Расчёт колебания напряжения.

Проверка колебания напряжения осуществляется по кривым допустимых колебаний. Когда колебания рассчитываем в действующих сетях, то с помощью приборов можно записать картину колебаний в сетях за 10 мин. По этой картинке должны проверить допустимость колебаний в сети.

Определяется число размахов m за интервал времени Т, размахи могут быть разной или одинаковой велечины.

Мы должны определить эквивалентный размах колебаний для данного процесса:

(1)

Зная эквивалентный размах мы можем определить допустимость колебаний:

δUtэ≤ δUtд ,

где δUtд – допустимый размах, определяется по кривым ГОСТ 13109-97.

Для чего нам нужно знать также частоту колебаний:

зная fэ и какие лампы в сети (ЛЛ или ЛН) по кривым получаем δUtд.

При проектировании системы электроснабжения, когда нет графиков колебаний а есть графики нагрузки, расчёт производим по графикам нагрузки. Для этого сначала определяем размахи напряжения для импульсов тока:

Каждому импульсу будут соответствовать два размаха. Получаем число размахов и по формуле (1) определяем эквивалентный размах. Затем определяется частота:

,

где – число импульсов тока.

По кривой определяется допустимый размах .

Такой расчёт производится, когда число электроприемников мало. При большом числе электроприемников, принимают что суммарный процесс колебания токов является случайным и подчиняется нормальному закону распределения случайных чисел. В этом случае эквивалентный размах определяется следующим выражением:

математическое ожидание

среднеквадратичное отклонение.

- максимальный размах колебаний напряжения. Если эти составляющие подставить в формулу, то:

R- сопротивление сети от точки подключения источника колебания до шин от которых питаются эти электроприемники.

Определив δUtэ по графикам определяем при допустимой частоте эквивалентных колебаний:

fэ=0,5-2,5 Гц - для электросварочных установок;

fэ=1-2 Гц - для дуговых электрических печей;

fэ=0,5-1 Гц - для прокатных станов

Когда электроприемники, создающие колебания питаются напряжением более 1000В этот расчёт затруднителен и в этом случае допускается пользоваться упрощенными выражениями:

1. Для прокатных станов:

- мощность короткого замыкания в точке, где подключен прокатный стан.

- размахи реактивной нагрузки, при проектирование задаются.

2) Для дуговых электрических печей:

- когда одна дуговая печь :

- мощность печного трансформатора;

- мощность короткого замыкания на тех шинах где она подключается.

• группа печей одинаковой мощности:

где n-число печей.

- группа печей разной мощности:

где - мощность печного трансформатора максимальной мощности.

После проведения расчетов, если условие допустимости выдерживается, то расчёт оканчиваем.

Средства для снижения колебаний напряжения

Если колебания превышают допустимые значения, в этом случае необходимо применять средства для снижения колебаний напряжения. Существуют след средства:

1. Применение блокировок от одновременного включения электроприемников, создающих колебания напряжения.

2. Увеличение мощности источников питания.

3. Параллельное включение источников питания - наиболее экономично.

З а счет увеличения числа трансформаторов уменьшается колебание напряжения. Зависит от коммутирующих аппаратов - выключателей. Оптимальным является применение 2х2500 кВА, 3х1600 кВА, 5х1000 кВА

4. Р аздельное питание электроприемников, создающих колебания и которые чувствительны к колебаниям.

5. П рименение статических источников реактивной мощности. Схемы прямой и косвенной компенсаций можно применять для снижения колебаний напряжения, т.к. тиристорные устройства быстродействующие

Чем быстрее устройство действует, тем эффективнее снижаются колебания.

- диаграмма изменения реактивной мощности печки,

- диаграмма изменения реактивной мощности реактора, работающего в противофазе Qп, тем самым снижается переменная реактивная мощность,

- мощность постоянно включенной конденсаторной батареи,

- изменение результирующей реактивной мощности.

Схема снижения колебаний напряжения при прямой компенсации.

6(10),35кВ

На шинах, где имеется резкопеременная нагрузка подключается источник реактивной мощности, который с помощью тиристорных контакторов может включатся и отключаться, в функции изменения реактивной мощности. Т.к. тиристорный контактор имеет большое быстродействие, то такие устройства успевают следить за колебанием напряжения.

Применяется в сетях высокого напряжения при наличии нагрузки большой мощности.

6) Применение продольной компенсации (УПК).

Д ля снижения колебаний напряжения это очень перспективный метод, обладающий максимальной скоростью изменения сопротивления сети и соответственно снижения колебаний напряжения.

Rш- активное сопротивление Р- разъединители ИР- искровой разрядник, чтобы при коротком замыкании скорее зашунтировать конденсатор.

TV- трансформатор напряжения для разряда конденсатора после отключения.

МВ - масляный выключатель.

Включается параллельно Хс активное сопротивление Rш чтобы не было резонанса когда XL=Xc (Rш примерно в 10 раз выше Xc).

Принцип работы объясняет векторная диаграмма (как предыдущая). Разница в том, что нагрузка резкопеременая.

Такая установка перспективна в сетях со сварочной нагрузкой. Сопротивление Xc УПК определяется по следующему выражению:

;

где – фазное напряжение в сети;

– размах напряжения, который мы компенсируем;

– максимальный пиковый ток, протекающий в данной сети, при наличии резкопеременой нагрузки