РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ И УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ Расчет показателей качества электрической энергии

После выбора схемы системы электроснабжения и элементов данной схемы следует определить показатели качества электрической энергии и сравнить их с допустимыми согласно ГОСТ 13109—87.

Расчет отклонений напряжения. Отклонения напряжений рассчитывают в следующем порядке. Выбирают два расчетных электроприемника, наиболее и наименее удаленных в электрическом отношении, и рассчитывают отклонения напряжения в периоды максимума и минимума нагрузок. В качестве примера рассмотрим схему на рис. 20.1. Для наиболее удаленного электроприемника (точка 2) верхний 6Цг и нижний бU пределы отклонений напряжения определяют из соотношений:


Потери напряжения в элементах сети могут определяться через расчетные мощности Рр, Qp или расчетный ток р: где индексами 1, 2, 3 обозначены величины, относящиеся соответственно к сети напряжением выше 1 кВ, трансформатору ТП и сети напряжением до 1 кВ.



Значения bU2 и бUi, полученные по выражениям (20.1), сравнивают с допустимыми границами отклонений напряжения согласно ГОСТ 13109—87. При невыполнении стандарта отклонений напряжения необходимо прежде всего изменить отпайку ПБВ трансформатора. Если этих мер окажется недостаточным, нужно рассмотреть вариант сети с компенсирующими устройствами или вариант изменения конфигурации и сечения сети.

После этого проверяют границы отклонений напряжения для ближнего (точка 1) и дальнего (точка 2) электроприемников.

Расчет колебаний напряжения. В соответствии с ГОСТ 13109—87 колебания напряжения оцениваются размахом изменения напряжения bUt, частотой изменения напряжения F и интервалом AtKj между следующими один за другим экстремумами огибающей действительных значений напряжения:


Частота изменения напряжения представляет собой количество т изменений напряжения, происходящих со скоростью изменения более 1 % в секунду, за время Т.

Нормы на допустимые размахи колебаний напряжения установлены для всех типов светильников, их определяют по кривым, приведенным в ГОСТ 13109—87.

При проверке допустимости подключения одной электротехнологической установки или электродвигателя к подстанции или другому источнику питания, где имеется осветительная нагрузка, bUt определяется следующим образом [4], %:


Среднюю частоту колебаний устанавливают по режиму работы электродвигателя с производственным механизмом. В качестве средней (расчетной) частоты колебаний, создаваемой сварочными машинами, может быть принята. Нижний предел рекомендуется для распределительных и магистральных сетей, щитов напряжением 0,4 кВ, подстанций, питающих дуговые аппараты и стыковые сварочные машины, а верхний предел — для магистральных сетей и щитов напряжением 0,4 кВ подстанций, питающих одноточечные, шовные и рельефные сварочные машины.

Если к расчетному узлу подключается несколько ЭП, создающих колебания напряжения, то их число и значение следует определять с использованием методов теории случайных процессов. Размах колебаний напряжения на интервале стационарности распределяется по закону, близкому к нормальному. Основываясь на связи между средним квадратичным значением размаха колебаний, математическим ожиданием М (б U i) передним квадратичным отклонением а (б Ut), получим



Расчет несинусоидальности напряжения. Целью расчета несинусоидальности напряжения является определение коэффициента несинусоидальности неи и сравнение его с нормативным согласно ГОСТ 13109—87. Как видно из выражения (12.6), для определения К11си следует найти Un отдельных гармоник на основании расчета электрической цепи с одним или несколькими источниками гармоник. Исходными данными являются расчетная схема, параметры всех элементов и нагрузок, значение мощности короткого замыкания питающей системы.

Поскольку мощности ЭП напряжением до 1 кВ, устанавливаемых на береговых объектах, не превышают 20 % мощности питающего на ГПП трансформатора, расчетную схему можно составить только до шин напряжением 6—10 кВ.

Порядок расчета спектров напряжения рассмотрим на примере схемы (рис. 20.2, а), где источник гармоник (ИГ) подключен к шинам 0,4 кВ ТП. На основании расчетной схемы (рис. 20.2, б) составляется схема замещения (рис. 20.2, в), при этом источники гармоник представляются как источник тока. Далее определяются гармонические сопротивления и проводимости отдельных элементов: для трансформаторов





Для двухобмоточных трансформаторов, применяемых в 6-фазных схемах выпрямления.

Для трехобмоточных трансформаторов, применяемых в преобразователях, выпрямленных по 12-фазной схеме.

При параллельной работе нескольких преобразователей Кти вычисляется по формуле (20.26), где в качестве Snp и SK3 принимают соответственно суммарную мощность одновременно работающих преобразователей и трансформаторов.

Форму кривой напряжения электропривода по схеме асинхронного вентильного каскада можно оценить по формуле


Для группы установок и независимом режиме их работы эфп определяется по формуле (20.23).

Токи гармоник, генерируемые установкой дуговой электросварки постоянного тока, определяют через номинальный первичный ток установки /св:


Рекомендуется учитывать только 5-ю, 7-ю и 11-ю гармоники.

Суммарный ток гармоник для группы установок определяется также по формуле (20.23).

Расчет несимметрии напряжения. Согласно ГОСТ 13109—87 нормируемым является коэффициент обратной последовательности напряжения Кги [см. формулу (12.8)1.

В практических расчетах для определения К2и рекомендуется пользоваться формулой


Ориентировочно коэффициент K2u можно оценить по соотношению мощности однофазной нагрузки S0HH и мощности короткого замыкания в точке подключения однофазной нагрузки.