Допустимые потери напряжения – Потери напряжения в низковольтных распределительных электрических сетях: y_kharechko — LiveJournal

СП 256.1325800.2016: потери напряжения в электрической сети: y_kharechko — LiveJournal

В своде правил СП 256.1325800.2016, действующем со 2 марта 2017 г., допущено большое число ошибок. Поэтому его следует отменить (см. http://y-kharechko.livejournal.com/31515.html ). Рассмотрим требования п. 8.23 СП к потерям напряжения в электрической сети, в которых допущена грубая ошибка.
В п. 8.23 СП, в частности, указано: «В нормальных условиях работы сетей рекомендуется поддерживать напряжение в точке питания потребителя с отклонением от номинального значения не более ±10%.

Суммарные потери напряжения от шин 0,4 кВ ТП до наиболее удаленного осветительного прибора общего освещения в жилых и общественных зданиях не должны, как правило, превышать 7,5%. При этом потери напряжения от ВРУ здания до наиболее удаленных светильников должны быть не более 3%, а до прочих потребителей − не более 4%».
Первое из процитированных требований соответствует ГОСТ 29322 (см. http://y-kharechko.livejournal.com/48222.html , http://y-kharechko.livejournal.com/49081.html , http://y-kharechko.livejournal.com/48775.html ), в котором напряжение в точке подключения однофазной электроустановки здания к низковольтной электрической сети установлено равным 230 В ± 10 %, трёхфазной электроустановки здания – 400 В ± 10 %. Таким образом, максимально допустимые потери напряжения в низковольтной распределительной электрической сети могут быть равными
20 %
номинального напряжения (см. http://y-kharechko.livejournal.com/32353.html ).
Второе из процитированных требований противоречит первому требованию. Оно ограничивает потери напряжения в низковольтной распределительной электрической сети 3,5 % (7,5 % − 4 %) номинального напряжения. Это является грубой ошибкой, поскольку СП не распространяется на распределительные электрические сети. Более того, нормирование потерь напряжения в распределительных электрических сетях не имеет никакого смысла. В распределительных электрических сетях нормируют напряжения в точках подключения электроустановок зданий 230 В ± 10 % и 400 В ± 10 %. Поэтому потери напряжения в них могут достигать 20 %.
Кроме того, в СП неправильно указано максимально допустимое падение напряжения в электроустановках зданий для «прочих потребителей». В приложении А ГОСТ 29322 сказано, что стандартом МЭК 60364-5-52:2009 «Низковольтные электрические установки. Часть 5-52. Выбор и монтаж электрического оборудования. Системы электропроводок» «для электроустановок, подключаемых к электрическим сетям общего пользования, установлены следующие максимальные падения напряжения: для электрических светильников – 3 %, для других электроприемников – 5 %».

Заключение. Поскольку в СП 256.1325800.2016 допущено большое число ошибок, его следует отменить.

Допустимые Потеря напряжения в сети


    Для подачи к электроприемникам напряжения, близкого к номинальному, в числе прочих мер площадь сечения проводников следует выбирать таким образом, чтобы потеря напряжения в них не превышала некоторого допустимого значения. Так как отклонения напряжения зависят от потерь напряжения и одновременно с ограничением последних принимаются меры по регулированию напряжения трансформаторов путем изменения их коэффициентов трансформации, то расчет местных сетей на потерю напряжения дает возможность обеспечить отклонения, не выходящие за допустимые пределы. Соответственно и выбираются допустимые потери напряжения в элементах сети для каждого конкретного случая. Практически потеря напряжения принимается в воздушных линиях напряжением 6—10—35 кВ — 8%, в кабельных — 6%, в сетях 380 и 220 В на всем их протяжении (от ТП до последнего электроприемника)—5—6% от номинального напряжения. 
[c.25]

    Общие положения. Потери напряжения в линиях ПУЭ не нормируются, так как имеются рациональные средства регулирования напряжения, в их числе ручное или автоматическое переключение ответвлений на обмотках высшего напряжения трансформаторов, включение на параллельную работу линий и трансформаторов и т. д. Определим максимально допустимую потерю напряжения в звене сети любого напряжения, включающую элементы трансформатор—линия — электроприемник, или генератор — линия — электроприемник. Учитывая, что выходное напряжение генератора или вторичной обмотки трансформатора превышает номинальное напряжение сети на 5% пределы регулирования сети составляют 5% потери напряжения в трансформаторах не превосходят 5% допускаемое отклонение у электроприем-ников составляет 5%, нетрудно определить, что допустимые потери напряжения в линии составят без регулирования 5%, а при регулировании 10%. При этом (сеть без регулирования напряжения) напряжение первичной обмотки приемного трансформатора будет равно номинальному, что в свою очередь гарантирует напряжение вторичной его обмотки на 5% выше номинального. 

[c.76]

    Допустимые потери напряжения в сетях [c.102]

    Здесь рассматриваются расчеты по выбору площади сечений проводов линий местных сетей напряжением до 35 кВ. Обычно площадь сечения проводов сначала определяется по условиям экономической выгоды (экономический расчет), а затем проверяется по нагреву, потере напряжения, а в ряде случаев и по тепловой устойчивости действию токов короткого замыкания (электрический расчет). Воздушные линии, кроме того, рассчитываются на механическую прочность и на соответствие стрел провеса проводов допустимым значениям с выбором необходимых типов опор (механический расчет). [c.21]


    В силовых сетях в процентах от номинального напряжения сети 8% для нормальных условий, 12% при аварийных режимах. Допустимая потеря напряжения при запуске короткозамкнутых электродвигателей до 15% от номинального напряжения при редких пусках и до 10% при частых пусках. 
[c.31]

    Питание жилых домов высотой до 5 этажей включительно. Для питания таких зданий при отсутствии в квартирах электроплит применяются магистральные петлевые схемы с резервной перемычкой или без нее. Такая простейшая схема кабельной сети показана на рис, 7.1. Резервная перемычка 8 подключается при выходе из строя любой из питающих линий 9 или 10, которые должны рассчитываться на прохождение по ним тока аварийного режима и по допустимым потерям напряжения. [c.132]

    Ток от генератора к ваннам передается преимущественно медными шинами (плоскими полосами) или медными проводами круглого сечения. Поперечное сечение проводников рассчитывается в соответствии с силой пропускаемого тока. При расчете исходят из допустимого падения напряжения в сети (обычно 10%), длины сети и сопротивления проводников. Круглую медь применяют для силы тока примерно до 600 а, а для силы тока более 600 а применяют медные шины. В зависимости от условий, в шине бывает от 1 до 5 полос. Правильный расчет проводов и максимальное сокращение потерь электроэнергии в сети постоянного тока имеет для цеха хромирования большое значение, потому что применяется ток низкого напряжения, но значительной силы. 

[c.149]

    При расчете электрических сетей по потерям напряжения всегда возникает вопрос о допустимой (располагаемой) потере напряжения. Эта величина не является постоянной. Как уже отмечалось, напряжение холостого хода на шинах низкого напряжения трансформаторов принимается равным 105 % номинального. Тогда обшая потеря напряжени

Допустимая потеря напряжения в сетях 0.4 кв. Потеря напряжения

В распределительных сетях 0,4 кВ существует проблема, связанная со значительными перекосами напряжений по фазам: на нагруженных фазах напряжение падает до 200…208 В, а на менее нагруженных за счет смещения «нуля» может возрастать до 240 В и более. Повышенное напряжение может привести к выходу из строя электрических приборов и оборудования потребителей. Асимметрия напряжений возникает из-за разного падения напряжения в проводах линии при перекосах фазных токов, вызванных неравномерным распределением однофазных нагрузок. При этом в нулевом проводе четырехпроводной линии появляется ток, равный геометрической сумме фазных токов. В некоторых случаях (например, при отключении нагрузки одной или двух фаз) по нулевому проводу может протекать ток, равный фазному току нагрузки. Это приводит к дополнительным потерям в ЛЭП (линии электропередач) 0,4 кВ, распределительных трансформаторах 10/0,4 кВ и, соответственно, в высоковольтных сетях.

Подобная ситуация характерна для многих сельских районов и может возникнуть в жилых многоквартирных домах, где практически не реально равномерно распределить нагрузку по фазам питания, в результате чего в нулевом проводе появляются достаточно большие токи, что приводит к дополнительным потерям в проводниках групповых и питающих линий и вызывает необходимость увеличения сечение нулевого рабочего провода до уровня фазных.

Перекосы напряжений сильно сказываются на работе оборудования [Л.1]. Так небольшая асиметрия напряжения (например, до 2%) на зажимах асинхронного двигателя приводит к значительному увеличению потерь мощности (до 33% в статоре и 12% в роторе), что в свою очередь, вызывает дополнительный нагрев обмоток и снижает срок службы их изоляции (на 10,8%), а при перекосах в 5% общие потери возрастают в 1,5 раза и, соответственно, растет потребляемый ток. Причем, дополнительные потери, обусловленные несиметрией напряжений, не зависят от нагрузки двигателя.

При увеличении напряжения на лампах накаливания до 5% световой поток увеличивается на 20%, а срок службы сокращается в два раза.

На трансформаторных подстанциях 10/0,4 кВ, как правило, установлены трансформаторы со схемой соединений У/У н. Уменьшить потери и симметрировать напряжение в ЛЭП 10 кВ возможно, применив со схемой соединений Y/Zjj или A/Zjj, или (выпускаемый УП МЭТЗ им. В.И. Козлова), но такая замена связана с большими финансовыми затратами и не компенсирует дополнительные потери в ЛЭП 0,4 кВ.

Для компенсации перекоса напряжений целесообразно перераспределить токи нагрузки по фазам, выровняв их значения.

Необходимость ограничения тока нулевого провода вызвана еще и тем, что в распределительных сетях 0,4 кВ, выполненных кабелем, сечение нулевого провода обычно принимается на ступень меньше сечения фазного провода.

В целях уменьшения потерь электроэнергии в сетях 0,4 кВ за счет перераспределения токов по фазам, ограничения тока в нулевом проводе и снижения перекосов напряжений, предлагается использовать трехфазный симметрирующий автотрансформатор, устанавливая его в конце ЛЭП, в узлах нагрузки. При этом, если на линии 0,4 кВ до узла нагрузки произойдет короткое замыкание одной из фаз на нулевой провод (что в сожалению не редко бывает на воздушных ЛЭП в сельских районах), потребители за установленным автотрансформатором будут защищены от больших перенапряжений.

Автотрансформатор трехфазный, сухой, симметрирующий (сокращенно — АТС-С) содержит трехстержневой магнитопровод, первичные обмотки W 1 размещенные на всех трех стержнях, соединенные в звезду с нейтралью и подключаются к сетевому напряжению, компенсационная обмотка W K выполнена в виде открытого треугольника (некоторые авторы называют его разомкнутым [Л.3]) и включена последовательно с нагрузкой.

Основные электрические схемы автотрансформатора представлены на рис.1…4.

На рис.1 представлена электрическая схема автотрансформатора с компенсационной обмоткой, когда секции этой обмотки, выполненные на каждой фазе, соединены в классический открытый треугольник и подключены к нейтрали сети, и к нагрузке.

На рис.2 представлена электрическая схема автотрансформатора с компенсационной обмоткой, выполненной в виде витков из проводникового материала, лежащих поверх обмоток всех трех фаз автотрансформатора, образуя открытый треугольник. Применение этой схемы, по сравнению с предыдущей, позволяет не только уменьшить расход обмоточного провода дополнительной обмотки, но и габаритную мощность автотрансформатора за счет освобождения окна магнитопровода и уменьшения межосевого расстояния между первичными обмотками.

Эти схемы применимы в тех случаях, когда нулевой провод нагрузки не имеет жесткой связи с заземлением и во всех случаях в пятипроводной системе с РЕ- и N-проводниками.

На рис.3 представлена электрическая схема автотрансформатора с компенсационными обмотками, выполненными в виде фазных обмоток соединенных в открытые треугольники, включенные согласно к фазным обмоткам автотрансформатора.

Конструктивно схема, представленная на рис.4, может быть выполнена аналогично схеме рис.2, т.е. фазные компенсационные обмотки выполнены поверх обмоток всех трех фаз автотрансформатора и включены в разрыв фазных проводов сети со стороны нагрузки.


Данные схемы могут использоваться, в том числе, когда нейтраль нагрузки глухо заземлена, т. е. когда нет возможности включить компенсационную обмотку автотрансформатора в разрыв нулевого провода между нагрузкой и сетью, или когда нулевой провод нагрузки по требованиям безопасности должен быть «жестко» заземлен.

При асимметрии токов нагрузки и, соответственно, токов в компенсационных обмотках, магнитные потоки, создаваемые этими обмотками в магнитопроводе автотрансформатора, будут геометрически складываться. В стержнях магнитопровода будут возникать направленные в одну сторону во всех фазах автотрансформатора потоки нулевой последовательности. Эти магнитные потоки, создают э.д.с. нулевой последовательности и, соответственно, токи I 01 в первичной обмотке пропорционально коэффициенту трансформации к тр (обратно пропорционально соотношению числа витков W1/Wk).

Подключение обмотки W K выбрано таким образом, чтобы фазные токи автотрансформатора векторно вычитались из фазного тока линии наиболее нагруженной фазы и добавлялись к токам менее нагруженных фаз. Такое перераспределение приводит к более симметричному распределению токов по фазам в ЛЭП, выравниванию падений напряжения в проводах линии и, следовательно, к симметрированию напряжения на нагрузке, а так же к уменьшению тока нулевого провода и потерь в линии электропередач, и силовых распределительных трансформаторах, обеспечивая экономию электроэнергии.

Максимальная компенсация тока в нулевом проводе выполняется при равенстве ампервитков (магнитодвижущей силы) рабочей I 01 -W 1 и компенсационной I 02 -W K обмоток, т.е. при I 01 -W 1 =3I 02 -W K , или W K =W 1 /3. При этом габаритная мощность автотрансформатора Р ат, в зависимости от схемы подключения компенсационных обмоток, может быть в 3 раза меньше потребляемой мощности нагрузки Р н.

Для ограничения тока нулевого провода до уровня допустимого для ЛЭП, число витков компенсационной обмотки может быть соответственно уменьшено: например, для ограничения тока нулевого провода на уровне 1/3 фазного, должно быть скомпенсировано 2/3 его величины, следовательно, W K =W 1 /4,5. При этом габаритная мощность автотрансформатора может быть в 4,5 раза меньше потребляемой мощности нагрузки.

Перекосы фазных токов приводят к дополнительным потерям в ЛЭП 0,4кВ и далее по всей цепи транспортирования эле

Потери напряжения в низковольтных распределительных электрических сетях: y_kharechko — LiveJournal

Электроустановку здания, как правило, подключают к низковольтной распределительной электрической сети, которая состоит из понижающей трансформаторной подстанции (например, 10/0,4 кВ) и подключённой к ней воздушной (ВЛ) или кабельной (КЛ) линии электропередачи. При проектировании низковольтной распределительной электрической сети следует обеспечить нормируемые отклонения напряжений в точках подключения к ней электроустановок зданий. Согласно требованиям ГОСТ 29322–2014 (IEC 60038:2009) «Напряжения стандартные» напряжение в точке подключения однофазной электроустановки здания к низковольтной распределительной электрической сети должно быть равным, например, 230 В ± 10 %, трёхфазной – 400 В ± 10 % (см. http://y-kharechko.livejournal.com/5633.html).
Наибольшие напряжения в низковольтной распределительной электрической сети будут наблюдаться около источника питания при минимальной нагрузке, наименьшие напряжения – на конце ВЛ или КЛ при максимальной нагрузке. Поэтому напряжение в точке подключения электроустановки здания около источника питания должно быть не более 230 В + 10 % и 400 В + 10 %, а в наиболее удалённой точке подключения – соответственно не менее 230 В – 10 % и 400 В – 10 %. Нормируемые отклонения напряжений можно обеспечить, если потери напряжения в низковольтных распределительных электрических сетях не превышают 20 % от номинального напряжения.
Рассмотрим, как нормируют максимально допустимые потери напряжения в низковольтных распределительных электрических сетях.
В п. 7.23 Свода правил по проектированию и строительству. Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий (СП 31-110–2003) сказано, что, «… 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 %».
Это требование воспроизведено в п. 8.23 новых СП 256.1325800.2016 «Электроустановки жилых и общественных зданий. Правила проектирования и монтажа» (см. http://y-kharechko.livejournal.com/31515.html): «Суммарные потери напряжения от шин 0,4 кВ ТП до наиболее удаленного осветительного прибора общего освещения в жилых и общественных зданиях не должны, как правило, превышать 7,5 %».
Таким образом, оба СП предписывают обеспечить суммарные потери напряжения в низковольтных распределительных электрических сетях и подключённых к ним электроустановках зданий, не превышающие 7,5 %. Однако в приложении А ГОСТ 29322 сказано, что стандартом МЭК 60364-5-52:2009 «Низковольтные электрические установки. Часть 5-52. Выбор и монтаж электрического оборудования. Системы электропроводок» «для электроустановок, подключаемых к электрическим сетям общего пользования, установлены следующие максимальные падения напряжения: для электрических светильников – 3 %, для других электроприемников – 5 %». Следовательно, на низковольтную распределительную электрическую сеть остаётся только 2,5 % допустимой потери напряжения. Поэтому процитированные требования СП следует рассматривать в качестве ошибки.
Аналогичная ошибка допущена в приложении G ГОСТ Р 50571.5.52 (см. http://y-kharechko.livejournal.com/15513.html), в котором нормировано «падение напряжения между источником питания и любой точкой нагрузки». В требованиях первоисточника – стандарта МЭК 60364-5-52 здесь указан ввод электроустановки. То есть международный стандарт установил максимально допустимые падения напряжения только в низковольтной электроустановке.

Заключение. Максимально допустимые потери напряжения в низковольтной распределительной электрической сети равны 20 % номинального напряжения.

Нормирование потерь в осветительных сетях

    Потери напряжения в осветительных сетях приводят к снижению светового потока у наиболее удаленных от источника питания светильников. Поэтому в процессе проектирования освещения всегда следует рассчитывать величину ожидаемых потерь, в первую очередь в наиболее протяженных и нагруженных линиях. Способы расчета потерь в зависимости от схемы групповой линии подробно изложены в статье Расчет потерь в кабеле. В данной работе рассмотрим вопросы нормирования допустимых потерь.

    Выполнять электрические сети с потерями, не превышающими допустимый уровень, необходимо для обеспечения требований по отклонению напряжения от номинального значения на зажимах силовых электроприемников и наиболее удаленных светильников. Для общественных и жилых зданий в соответствии с первым абзацем пункта 7.23 Свода правил СП 31-110-2003 отклонения напряжения 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 источника питания, например понижающего трансформатора) отклонения напряжения разрешается принимать до 10%.

    Для осветительных сетей промышленных предприятий допускают аналогичные (±5% в нормальном режиме и ±10% в послеаварийном) отклонения напряжения от номинального значения. Данные требования можно найти в нормах технологического проектирования (НТП) «Проектирование осветительных электроустановок промышленных предприятий. Внутреннее освещение. 1996. ВНИПИ «Тяжпромэлектропроект»».

    Выполнить приведенные требования при проектировании освещения проектировщик может лишь при условии, что службы эксплуатации электростанций и подстанций осуществляют регулировку напряжения в соответствии с пунктом 1.2.23 ПУЭ: «Устройства регулирования напряжения должны обеспечивать поддержание напряжения на шинах напряжением 3-20 кВ электростанций и подстанций, к которым присоединены распределительные сети, в пределах не ниже 105 % номинального в период наибольших нагрузок и не выше 100% номинального в период наименьших нагрузок этих сетей».

    Так как проектировщик осветительной сети не может отвечать за действия служб эксплуатации подстанций, то в проекте освещения выполняется только расчет потерь напряжения.

     В России главный законодатель по проектированию освещения, по существу, отсутствует, и, как следствие, вводимые в ГОСТы требования по потерям в осветительных сетях ни с кем не согласовываются. Поэтому в действующих на сегодняшний день ГОСТах и других руководящих документах можно найти различные подходы к нормированию потерь. Особенно сложно воспринимаются ГОСТы, представляющие собой перевод на русский язык международных стандартов МЭК, которые утверждены и введены в действие в России. В силу несоответствия некоторых технических понятий и определений в разных языках такие переводы часто вызывают неоднозначность принятых в них норм.

    В своде правил по проектированию и строительству СП 31-110-2003, требования которого учитывают и проектировщики, и инспекторы Ростехнадзора, в третьем абзаце пункта 7.23 установлена норма: «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%». Здесь словосочетание «как правило» означает, что данное требование является преобладающим, а отступление от него должно быть обосновано.

    Допустимые потери в кабелях питающей сети (от шин 0,4 кВ ТП до ВРУ здания) указаны в действующей в настоящее время Инструкции по проектированию городских электрических сетей РД 34.20.185-94. В пункте 5.2.4. сказано: «Предварительный выбор сечений проводов и кабелей допускается производить исходя из средних значений предельных потерь напряжения в нормальном режиме: в сетях 10 (6) кВ не более 6 %, в сетях 0,38 кВ (от ТП до вводов в здания) не более 4 — 6 %.

    Большие значения относятся к линиям, питающим здания с меньшей потерей напряжения во внутридомовых сетях (малоэтажные и односекционные здания), меньшие значения — к линиям, питающим здания с большей потерей напряжения во внутридомовых сетях (многоэтажные многосекционные жилые здания, крупные общественные здания и учреждения)».

    Чтобы одновременно выполнить требования СП 31-110-2003 и РД 34.20.185-94 может потребоваться обеспечить суммарные потери в кабеле от ВРУ до щита освещения и в кабелях групповых линий не более 1,5% в малоэтажных и односекционных зданиях, и не более 2,5% в многоэтажных и многосекционных зданиях.

    Во всех случаях расчет потерь должен начинаться со сбора информации о всех кабельных линиях (сечение жил, материал жил, длина) от ТП до щита освещения. Расчет возможных потерь в этих кабелях иногда позволяет увеличить допустимые потери в групповых линиях и этим снизить стоимость осветительной сети здания.

    С 1 января 2013 года введен в действие ГОСТ Р 50571.5.52-2011 «Электроустановки низковольтные. Часть 5-52. Выбор и монтаж электрооборудования. Электропроводки», который является аутентичным переводом международного стандарта IEC 60364-5-52:2009. В нем в справочном приложении G «Падение напряжения в установках потребителей. Максимальное значение падения напряжения» приведены нормы падения напряжения между источником питания и любой точкой нагрузки: «Для установок низкого напряжения, питающихся непосредственно от общей системы электроснабжения низкого напряжения, допускаются потери 3% для освещения и 5% для других пользователей». При этом «когда длина электропроводки более чем 100 м, эти падения напряжения могут быть увеличены на 0,005% на метр электропроводки вне 100 м, но не более, чем на 0,5%». К сожалению, в данном ГОСТ нет конкретного указания, на что распространяются указанные потери: только от ВРУ здания до наиболее удаленного светильника, или от шин 0,4 кВ ТП до наиболее удаленного светильника. Но, по видимому, речь идет о потерях, начиная от ВРУ здания. Иначе ГОСТ входит в сильное противоречие с СП 31-110-2003 и РД 34.20.185-94. Также нет четкого указания, в каком случае можно увеличивать потери на 0,005% на метр электропроводки: с учетом длины кабеля от ВРУ до щита освещения или нет. В соответствии с пунктом 520.3.1 ГОСТ Р 50571.5.52-2011 электропроводкой называется «Совокупность из голых или изолированных проводников или кабелей или шин и частей, которые их защищают и в случае необходимости заключают в себе кабели или шины». Данное определение не проясняет возникающие вопросы.

ГОСТ Р 50571.16-2007 «Электроустановки низковольтные. Часть 6. Испытания» допускает падение напряжения до 4% (п. 612.10). Именно этим стандартом руководствуются электроиспытательные лаборатории во время испытаний электроустановок. Но, при больших потерях напряжения в питающих линиях, напряжение на зажимах наиболее удаленных светильников может оказаться недостаточным для их нормальной работы. Хотя инженеры электроиспытательной лаборатории могут и не сделать замечаний. А если учесть, что в соответствие с ГОСТ 32144-2013 (до 1 июля 2014 г. действовал ГОСТ Р 54149-2010) «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения» отклонение напряжения в точке передачи электрической энергии не должны превышать 10 % номинального значения (п. 4.2.2), то может возникнуть ситуация, что наиболее удаленные светильники не включатся. Хотя при этом все требования стандартов будут соблюдены.

    Исходя из рассмотренных в статье требований к нормированию потерь в электрических сетях, можно сделать вывод: для установок внутреннего освещения следует нормировать потери от ВРУ здания до наиболее удаленного светильника не более 2,5-3%, если потери от шин 0,4 кВ ТП до ВРУ менее 4,5%.

    При увеличении потерь питающей линии потери напряжения внутри здания следует уменьшать. Но, так как требование третьего абзаца пункта 7.23 в СП 31-110-2003 имеет рекомендательный характер, в ряде случаев можно обосновать увеличение потерь до 8-8,5% от шин 0,4 кВ ТП до наиболее удаленного светильника. Например, при использовании люминесцентных светильников с электронными ПРА, которые устойчиво работают при пониженных напряжениях. В этом случае необходимо к обоснованию приложить паспорт на светильник, в котором должны быть указаны предельные режимы его работы.

    Что бы не допустить использования для групповых линий кабелей больших сечений, следует подбирать сечение кабеля от ВРУ до щита освещения по допустимым потерям не более 0,5-1%. Для каждой осветительной установки выбирают оптимальное распределение потерь между всеми участками электрической сети.

     Сети наружного освещения допускают потери напряжения у наиболее удаленных светильников не более 5 % номинального напряжения сети, а у наиболее удаленных прожекторов — 2,5 %. Эти требования приведены в Инструкции по проектированию наружного освещения городов, поселков и сельских населенных пунктов СН 541-82. Но, как правило, проектировщики стараются не выходить за пределы 3%, так как используемые для наружного освещения разрядные лампы высокого давления имеют сильную зависимость светового потока от напряжения.

                                                                                                                 2 сентября  2013 г.

    К ОГЛАВЛЕНИЮ (Все статьи сайта)

Регулирование напряжения в распределительных сетях 6–20 и 0,4 кВ: нормы

Стандарт нормирует допустимые отклонения напряжения на вводах ЭП. Существует ряд мощных ЭП, присоединенных непосредственно к сетям 6–20 кВ (в основном, СД), однако основная масса ЭП получает питание от сетей 0,4 кВ. Поэтому возможности РН в этих сетях имеют первостепенное значение. Трансформаторы 35–220/6–20 кВ имеют устройства РПН, позволяющие регулировать напряжение на шинах 6–20 кВ по заданному закону. При этом для компенсации потерь напряжения в линиях 6–20 кВ наиболее 313 высокое напряжение на шинах 6–20 кВ трансформатора должно поддерживаться в режиме больших нагрузок и наиболее низкое – в режиме малых нагрузок.

Распределительные трансформаторы 6–20/0,4 кВ кроме номинального ответвления имеют четыре регулировочных ответвления с количеством витков первичной обмотки, уменьшенным на 2,5 и 5 % и увеличенным на те же величины, что позволяет изменять коэффициент трансформации Kт . Однако для изменения регулировочного ответвления необходимо отключить РТ от сети, поэтому такие изменения могут делаться лишь периодически (например, посезонно), а в течение суточного изменения нагрузок ответвления остаются постоянными.

Изменение напряжения на шинах 0,4 кВ трансформатора, происходящее при изменении ответвления, зависит от рабочего напряжения на шинах 6–20 кВ – U1 . В табл. 8.6 приведены коэффициенты трансформации и относительные добавки напряжения ∆Ет на шинах 0,4 кВ, соответствующие указанным ответвлениям при разных напряжениях на шинах 6–20 кВ.

Таблица 8.6

Регулировочные характеристики РТ 6–20/0,4 кВ

Регулирование напряжения в распределительных сетях 6–20 и 0,4 кВ: нормы

 

До 1992 г. в России стандартным напряжением низковольтных сетей считалось напряжение 220/380 В, поэтому расчетные значения добавок напряжения ∆Ет по отношению к этому напряжению были на 5 % выше и составляли от 0 до +10 %. В настоящее время в соответствии с международными стандартами установлено напряжение 230/400 В (прил. 8).

Так как значения ∆Ет незначительно изменяются в широком диапазоне изменения U1 , в практических расчетах часто используют их расчетные значения – округленные величины, соответствующие изменению числа витков первичной обмотки трансформатора. Для проведения более точных расчетов отклонений напряжения на шинах 0,4 кВ при известном значении U1 необходимо пользоваться непосредственно коэффициентами трансформации.

Методы расчета закона РН на шинах 6–20 кВ ЦП и выбора регулировочных ответвлений РТ 6–20/0,4 кВ рассмотрим на примере условной схемы линии 6–20 кВ, приведенной на рис. 8.19, а. В режиме максимальной нагрузки напряжение в линии снижается по мере удаления от ЦП. Его снижение на шинах 0,4 кВ РТ показано штриховой линией на рис. 8.19, б. РТ имеют пять регулировочных ответвлений, позволяющих изменять напряжение с шагом 2,5 %.

В линиях 0,4 кВ необходимо поддерживать напряжение, обеспечивающее допустимые отклонения ± 5 % у всех ЭП, присоединенных к линии. При этом у ближайшего ЭП (А1 ) необходимо поддерживать отклонение напряжения, максимально близкое к +5 %, чтобы у удаленного ЭП (Б1 ) оно не вышло за нижний допустимый предел –5 %. Поэтому на шинах ЦП в режиме максимальной нагрузки необходимо поддерживать отклонение напряжения выше +5 % на величину потерь напряжения от шин ЦП до ближайшего ЭП сети 0,4 кВ, %:

Регулирование напряжения в распределительных сетях 6–20 и 0,4 кВ: нормы

На этом РТ и других, находящихся в зоне потерь напряжения от ∆U с.б до (∆U с.б + 2,5) % устанавливают первое рабочее ответвление с ∆Ет = –5 %, в зоне потерь напряжения от (∆U с.б + 2,5) % до (∆U с.б + 5) % – второе рабочее ответвление, и т. д. В результате эпюра напряжения на шинах 0,4 кВ РТ имеет вид пилообразной линии 1 на рис. 8.19, б.

Напряжение у ближайших ЭП, присоединенных к РТ, находящихся в начале каждой зоны, поддерживается близким к +5 %. Допустимые потери напряжения в линиях 0,4 кВ могут достигать 10 % и при этом отклонение напряжения у удаленных ЭП не выйдет за –5 %. В конце зоны отклонение напряжения у ближайшего ЭП уже не может превысить +2,5 %, поэтому в этих линиях 0,4 кВ допустимые потери напряжения не должны превышать 7,5 %. Так как в течение эксплуатации потери напряжения в режиме максимальной нагрузки сети изменяются, приходится периодически изменять и ответвления РТ. При этом конкретный РТ может попадать в различные места своей и смежной зоны. В связи с этим допустимые потери напряжения в линиях 0,4 кВ при их проектировании не должны

Регулирование напряжения в распределительных сетях 6–20 и 0,4 кВ: нормы

Рис. 8.19. Упрощенная схема линии 10 кВ и эпюры напряжения

превышать 7,5 %. Эпюра напряжения у удаленных ЭП (Б1 – БN + 1) отражается пилообразной линией 2.

В режиме минимальной суточной нагрузки потери напряжения во всех элементах сети снижаются, а рабочие ответвления РТ остаются прежними. При неизменном напряжении в ЦП отклонение напряжения на шинах 0,4 кВ РТ будет повышаться по мере удаления от ЦП. Для того, чтобы привести напряжение у ЭП АN (ближайший ЭП в сети 0,4 кВ РТ, присоединенного в точке Д, находящейся в начале зоны последнего ответвления) к +5 %, необходимо снизить напряжение в ЦП до δU ЦП (рис. 8.19, в). Диапазон dр.н = δU ЦП – δU ЦП называют диапазоном РН в ЦП; регулирование, при котором наиболее высокое напряжение поддерживается в режиме максимальной суточной нагрузки, а наименьшее – в режиме минимальной нагрузки, называют встречным РН.

Нагрузки РТ могут иметь различные по форме графики. Наряду с коммунально-бытовой нагрузкой с ярко выраженным вечерним максимумом от сети питаются предприятия, максимальная нагрузка которых приходится на дневные часы. Потери напряжения в линиях 0,4 кВ РТ, нагрузка которых в режиме максимальной нагрузки сети не максимальна, снижаются. Напряжение у удаленных ЭП таких РТ отражается эпюрой 3 на рис. 8.19, б; при этом возникает запас относительно уровня –5 %. В режиме же малой суммарной нагрузки сети, когда напряжение в ЦП приходится снижать по условиям основной массы потребителей, нагрузки таких РТ возрастают, и эпюра напряжения у удаленных ЭП этих РТ имеет вид 3 на рис. 8.19, в. При этом отклонение напряжения у ряда ЭП выходит за предел –5 %. В наилучшем положении оказываются РТ, подключенные к точке Д, напряжения на вводах которых поддерживаются постоянными во всех режимах.

Встречное РН осуществляется по графику нагрузки ЦП, который формируется всеми потребителями. Поэтому при разнородных графиках нагрузки РТ закон регулирования в большей или меньшей степени не соответствует ни одному потребителю. Степень несоответствия для конкретного потребителя будет тем больше, чем меньше доля потребителей с подобным графиком в общей нагрузке и чем более отличен их график от графика основной массы потребителей.

С позиции распределения неоднородных нагрузок сети 6–20 кВ можно разбить на три группы:

  • сети с относительно однородными нагрузками РТ;
  • сети с неоднородными нагрузками линий, отходящих от ЦП (межлинейная неоднородность), при этом внутри каждой линии нагрузки однородны;
  • сети с неоднородными нагрузками, присоединенными к общей линии 6–20 кВ (внутрилинейная неоднородность).

 

В сетях с однородными нагрузками РТ допустимые отклонения напряжения у всех ЭП, присоединенных к сетям 0,4 кВ, могут быть обеспечены с помощью РН в ЦП и соответствующего выбора рабочих ответвлений РТ. Единственным условием является непревышение допустимых потерь напряжения в сетях 6–20 кВ (сети среднего напряжения) и 0,4 кВ (сети низкого напряжения). В сети среднего напряжения они не должны превышать 12,5 % (10 % – максимальные возможности компенсации потерь с помощью ответвлений РТ плюс 2,5 % – допустимые потери в последней зоне за точкой Д, рис. 8.19), а в сетях низкого напряжения – 7,5 %.

В сетях со значительной межлинейной неоднородностью обеспечить допустимые режимы напряжения на шинах 380 В всех РТ с помощью РН в ЦП нельзя. Единственным способом здесь является выделение наиболее неоднородной линии на отдельное регулирующее устройство (вольтодобавочный трансформатор). Если в ЦП находятся два трансформатора с РПН и по условиям надежности электроснабжения допустима их раздельная работа по стороне 6–20 кВ, целесообразно разделить линии на две группы с относительно однородными нагрузками и подключить их к разным шинам.

Для улучшения режима напряжения у неоднородных потребителей в линиях с внутрилинейной неоднородностью необходимо использовать средства местного регулирования, в качестве которых применяют конденсаторные установки. Подключение таких установок снижает потери напряжения и соответственно повышает его уровень при том же рабочем ответвлении РТ. Степень повышения зависит от реактивного сопротивления сети по отношению к точке подключения. Регулирующие эффекты конденсаторов мощностью 100 квар на трансформаторах 6–20/0,4 кВ и линиях 0,4 кВ приведены в табл. 8.7.

Таблица 8.7

Регулирующие эффекты конденсаторных установок для различных элементов сети

Регулирование напряжения в распределительных сетях 6–20 и 0,4 кВ: нормы

Регулирование напряжения в распределительных сетях 6–20 и 0,4 кВ: нормы

Регулирующие эффекты на участках сетей 6–20 кВ практически незначимы. Устанавливать конденсаторные установки целесообразно в глубине сети 0,4 кВ, особенно в случае ВЛ 0,4 кВ. Здесь может оказаться достаточной небольшая мощность установки (в зарубежных странах используются конденсаторы наружной установки на опорах ВЛ). Такие устройства могут быть установлены в линиях с неоднородными нагрузками, подключенных к РТ и расположенных близко к ЦП, или линиях с однородными нагрузками, подключенных к РТ и расположенных в зоне последнего ответвления.

Напряжение в линиях с неоднородными нагрузками, подключенных к РТ и расположенных близко к ЦП, повышается. В первом случае это происходит за счет снижения потерь напряжения в самих линиях 0,4 кВ (табл. 8.7) – при этом поднимается линия 3 на рис. 8.19, в, – а во втором случае можно отказаться от установки следующего ответвления на РТ в последней зоне (штриховая линия на рис. 8.19, г), обеспечив повышение напряжения в ЦП в режиме малой нагрузки сети.

Дискретность ступеней регулирования трансформатора в ЦП оказывает существенное влияние на режимы напряжения в сети. Трансформаторы с РПН 35 и 220 кВ имеют ступень регулирования ∆Ет = 1,5 %, а 110 кВ – 1,78 %. Поэтому при срабатывании РПН напряжение во всех точках сети скачкообразно изменяется на величину ступени. Обычно достаточно нескольких срабатываний РПН за сутки.

На обслуживаемых подстанциях переключения могут производиться дежурным персоналом, на необслуживаемых подстанциях – дистанционными исполнительными устройствами или устройствами автоматического регулирования. Для предотвращения обратных срабатываний устанавливаемая в устройстве зона нечувствительности регулирования ε должна быть больше ступени регулирования. Чем больше разность ε – ∆Ет , тем реже срабатывает регулирующее устройство, но тем более грубым оказывается регулирование. Для обеспечения компромисса между частотой срабатывания РПН и точностью регулирования зону нечувствительности следует принимать на 0,5–0,7 % больше ступени регулирования.

Некоторые специалисты считают, что для обеспечения нормируемых отклонений напряжения необходимо проектировать сети на допустимые потери напряжения, сниженные относительно приведенных выше величин 12,5 % и 7,5 % на величину зоны нечувствительности регулирования, то есть как минимум на 2 %. Учитывая вероятностный характер изменения напряжения и допустимость его нахождения в течение 1 ч 12 мин в сутки в зоне до ±10 %, такое условие представляется слишком жестким. Вместе с тем снижение допустимых потерь напряжения до 11,5 % и 6,5 % представляется экономически оправданным. Необходимый диапазон РН в ЦП зависит от максимальных потерь напряжения в сети 6–20 кВ, определяющих число используемых регулировочных ответвлений РТ (Nо ), и от диапазона изменения нагрузки в течение суток, характеризуемого коэффициентом kмин . Диапазон РН можно определить по формуле

Регулирование напряжения в распределительных сетях 6–20 и 0,4 кВ: нормы

Необходимые диапазоны РН в ЦП при различных значениях потерь напряжения в сети 6–20 кВ и коэффициента kмин приведены в табл. 8.8.

Таблица 8.8

Диапазоны регулирования напряжения в ЦП

Регулирование напряжения в распределительных сетях 6–20 и 0,4 кВ: нормы

Используемые в настоящее время устройства автоматического регулирования напряжения в ЦП реализуют линейный закон РН в ЦП в зависимости от токовой нагрузки ЦП. Однако линейный закон не является наилучшим, особенно при неоднородных нагрузках РТ. Оптимальный закон можно получить, рассчитав для каждого часа суток требуемые отклонения напряжения в ЦП при соответствующих каждому часу нагрузках РТ и суммарной нагрузке сети. Один из полученных таким образом законов РН показан на рис. 8.20. Расчеты показывают, что чем больше неоднородность нагрузок РТ и чем ближе к ЦП расположены РТ с неоднородными нагрузками, тем больше необходимый закон регулирования напряжения в ЦП отличается от линейного. При современном уровне развития цифровой техники создание регулятора, реализующего такие законы регулирования, не представляется слишком трудной задачей.

Регулирование напряжения в распределительных сетях 6–20 и 0,4 кВ: нормы

Рис. 8.20. Нелинейный закон регулирования напряжения в центре питания

Ниже (в примере 8.3) проведен подробный расчет по выбору закона РН на шинах 10 кВ ЦП фидера 10 кВ и рабочих ответвлений РТ 10/0,4 кВ. В случае если в ЦП фидеров 10 кВ установлен трансформатор 35/10 кВ без РПН, РН на его шинах 10 кВ возлагается на трансформатор 110/35 кВ с РПН. Методика расчета закона РН на шинах 35 кВ трансформатора 110/35 кВ и выбора оптимальных рабочих ответвлений трансформаторов 35/10 кВ без РПН изложена ранее в п. 6.2.5.

Пример 8.3. На рис. 8.21 изображен фидер 10 кВ, над участками которого указаны потери напряжения в режиме наибольших нагрузок, %. Наименьшая нагрузка фидера составляет 30 % от наибольшей (kмин = 0,3). Потери напряжения в каждом РТ 10/0,4 кВ в режиме наибольших нагрузок приняты равными 1,7 %. Максимальные потери напряжения в линиях 0,4 кВ составляют 7 %. Допустимые отклонения напряжения δU+ = +5 % и δU– = –5 %. Требуется рассчитать закон РН на шинах 10 кВ ЦП.

Решение. Потери напряжения от шин 10 кВ ЦП до шин 0,4 кВ каждого РТ в режиме наибольших нагрузок составляют:

Регулирование напряжения в распределительных сетях 6–20 и 0,4 кВ: нормы

Регулирование напряжения в распределительных сетях 6–20 и 0,4 кВ: нормы

Максимальный уровень напряжения на шинах ЦП определяется условиями РТ 1. Для того чтобы отклонение напряжения на шинах 0,4 кВ этого РТ составляло +5 %, на шинах ЦП оно должно быть равным δU ЦП = δU+ + ∆U 1 – ∆Ет1 = 5 + 2,5 – (–5) = 12,5 %.

Такое превышение напряжения на шинах ЦП недопустимо по условиям работы изоляции. Необходимо снизить его как минимум до 10 %. Для этого на РТ 1 придется установить не первое ответвление с ∆Ет1 = –5 %, а второе с ∆Ет2 = –2,5 %. Если на РТ 2–5 также установить второе ответвление, то отклонения напряжения на шинах 0,4 кВ РТ 1–5 составят:

Регулирование напряжения в распределительных сетях 6–20 и 0,4 кВ: нормы

Учитывая, что ступень РН на РТ 10/0,4 кВ составляет 2,5 %, поднять напряжения к уровню +5 % с помощью установки следующего рабочего ответвления можно лишь на РТ 4 и 5 (на остальных РТ при такой установке оно будет выше +5 %). При установке на этих РТ третьего ответвления с ∆Ет3 = 0 % получим δU 4 = 10 – 6,0 – 0 = = 4,0 % и δU 5 = 10 – 6,9 – 0 = 3,1 %.

Если в линиях 0,4 кВ РТ 3 и 5 есть небольшая потеря напряжения от шин РТ до ближайших ЭП (порядка 0,6 %), то на РТ 3 можно установить третье ответвление с ∆Ет3 = 0 %, а на РТ 5 – четвертое с ∆Ет4 = +2,5 %. Тогда на шинах 0,4 кВ обоих РТ будет +5,6 %, а у ближайших ЭП +5 %. В этом случае номера рабочих ответвлений 35–220 кВ 6–10 кВ 0,4 кВ 0,4 кВ 1 бб 1 бу Отв. 1 Отв. N Сеть 380/220 Сеть 380/220 1 уб 1 уу ∆Uл ∆Uт ∆Uт ∆Uн ∆Uн 4 3 0,8 % 2б 0,6 % 1,3 % 1,6 % 0,9 % 2у 1 2 3 4 5 322 на РТ 1–5 составят 2, 2, 3, 3, 4 с ∆Ет = –2,5; –2,5; 0; 0; +2,5 %; отклонения напряжения на шинах 0,4 кВ РТ составят:

Регулирование напряжения в распределительных сетях 6–20 и 0,4 кВ: нормы

 

а у удаленных ЭП на 7 % меньше:

Регулирование напряжения в распределительных сетях 6–20 и 0,4 кВ: нормы

Наиболее низкое напряжение (–3 %) наблюдается в удаленной точке сети 0,4кВ РТ 4. Оно не выйдет за предел –5%, если напряжение в ЦП будет снижено на 2 % и составит 10 – 2 = 8 %. Эта величина и является нижней границей диапазона РН в режиме наибольших нагрузок. Отклонения напряжения у всех ЭП сетей 0,4 кВ не выйдут за допустимые пределы в режиме наибольших нагрузок, если отклонение напряжения на шинах ЦП в этом режиме будет поддерживаться в диапазоне от +8 до +10 %.

В режиме малых нагрузок сети потери напряжения уменьшатся до 30 % от потерь в режиме больших нагрузок. Отклонения напряжения на шинах РТ с учетом регулировочных ответвлений составят:

Регулирование напряжения в распределительных сетях 6–20 и 0,4 кВ: нормы

Наиболее высокое напряжение наблюдается на шинах РТ 5, который является критичным для напряжения в ЦП в режиме малых нагрузок. Напряжение на шинах ЦП необходимо снизить на 5,43 % и поддерживать на уровне δU ЦП = 10 – 5,43 = 4,57 %.

Отклонения напряжения на шинах РТ режиме малых нагрузок сети составят:

Регулирование напряжения в распределительных сетях 6–20 и 0,4 кВ: нормыРегулирование напряжения в распределительных сетях 6–20 и 0,4 кВ: нормы

а у удаленных ЭП:

Регулирование напряжения в распределительных сетях 6–20 и 0,4 кВ: нормы

Наиболее низкое напряжение (–0,96 %) наблюдается в удаленной точке сети 0,4 кВ РТ 2. Оно не выйдет за предел –5%, если напряжение в ЦП будет снижено на 4,04 % и составит Vм1 = 4,57 – 4,04 = = 0,53 %. Эта величина и является нижней границей диапазона РН в режиме малых нагрузок.

В результате требования к РН в ЦП формулируются следующим образом: отклонение напряжения на шинах ЦП в режиме больших нагрузок сети должно поддерживаться в диапазоне от +8 до +10 %, а в режиме малых нагрузок сети – в диапазоне от до +0,53 до +4,57 %, в промежуточных режимах – в соответствии с линейной зависимостью от нагрузки. При этом закон регулирования напряжения в ЦП представляется не одной линией, как на рис. 6.2 и 8.20, а в виде зоны отклонений напряжения (рис. 8.22).

Следует отметить, что приведенные выше расчеты с точностью до второго знака после запятой совершенно не соответствуют точности исходных данных. Поэтому в практических задачах их можно округлять до 0,5 %.

Регулирование напряжения в распределительных сетях 6–20 и 0,4 кВ: нормы

Рис. 8.22. Закон регулирования напряжения в центре питания сети 10 кВ

Расчет допустимой потери напряжения — КиберПедия

Исходными данными для определения потери напряжения в линиях электропередачи вляются допустимые отклонения напряжения на вводах потребителей и уровень на­пряжения в центре питания.

Уровень напряжения на вводах потребителей зависит от уровня его в центре питания, суммарных потерь в линиях электропередачи и трансформаторах и от значений коэффициентов трансформации. Отклонения и потери напряжения в системе электроснабжения связаны между собой за­висимостью:

 

 

где – отклонение напряжения в цепи питания, процент;

– сумма постоянных и переменных надбавок напря­жения трансформаторов, процент;

∑∆Uл – суммарные потери напряжения в линиях, процент;

∑∆Uт – суммарные потери напряжения в трансформаторах, процент;

δUnoтp– допустимое отклонение напряжения у потребителя, процент.

 

Центром питания в системе напряжений 10/0,38 кВ являются шины напря-жением 10 кВ. Постоянная надбавка в современных трансформаторах с переклю­чением без возбуждения (ПБВ) δUпост = +5 %. Переменные надбавки напряжения могут быть равными: — 5; — 2,5; 0; + 2,5; + 5 %. Таким образом, суммарная надбавка у понижающих трансформаторов равна 0; + 2,5; + 5; + 7,5; + 10%.

Потери напряжения в трансформаторах, применяемых в сельском хозяйстве, при максимальной нагрузке составляют — 4 — 5 %.

Отклонение напряжения у потребителей в соответствии с ГОСТ 13109 — 97 не должно выходить в нормальном режиме за пределы ± 5 %. Рассматриваются при расчёте два режима и две расчётных точки. Для режима максимальных нагрузок (100 %) отклонение напряжения у наиболее удалённого потребителя не должно быть ниже — 5 %. В режиме минимальных нагрузок (25 %) отклонение напряжения у ближайшего по­требителя не должно превышать + 5 %.

Учитывая баланс отклонений и потерь напряжения, из выражения (4.23) можно определить допустимую потерю напряжения в линиях:

 

 

Все составляющие баланса (4.23) кроме допустимой потери на­пряжения в линиях, считаются известными или заданными. Решать данное уравнение удобно путём составления таблицы отклонений и потерь напря­жения. Рассмотрим типовой пример составления такой таблицы.

Пример 4.2

Определить допустимые потери напряжения в линиях 10 и 0,38 кВ электрической сети, представленной на рисунке 4.1. На шинах 10 кВ подстанции 35/10 кВ поддерживается постоянное напряжение на 2 % выше номи­нального. Потери напряжения у трансформаторов составляют – 4 %. Норма от­клонения напряжения у потребителей ± 5 %.



 

ТП 35/10кВ

 

ВЛ-10 кВ

 

 

ш 35 кВ ш 10 кВ ТП1 ТП2

 

 

0,4 кВ 0,4 кВ

 

 

а ВЛ -0,38 в ВЛ -0,38

 

Рисунок 4.1 – Электрическая сеть подстанции 35/10 кВ

 

Решение.

1 Составим таблицу отклонений и потерь напряжения

 

Таблица – Отклонения и потери напряжения при питании от шин 10 кВ

 

Элементы системы Отклонение напряжения, %, на
наиболее удаленной ТП 2 ближайшей ТП 1
при нагрузке, %
Шиты 10 кВ подстанции 35/10кВ +2 +2 +2 +2
Линия 10 кВ -5 -1,25
Трансформатор 10/0,4 кВ:        
надбавка +5 +5 +2,5 +2,5
потери -4 -1 -4 -1
Линия 0,38 кВ: потери во внутренних сетях -1 -2,0
Потери во внешних сетях -2 -3,5
Потребитель -5 +4,75 -5 +3,5

 

В графу «Элемент системы» впишем все элементы системы электро­снабжения: шины 10 кВ, линии, напряжением 10 и 0,38 кВ, трансформатор 10/0,4 кВ и потребитель. Центром питания являются шины 10 кВ подстанции на­пряжением 35/10 кВ. При этом отклонение напряжения на шинах 10 кВ незави­симо от нагрузки поддерживается постоянным.

 

 

2. Впишем жирным шрифтом в графу «Отклонения напряжения на наи­более удалённой ТП 2 при нагрузке 100 % все известные параметры; отклонение напряжения на шинах 10 кВ , суммарную надбавку трансфор-матора δU +5%, потери напряжения в трансформаторе -4% и отклонение напря-жения у наиболее удаленного потребителя δUnoтp. = -5%

Выражая из формулы (4.23) определим суммарные потери напряжения в линиях 10 и 0,38 кВ.

 

 

Распределим суммарные потери напряжения между линиями 10 и 0,38 кВ.

В соответствии с НПС допускаемая потеря напряжения в линии 10 кВ должна составлять 60 — 65 % суммарных потерь для линий 10 и 0,38 кВ. Исклю­чения могут составить линии 10 и 0,38 кВ для отдельных сосредоточенных объ­ектов, таких как животноводческие комплексы, крупные парниковые хозяйства, теплицы и др. Для них допускается другое соотношение напряжения.



В связи с этим примем допустимую потерю напряжения в линии 10 кВ в линии 0,38 кВ — .

Найденная допустимая потеря напряжения в линии 0,38 кВ разбивается на две части одна часть (от 1 % до 2,5 %) выделяется для расчёта проводов внутри зданий и помещений, другая оставшаяся потеря — для расчета наружных воз­душных или кабельных линий. Величина этой части бывает не более 6,5 – 8 %. Результаты расчётов заносим в таблицу. Проверим баланс напряжений:

 

 

Баланс напряжений соблюдается.

3. Проверим отклонение напряжения у ближайшего к ТП2 потребителя (точка «в») в режиме минимальной нагрузки (25 %). Этот потребитель будет на­ходиться в наихудших условиях, так как он находится непосредственно у шин ТП2 и у него будет наиболее высокое напряжение.

В связи с тем, что минимальная нагрузка в 4 раза меньше максимальной, потери напряжения в трансформаторе и линии 10 кВ принимают также в 4 раза меньше.

Тогда

 

 

Так как потребитель «в» присоединён непосредственно к шинам 0,4 кВ подстанции, то потеря напряжения в линии 0,38 кВ будет ровна нулю:

Отклонение напряжения на шинах подстанции и над­бавка трансформатора остаются прежними.

Отклонение напряжения у ближайшего потребителя (точка «в»)

 

 

что не превышает нормы.

Результаты расчётов занести в таблицу отклонений и потерь напряжения.

Принять переменную надбавку напряжения трансформатора +2,5 % нель­зя, так как в этом случае отклонение напряжения у ближайшего потребителя при 25 процентной нагрузке будет превышать 5 %, что недопустимо.

4. Определим допустимую потерю напряжения в линии 0,38 кВ, отходя­щей от ближайшей ТП1. Таблица отклонения напряжений составляется анало­гично.

Потерями напряжения в линии 10 кВ пренебрегли, так как она присоеди­нена непосредственно к шинам 10 кВ подстанции 35/10 кВ, т.е.

 

 

Отклонение напряжения на шинах 10 кВ остается прежним, Общая надбавка трансформатора принимается +2,5 %, потери напряжения в трансформаторе при максимальной нагрузке при минимальной . Отклонение напряжения у наиболее удалённого потребителя в режиме максимальной нагрузки не должно быть ниже В режиме минимальной нагрузки в наихудших условиях находится потребитель «а». Отклонение напряжения у него не должно превышать Занесём эти данные в таблицу отклонений и потери напряжения.

По уравнению (4. 23) потери напряжения в линии 0,38 кВ при макси­мальной нагрузке

 

 

Найденную потерю напряжения разобьем на две части. Примем потери напряжения во внутренних сетях – 2 % и во внешних – 3,5 %.

5. Проверим отклонение напряжения у ближайшего к ТП1 потребителя (точка «а»)

 

 

что не превышает норму.

 

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о