Расчет допустимой потери напряжения

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;

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

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

δU_noтp – 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) δU_пост = +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 δU_noтp. = -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.