Расчет разомкнутых трехфазных сетей с неравномерной нагрузкой фаз

 

Цель занятия. Приобретение навыков расчета разомкнутых трехфазных сетей с неравномерной нагрузкой фаз

Расчетные формулы

 

Потерю напряжения на участках одной фазы четырехпроводной сети определяют:

- в активном сопротивлении

 

 

 

где  - активные токи в фазах А, В и С;

 - активное сопротивление провода фазы А;

 - активное сопротивление нулевого провода;

  n - число участков схемы;

- в реактивном сопротивлении по  аналогичной формуле с подстановкой в нее реактивных токов I_р1, I_р2, I_р3  и  реактивных сопротивлений х₁ и х_н

.

 

Для других фаз формулы составляют аналогично.

В трехпроводной сети определяют линейную потерю напряжения

 

и

где - соответственно активный и реактивный токи, протекающие в фазах А и В; 

- токи, протекающие в фазах А и С;

 - токи, протекающие в фазах В и С.

Общая потеря напряжения .

Аналогично определяют потери напряжения  и .

Пример. Определить потерю напряжения между фазами неравномерно нагруженной сети 10 кВ. Коэффициент мощности всех потребителей . Линия выполнена проводом А25, Д_ср=1250 мм. Мощности нагрузок и расстояния участков сети указаны на схеме (рисунок 6.1).

 

Рисунок 6.1 Схема трехфазной трехпроводной сети с неравномерной

нагрузкой фаз

Решение:

1) Находим нагрузочные токи:

A;  А;

 А;  А;

 А;  А.

2. Направления токов показываем стрелками на схеме и определяем междуфазные потери напряжения. Для этого находим сопротивления участков схемы, приняв  Ом/км,  Ом/км.

На участке А - 1

 Ом;

 Ом.

На участках 1 - 2 и 2 - 3 соответственно:

 Ом;  Ом;  Ом;  Ом.

 

 

Междуфазные потери напряжения:

 

 В;

 В;

 В;

 В;

 В;

 В;

 В;

 В;

 В;

 В;

 

6.2 Задачи для самостоятельного решения

 

1) Определить потерю напряжения между фазами неравномерно нагруженной сети 10 кВ. Коэффициент мощности всех потребителей . Линия выполнена проводом А35, Д_ср=1500 мм. Мощности нагрузок и расстояния участков сети указаны на схеме сети (рисунок 6.1).

2) Определить потерю напряжения между фазами неравномерно нагруженной сети 10 кВ. Коэффициент мощности потребителей  Линия выполнена проводом А35, Д_ср=1500 мм. Мощности нагрузок и расстояния участков сети указаны на схеме сети  (рисунок 6.1).

3) Определить максимальную потерю напряжения в четырехпроводной сети 380/220 В, выполненной алюминиевыми проводами А25.

Коэффициент мощности однофазных нагрузок  

Нагрузки фаз в амперах и расстояния участков в метрах показаны на рисунке 6.2, а.

Развернутая схема и распределение токов по участкам сети показаны на рисунке 6.2, б.

Буквы на рисунке указывают фазу, на которую включена нагрузка.

4) Построить развернутую схему для сети, показанной на рисунке 6.2, а,  и  рассчитать распределение токов по участкам сети.

 Определить максимальную потерю напряжения в данной четырехпроводной сети 380/220В, выполненной алюминиевыми проводами А50.

Коэффициент мощности однофазных нагрузок .

Нагрузки фаз в амперах и расстояния участков в метрах показаны на рисунке 6.2, а.

Буквы на рисунке указывают фазу, на которую включена нагрузка.

Рисунок 6.2 Схема трехфазной четырехпроводной сети с неравномерной нагрузкой фаз

 

Вопросы для самоконтроля знаний

 

6.3.1 Чем определяется неравномерная нагрузка фаз?

6.3.2 Какие виды потерь напряжения бывают на участках одной фазы?

6.3.3 В чем состоит сущность расчета разомкнутых трехфазных сетей с

неравномерной нагрузкой фаз?

6.3.4 Как определяют потери напряжения фаз в четырехпроводной сети?

6.3.5 Как определяют линейные потери напряжения в трехпроводной сети?

6.3.6  Как можно определить общую потерю напряжения в сети?

6.3.7 Как определяется потеря напряжения на активном сопротивлении?

6.3.8 Как определяется потеря напряжения на реактивном сопротивлении?

6.3.9 От каких величин зависит общая потеря напряжения сети?

6.3.10 Как связаны между собой линейные и фазные потери напряжения?

РАСЧЕТ ЗАМКНУТЫХ СЕТЕЙ

Цель занятия. Приобретение навыковрасчета замкнутых сетей на примере линий с двухсторонним питанием.

7. 1  Расчетные формулы

 

Простейшей замкнутой сетью является линия с двухсторонним питанием.

Ток от источника питания, например источника А, находят по формуле

 

 

где  - напряжения источников питания соответственно А и В;

 - сопротивление всей линии;

- ток нагрузки k узле;

 - сопротивление участка линии от узла k до источника питания В.

Мощность от источника питания, например источника А, определяют по формуле

 

где - мощность нагрузки в узле k.

При одинаковых напряжениях источников питания и одинаковом сечении проводов вышеприведенные формулы для тока  и мощности упрощаются:

 

 

где - длина всей линии, км;

- длина участка линии от узла k до источника питания В, км.

Для определения сечения линии с двухсторонним питанием определяют точку токораздела, мысленно разрезают линию в этой точке и находят сечения двух частей линии независимо, как для радиальной линии. Максимальные потери напряжения в линии определяют от источника питания до точки токораздела.

Для нахождения распределения потоков мощности в сложных замкнутых сетях используют метод преобразования электрических схем и приведения их к линии с двухсторонним питанием. В частности, кольцевую замкнутую сеть можно упростить, разделив ее по источнику питания и развернув в линию с двухсторонним питанием.

Пример. Найти потерю напряжения при аварийном режиме замкнутой сети, принимающей вид линии с односторонним питанием (рисунок 7.1). Мощности на участках определены суммированием мощностей (коэффициент одновременности равен 1).

 

 

Рисунок 7.1Схема замкнутой сети в аварийном режиме

 

Решение:

Потери напряжения в линии

 

или в процентах

 

7.2 Задачи для самостоятельного решения

1) Определить сечения алюминиевых проводов замкнутой воздушной сети по экономической плотности тока. Среднее расстояние между проводами 1000 мм. Напряжение источника питания 10,5 кВ. Нагрузки в киловольт-амперах и расстояния в километрах указаны на схеме (рисунок 7.2, а). Развертка сети в линию с двухсторонним питанием и мощности на участках линии показана на рисунке 7.2, б. Число часов использования максимальной нагрузки  равно 3000 ч.

2) Проверить линию по потерям напряжения до точки токораздела для исходных данных задачи 1(рисунок 7.2, б). Мощности на участках определены суммированием мощностей (коэффициент одновременности равен 1).

 

 

Рисунок 7.2 Схема замкнутой сети

    

 

Вопросы для самоконтроля знаний

 

7.3.1 Как определяется ток от источника питания в замкнутой сети?

7.3.2 Как определяется мощность от источника питания в линии с двухсторонним питанием?

7.3.3 Как определяется ток и мощность от источника питания в линии с двухсторонним питанием при одинаковом сечении проводов?

7.3.4 Как определяют точку токораздела в линии с двухсторонним питанием?

7.3.5 Как определяют максимальные потери  напряжения в линии с двухсторонним питанием?

7.3.6  Как можно преобразовать замкнутую сеть в линию двухсторонним питанием?

7.3.7 Как найти распределение потока мощности в кольцевых сетях?

7.3.8 Какие величины необходимо задать для определения потоков мощностей?

7.3.9 Как сделать проверку правильности определения мощностей на участках линии?

7.3.10 От каких величин зависит выбор сечения проводов в замкнутых сетях?