5. Проверка электричкской сети по качеству напряжения

Высокопроизводительная и безотказная работа технологических электроустановок в принятой системе электроснабжения может быть обеспечена, если качество напряжения на зажимах электроприемников соответствует требованиям ГОСТ и нормативных документов.

В связи с этим в проекте выполняем следующие проверки по качеству напряжения:

• в сети напряжением 6 кВ - по допустимому отклонению (допустимой потере) напряжения в установившемся режиме от трансформатора ГПП до зажимов трансформатора КТП проектируемого участка;

• в сети напряжением до 1140 В – по допустимому отклонению (допустимой потере) напряжения в установившемся режиме и по допустимому напряжению при пуске электродвигателя. Такую проверку в участковой сети выполняют для одной линии, в которой момент нагрузки (P*L) имеет наибольшее значение. При этом напряжение на зажимах трансформатора принимают равным номинальному.

Электрическая сеть соответствует требованиям по качеству напряжения, если:

;

,

где ∆U_ф, ∆U_д - фактическая и допустимая потеря напряжения, В;

U_п.ф., U_п.д - фактическое и допустимое напряжение на зажимах двигателя при пуске, В.

Допустимую потерю напряжения определяют по формуле:

;

.

Фактическая потеря напряжения в сети равна, В:

,

где ∆U_тр - потеря напряжения в трансформаторе, В;

∑∆U_к - суммарная потеря напряжения в кабелях, В.

5.1 Проверка по потери напряжения сети 6кВ

Потерю напряжения в трансформаторе определяем по формуле, В:

,

где Ι_р.вн, Ι_р.нн - расчетный ток соответственно в обмотке высшего и низшего напряжения трехобмоточного трансформатора, определяемые по формулам

; ;

; .

сosφ_в, сosφ_н - коэффициент мощности для соответствующих обмоток определяем с учетом компенсации реактивной мощности по формуле:

,

,

,

При расчете потери напряжения в трансформаторе, по аналогии с расчетом токов короткого замыкания, активное сопротивление принимаем равным нулю.

Хв = 0,468 Ом, Х_н = 0,272 Ом – индуктивное сопротивление соответственно обмоток высшего и низшего напряжения.

Следовательно потерю напряжения в трансформаторе:

,

Потерю напряжения в кабеле высокого напряжения можно определить по формуле, В:

.

Потери в стволовом кабеле:

I_р.к = 312 А; сosφ_к = 0,682; sinφ_к = 0,731

X_к = 0,068 Ом, R_к = 0,137 Ом.

Потери в кабеле от ЦПП до РПП-6:

I_р.к = 171 А; сosφ_к = 0,991; sinφ_к = 0,134

X_к = 0,139 Ом, R_к = 0,65 Ом.

Потери в кабеле от РПП-6 до ПУПП:

I_р.к = 49,6 А; сosφ_к = 0,85; sinφ_к = 0,527

X_к = 0,12768 Ом, R_к = 1,932 Ом.

Фактическая потеря напряжения в сети равна:

∆U_ф=∆U_ТР+∆U_К.ст+∆U_К.цпп+∆U_К.рпп-6=319+77,35+196,3+208,3=800,95В

.

То есть условие выполняется, а следовательно сеть высокого напряжения соответствует ГОСТу.

5.2 Проверка качества напряжения в сети низшего напряжения

Определение фактической потери напряжения в сети низшего напряжения в установившемся режиме выполняется аналогично высоковольтной сети по условию:

;

;

.

.

Фактическая потеря напряжения в сети равна, В:

,

Потери напряжения в сети 1,2 кВ

Потери в трансформаторе ПУПП-1,2:

Потерю напряжения в участковом трансформаторе определяем по формуле:

.

,

.

Потери напряжения в магистральном кабеле:

Потерю напряжения в магистральном кабеле определяем по формуле:

.

I_р.к = 278 А; сosφ_к = 0,85; sinφ_к = 0,527

X_к = 0,0006825 Ом, R_к = 0,002814 Ом.

Потери напряжения в кабеле комбайна:

Потерю напряжения в кабеле комбайна определяем по формуле:

.

I_р.к = 220 А; сosφ_к = 0,961; sinφ_к = 0,276

X_к = 0,019 Ом, R_к = 0,068 Ом.

Фактическая потеря напряжения в сети равна:

∆U_ф = ∆U_ТР+∆U_К.маг+∆U_К.ком = 25 + 0,18 + 26,9 = 52,08 В,

.

То есть условие выполняется, а следовательно сеть низшего напряжения соответствует ГОСТу.

Потери напряжения в сети 0,66 кВ

Потери в трансформаторе ПУПП-0,66:

Потерю напряжения в участковом трансформаторе определяем по формуле

.

,

,

.

Потери напряжения в магистральном кабеле:

Потерю напряжения в магистральном кабеле определяем по формуле:

.

I_р.к = 188,6 А; сosφ_к = 0,858; sinφ_к = 0,514

X_к = 0,00072 Ом, R_к = 0,0055 Ом.

Фактическая потеря напряжения в сети равна:

∆U_ф = ∆U_ТР+∆U_К.маг = 16,4 + 1,66 = 18,06 В,

.

То есть условие выполняется, а следовательно сеть низшего напряжения соответствует ГОСТу.

5.3 Проверка качества напряжения по условию пуска

В рудничных электродвигателях напряжением до 1140 В допустимое напряжение при пуске должно быть, В:

Фактическое напряжение на зажимах двигателя можно определить по формуле:

,

Где ∆U_н.р - потеря напряжения в участках сети, через которые получает питание запускаемый двигатель, вызванная работой электроприемников, включенных к моменту запуска двигателя;

∑Ι_п – сумма токов одновременно запускаемых электродвигателей, А;

∑R, ∑Х - суммарное активное и индуктивное сопротивление электрической сети от трансформатора до зажимов пускаемых электродвигателей, Ом;

cosφ_п – коэффициент мощности электродвигателя при пуске (принимаем равным 0,5).

∆U_нр = ∆U_ТР+∆U_К.маг = 25 + 0,18 = 25,18 В,

.

U_ПФ = 928 В > U_Д = 912 В

Так как условие выполняется, то качество напряжения соответствует ГОСТу.