2.8 Расчет потери мощности и электроэнергии в системе электроснабжения
Общую величину потерь ΔРт активной мощности в трансформаторе определяют по формуле:
ΔРт= ΔРст+ΔРоб*Кз2,
где ΔРст – потери в стали, кВт; (зависят только от мощности трансформатора)
ΔРоб – потери в обмотках, кВт;
ΔРоб≈ΔРкз ΔРст≈ΔРхх,
Кз – коэффициент загрузки трансформатора.
Из пункта 2.2 ΔРкз=1 кВт,
ΔРхх=3,8 кВт,
Кз=0,47
ΔРт=3,8+1*0,472=4,02 кВт
Общую величину потерь ΔQт реактивной мощности в трансформаторе определяют:
ΔQт= ΔQст+ΔQрас*Кз2,
где ΔQст – потери реактивной мощности на намагничивание, квар;
ΔQрас – потери реактивной мощности рассеяния в трансформаторепри номинальной нагрузке, квар.
ΔQст≈iхх*Sн.т=0,035*250=8,75 квар
ΔQрас≈iк.з*Sн.т=13,75 квар
ΔQт=8,75+13,75*0,472=11,78 квар
На основании потерь мощности в трансформаторе можно определить потери электроэнергии. Для определения потерь электроэнергии применяют метод, основанный на понятиях времени использования потерь τ и времени использования максимальной нагрузки Тм.
Время максимальных потерь τ – условное число часов, в течении которых максимальный ток, протекающий непрерывно, создает потери энергии. равные действительным потерям энергии за год.
Время использования максимума нагрузки Тм – условное число часов, в течении которых работа с максимальной нагрузкой передает за год столько энергии, сколько при работе по действительному графику.
при cos =0,8 и t=6000 ч
τ=4600 ч
ΔWа.т=ΔWст+ΔWоб=ΔРст*t+ΔРоб*Кз2*τ
ΔWа.т=3,8*6000+1*0.472*4600=23816,14 кВт*ч
ΔWр.т=Sн.т*(iхх*t+uкз*Кз2*τ)=250*(0,035*6000+0,055*0,472*4500)=
=66168,2 квар*ч
ΔWт=
=70323,86
кВА
2.9 Расчет защитного заземления и зануления в электрической сети
Сопротивление заземляющего устройства (ЗУ) по ПУЭ, к которому присоединены нейтрали трансформаторов или генераторов, в любое время года не должно превышать 4 Ом при линейном напряжении 380 В. Для эффективности заземляющего устройства его необходимо рассчитать.
Принимаем расчетное сопротивление ЗУ RЗУ = 4 Ом.
Определение расчетного удельного сопротивления грунта:
,
где Ксез – коэффициент сезонности, учитывающий промерзание и просыхание грунта, для климатической зоны Тульская область находится во второй климатической зоне:
для вертикальных заземлителей Ксез=1,7;
для горизонтальных заземлителей Ксез=4,0.
Выбираем удельное сопротивление грунта, по заданию грунт в районе здания – супесь. Для супеси ρгр=300 Ом*м.
В качестве вертикальных заземлителей принимаем стальной уголок 75×75×8
Приближенно сопротивление одиночного вертикального заземлителя определяется:
rв=0,3*510=153 Ом*м
Определяем расчетное количество вертикальных электродов без учета экранирования:
где RЗУ – расчетное сопротивление заземляющего устройства, RЗУ=4 Ом.
=38,25
Принимаем N’B.P=39 шт.
с учетом экранирования:
а) а=3м – расстояние между вертикальными электродами;
б) LB=3м – длина вертикального электрода.
По отношению a/LB и N’B.P определяем значение коэффициента использования электродов ηв=0,4
Принимаем NB=98 шт.
Определяем общую длину горизонтального провода по (2.33):
,
Lп=3*(98-1)=291 м
Определяем уточенные значения сопротивлений вертикальных и горизонтальных электродов.
Принимаем ηв=0,2, ηг=0,1.
Rв=
=
=5,2
Ом
=30,14
Ом
Определяем общее сопротивление заземляющего устройства (учитываем, что вертикальные и горизонтальные заземлители соединены параллельно):
,
.
т.к. Rз.у.<Rз.у.доп, то данное заземляющее устройство будет эффективным, т.е. будет обеспечивать необходимые нормы безопасности при КЗ.