13.1.1 Расчет отклонения напряжения в период максимума нагрузки

Определим сопротивления сети от шин РП-10 кВ до конечного электроприемника. Наиболее удаленный от источника питания приемник цеха – станок фрезерный мощностью 30 кВт, расположенный на ШРА-5. Схема электроснабжения станка представлена на рисунке 13.1.

Рисунок 13.1 – Схема электроснабжения фрезерного станка

Уровень напряжения для наиболее удаленного от подстанции электроприемника в период максимума нагрузки (U₂) определяется по выражению:

(13.1.1)

где: = 2 % – уровни напряжения на шинах 10 кВ РП, питающей цех в период максимума нагрузки;

–потери напряжения в линии высоковольтном кабеле от РП до цеховой ТП;

–потери напряжения в цеховом понижающем трансформаторе;

- потери напряжения в ШМА;

- потери напряжения в ШРА;

- потери напряжения в проводе, питающем электроприемник;

- добавка напряжения, которая устанавливается ПБВ цехового трансформатора, сначала ПБВ устанавливают в положение «0», т.е. при котором = 5 %.

Найдём потери напряжения в высоковольтной кабельной линии:

,

, ,

(13.1.2)

где I_р1 - максимальный расчетный ток в фазе, приведенный к стороне низкого напряжения, А;

S_р.ц. – полная расчетная нагрузка цеха, кВА;

Р_р.ц. – активная расчетная нагрузка цеха, кВт;

Q_р.ц. – реактивная расчетная нагрузка цеха, квар;

R_кл = 0,095·10 ^-3 Ом; Х_кл = 0,033·10 ^-3 Ом – активное и индуктивное сопротивление высоковольтной кабельной линии.

Найдём потери напряжения в цеховом трансформаторе:

(13.1.3)

где R_т = 0,00176 Ом и Х_т = 0,0086 Ом – активное и индуктивное сопротивления трансформатора.

Найдем потери напряжения в ШМА:

Принимаем коэффициент загрузки трансформаторов 0,85, тогда потери напряжения определяются по выражению:

(13.1.4)

где: I_р2 = 1519,342 А – расчетный ток ШМА;

L_шма = 0,024 км – длина ШМА;

R_0шма = 0,02 Ом/км; Х_0шма = 0,02 Ом/км – удельные активное и индуктивное сопротивление ШМА.

Найдем потерю напряжения в ШРА:

, ,

(13.1.5)

где: I_р3 = 181,36 А - расчетный ток ШРА;

S_р.шра = 119,37 кВА – полная расчетная нагрузка ШРА;

Р_р.шра = 103,16 кВт – активная расчетная нагрузка ШРА;

Q_р.шра = 60,05 квар – реактивная расчетная нагрузка ШРА;

L_шра = 0,035 км – длина ШРА;

R_0шра = 0,142 Ом/км; Х_0шра = 0,112 Ом/км – удельные активное и индуктивное сопротивление ШРА.

Найдём потерю напряжения в проводе, питающем электроприемник:

, ,

(13.1.6)

где: I_р4 = 57 А - расчетный ток провода;

L_пр = 0,02 км – длина провода;

R_0пр = 1,95 Ом/км; Х_0пр = 0,0675 Ом/км – удельные активное и индуктивное сопротивление провода.

Уровень напряжения для наиболее удаленного от подстанции электроприемника в период максимума нагрузки (U₂):

Отклонение напряжения в период максимума нагрузок не превышает допустимого значения.

13.1.2 Расчет отклонения напряжения в период минимума нагрузки

Определим сопротивления сети от шин РП-10 кВ до конечного электроприемника. Наименее электрически удаленным и наименее мощным электроприемником является вентилятор, мощность 15 кВт. По схеме электроснабжения станок получает питание от того же ШМА, что и станок, уровень напряжения на котором мы определяли в период максимума нагрузки. Поэтому в расчете изменятся только сопротивления ШРА и провода, питающего станок. Схема электроснабжения станка представлена на рисунке 13.2.

Рисунок 13.2 – Схема электроснабжения вентилятора

Уровень напряжения для наименее удаленного от подстанции электроприемника в период минимума нагрузки (U₂) определяется по выражению:

(13.1.7)

где: = 4 % – уровни напряжения на шинах 10 кВ РП, питающей цех в период минимума нагрузки;

–потеря напряжения в линии высоковольтном кабеле от РП до цеховой ТП;

–потеря напряжения в цеховом понижающем трансформаторе;

- потеря напряжения в ШМА;

- потеря напряжения в ШРА;

- потеря напряжения в проводе, питающем электроприемник;

- добавка напряжения, которая устанавливается ПБВ цехового трансформатора, ПБВ устанавливают в положение «0», т.е. при котором = +5 %.

Минимальную нагрузку принимаем равной 25 % от расчётной нагрузки.

Найдём потерю напряжения в высоковольтной кабельной линии:

,

(13.1.8)

Найдём потерю напряжения в цеховом трансформаторе:

(13.1.9)

Найдем потерю напряжения в ШМА:

(13.1.10)

Найдем потерю напряжения в ШРА:

, ,

(13.1.11)

где: L_шра = 0,01 км – длина ШРА.

Найдём потерю напряжения в проводе, питающем электроприемник.

Выбранным является провод АПВ (4х6):

, ,

(13.1.12)

где: I_р4 = 30А - расчетный ток провода;

L_пр = 0,015 км – длина провода.

Уровень напряжения для наименее удаленного от подстанции электроприемника в период минимума нагрузки (U^”₂):

Так как отклонение напряжения в период минимума нагрузки превышает допустимое значение 5%, следовательно напряжение необходимо регулировать за счет переключения ПБВ трансформатора в положение “-2”, где δU_доб^" = 0% и снова производим расчеты.

Тогда в режиме наибольших нагрузок:

Отклонения напряжения в не превышают допустимого значения +5%.