кВ

Потребитель

Допустимое отклонение напряжения

-5

+5

Потери мощности и энергии в линиях 0,38 кВ определяются аналогично потерям мощности и энергии в высоковольтной линии, результаты расчетов заносятся в таблицу 1.11.

Таблица 1.11 – Потери мощности и энергии в сетях 0,38 кВ

Участок сети

S, кВт

P, кВт

I, А

r0, Ом/км

L, км

ΔP, кВт

Tм, час

τ, час

ΔW, кВтч

Итого

Если разветвленный участок имеет только две ветви, включенные параллельно, то токи в ветвях после разветвления можно определять без расчета U ab, используя формулу разброса.

Реактивную мощность потребителей определяют как произведение квадрата тока реактивного элемента на его сопротивление.

Особенности трехфазных цепей Трехфазная цепь переменного тока состоит из трехфазного источника питания, трехфазного потребителя и проводников линии связи между ними. >

Ядерные реакторы

Сети