Тема 2.9 Потери напряжения в электрических сетях

 

Понятие об отклонении, колебании, падении, потерях напряжения в электрических сетях. Предельное значение отклонений напряжений от номинального для электроприемников и электрических сетей. Момент нагрузки. Расчет сетей по потере напряжения с равномерной и неравномерной нагрузкой. Определение потери напряжения по справочным таблицам.

 

Рекомендуемая литература: [8, 24, 26, 27, 29, 33]

 

Методические указания

 

В соответствии с ПУЭ [8,п. 1.2.22, 1.2.23] для электрических сетей следует предусматривать технические мероприятия по обеспечению качества напряжений электрической энергии в соответствии с требованиями ГОСТ 13109-97 «Электрическая энергия. Требования к качеству электрической энергии в электрических сетях общего назначения».

Устройства регулирования напряжения должны обеспечивать поддержание напряжения на шинах электростанций и подстанций в установленных пределах.

В сетях напряжением ниже 1 кВ предельные отклонения напряжения в нормальном режиме у силовых и осветительных электроприемников составляют + 5%. Эти требования обусловлены тем, что величина вращающего момента электродвигателей зависит от квадрата подведенного напряжения и его уменьшение ниже допустимого не обеспечит пуск механизмов; в сетях электрического освещения снижение напряжения приводит к резкому снижению светового потока и освещенности на рабочих местах.

Понятия «отклонение напряжения» и «колебание напряжения» характеризуют качество электрической энергии и являются ее основными показателями (см. тему 2.2).

Понятия: потеря и падение напряжения в электрических сетях рассмотрите по [24, с.170 – 182], [29, с.78 – 82], [27, с.80 – 84, 99 – 104] Выясните, от чего зависят и как рассчитываются наибольшие располагаемые (допустимые) потери напряжения от шин подстанции до наиболее удаленного электроприемника (см. [24, с.180, табл. 3.16]).

Разберитесь в том, как определяются потери напряжения в сетях, активным и индуктивным сопротивлениями. Рассмотрите векторную диаграмму линии трехфазного переменного тока с нагрузкой на конце [24, с.173, рис.3.21], [29, с.79,рис. 6.7], [27, с.84, рис.2.21].

Рассмотрите частные случаи расчета трехфазных линий [33, с.95 – 98] и приведенные примеры расчета.

В [33, с.98 – 100] приведены расчетные формулы и примеры расчетов по определению сечений проводов и кабелей трехфазных линий по допустимой потере напряжения при постоянном сечении вдоль линии.

С особенностями расчета осветительных сетей по потере напряжения ознакомьтесь по [24, с.185 – 188], [26, с.158 – 161] или [27, с.91, 92]. Рассмотрите приведенные примеры расчета. Обратите внимание на допустимые потери напряжения в осветительных сетях.

 

Вопросы для самоконтроля

 

1. Что такое отклонение напряжения и колебание напряжения?

2. На основании анализа векторной диаграммы определите разницу между падением напряжения и потерей напряжения в линии.

3. Какие сопротивления линии следует учитывать при расчете потерь напряжения, если к линии подключен электроприемник, имеющий соs φ <0,95?

4. Как рассчитать потери напряжения в линии с учетом момента нагрузок по мощности?

 

В результате изучения темы студент должен:

знать

· понятия об отклонении, колебании, падении, потерях напряжения в электрических сетях;

· понятие момента нагрузки;

· порядок расчета сетей по потере напряжения;

уметь

· определять потери напряжения по справочным данным.

 

Тема 2.10 Потери мощности и электроэнергии в основных элементах

Системы электроснабжения

 

Потери мощности и электроэнергии в линиях электропередачи. Потери мощности и электроэнергии в силовых трансформаторах.

Причины потерь и способы их снижения. Требования ПУЭ к минимальному сечению проводов воздушных линий электропередачи по условиям короны. Расчет потерь мощности и электроэнергии в линиях и трансформаторах. Понятие времени использования максимума нагрузки (Т_м) и времени максимальных потерь мощности (t_м).

 

Рекомендуемая литература: [8, 24, 29]

 

Методические указания

 

В сетях промышленных предприятий теряется около 10% передаваемой электроэнергии. Рост потерь электроэнергии снижает экономические показатели сети.

Определите составляющие активной нагрузки источника питания по [24, с. 107].

При изучении данной темы необходимо обратить внимание на понятия число часов использования максимума потерь (t_м) и число часов использования максимума активной нагрузки предприятия (Т_м).

Числом часов использования максимума потерь (t_м) называется расчетное время, в течение которого сеть, работая с постоянной максимальной нагрузкой, имеет такие же потери электроэнергии, как и при работе по действительному годовому графику нагрузки. Время потерь определяется по кривым в зависимости от коэффициента мощности нагрузки и числа часов использования максимума активной нагрузки Т_м.

Число часов использования максимума активной нагрузки Т_м принимают в зависимости от сменности по таблице 7.

Ознакомьтесь с порядком расчета потерь активной и реактивной мощностей в трехфазной линии по [24, с.108] или [29, с 42], а также в трансформаторе по [24, с.116] или [29, с.43].

С необходимыми мероприятиями по снижению потерь и рациональному расходованию электроэнергии ознакомьтесь по [24, с.109] и [29, с.41,44].

Для снижения потерь на корону в воздушных линиях электропередач в [8, п.2.5.81, табл. 2.5.6] устанавливается минимальный диаметр проводов в зависимости от напряжения воздушной линии электропередач.

Таблица 7 - Число часов использования максимума активной нагрузки Т_м

 

Режим работы	Число часов использования максимума активной нагрузки Тм	Число часов использования максимума потерь tм при cos j
0,8
Односменный		650 – 920	500 – 700
Двухсменный		1250 – 2400	950 – 2050
Трехсменный		2900 – 4550	2500 – 4000
Непрерывный		5200 – 7500	4500 – 7000

 

Вопросы для самоконтроля

 

1. Как влияют потери электроэнергии на ее стоимость?

2. Перечислите основные мероприятия по снижению потерь мощности в воздушных и кабельных линиях.

3. В каких линиях необходимо учитывать потери на корону? Перечислите основные мероприятия по снижению этих потерь.

4. Перечислите составляющие суммарных активных потерь мощности в трансформаторе.

5. Какие мероприятия необходимо провести для снижения потерь мощности и энергии в линиях и трансформаторах? Какие мероприятия проводятся на Вашем предприятии?

 

В результате изучения темы студент должен:

иметь представление

· о потерях мощности и электроэнергии в линиях электропередачи и трансформаторах;

знать

· причины потерь мощности и электроэнергии;

· способы снижения потерь мощности и электроэнергии;

· порядок расчета потерь мощности и электроэнергии в линиях и трансформаторах;

· требования ПУЭ к минимальному сечению проводов воздушных линий электропередач по условиям короны;

· порядок расчета потерь мощности и электроэнергии в линиях и трансформаторах.