4.7. Определение глубины провала напряжения при пуске

асинхронных двигателей

В сельских электрических сетях провалы напряжения наиболее часто возникают при пуске короткозамкнутых асинхронных двигателей, мощность которых соизмерима с мощностью трансформатора (составляет порядка 40 % их мощности) При недопустимом снижении напряжения пуск двигателя может оказаться безуспешным, так как вращающий момент двигателя, в том числе и пусковой, пропорционален квадрату действующего напряжения. Кроме того, может произойти «опрокидывание», т.е. останов работающих двигателей. В практике электроснабжения принято, что при пуске двигателя понижение напряжения на его зажимах может составить до 30 % от номинального напряжения. При этом напряжение на зажимах работающих двигателей при пуске не должно снижаться более чем на 20 % от номинального напряжения.

Глубину провала определяют для наиболее мощных и удаленных от шин полдстанции электродвигателей. Обычно глубину провала напряжения определяют на зажимах пускаемого двигателя по выражению (17) настоящих методических указаний. Пусть двигатель установлен в молочном цехе (объект № 4). Его мощность 14 кВт, КПД  = 89 %, cos = 0,85 (данные берутся из вариантов задания, в них КПД не учитывается). Длина ВЛ марки 4А95 от ТП-2 до двигателя составляет 180 м (рис. 11). Полное сопротивление трансформаторов (Z_т2) ТП-2 составит

Ом,

где u_к = 4,5% – напряжение короткого замыкания, берется по табл. 13.

Сопротивление ВЛ 0,38 кВ Z_л = z₀l (l = 180 м – длина линии, Ом/км – удельное сопротивление). Тогда полное сопротивление ВЛ составит Z_л = 0.448  0,18 = 0,0806 Ом.

Сопротивление двигателя при пуске определяется выражением (18)

Ом;

где 6,5 – принятая кратность пускового тока двигателя.

Глубина провала напряжения

,

что для пуска двигателя допустимо.

Удаленность цеха № 2 от ТП-1 требует проверки кабельной сети на величину провала напряжения. Параметры КЛ-1 и КЛ-2, соединяющих цех № 2 (РП-5) с ТП-1 приведены на рис. 13. Сопротивление линий равны

, ;

; .

Полное сопротивление от ТП-1 до РП-5

.

Полное сопротивление трансформаторов ТП-1

Ом.

Мощность самого мощного двигателя, установленного в цехе № 2

Р_н.дв. = 14,0 кВт, кпд  = 94 %, cos = 0,65. Тогда

Ом.

Глубина провала напряжения , что для пуска данного двигателя и других двигателей цеха № 2 вполне допустимо.

4.8. Расчет токов коротких замыканий

В этом разделе приводится схема электрических соединений рассматриваемой сети и проводится обоснование выбора расчетных точек к.з., необходимых для выбора коммутационной аппаратуры и их проверки на чувствительность при различных видах к.з. Затем, согласно методики, изложенной в разд. 3.11, проводится расчеты токов трехфазного к.з. в сети 10 кВ и трех, двух– и однофазного к.з., в том числе и дугового, в сети 0,4 кВ. На рис. 13 представлен фрагмент сети для расчета токов к.з., а на рис. 14  его схема замещения.

С хема сети имеет два уровня напряжения 10 и 0,38 кВ, поэтому расчеты удобнее проводить в именованных единицах. Учитывая то обстоятельство, что большинство токов к.з., подлежащих определению, находятся на напряжении 0,38 кВ, приведем все сопротивления к напряжению U_ср = 0,4 кВ.

Сеть 10 кВ и трансформаторы:

;

;

;

;

;

;

;

;

;

; ;

; .

Сеть 0,4 кВ от ТП-1:

; ;

; ;

; ;

; .

Сеть 0,4 кВ от ТП-2:

; ;

; .

Наиболее удаленный потребитель ВЛ-3, отходящей от ТП-2, жилой двухквартирный дом – расстояние 290 м.

; ;

; .

1. Расчет трехфазного к.з. в сети 10 кВ

Определим ток к.з. на шинах низкого напряжения (10,5 кВ) ГПП:

.

Начальное значение периодической составляющей тока при металлическом к.з.:

.

Ток двухфазного к.з.: .

Ударный ток: , где K_у = 1,95 в силу того, что активное сопротивление практически равно нулю.

1. Определение тока к.з. в точке К-1.

мОм = 0,562 Ом;

мОм = 1,026 Ом.

Начальное значение периодической составляющей тока при металлическом к.з.:

.

Ток двухфазного к.з.: .

Ударный ток: , где ,

2. Определение тока к.з. в точке К-2.

; ; .

Начальное значение периодической составляющей тока при металлическом к.з.:

.

Ток двухфазного к.з.: .

Ударный ток .

3. Определение тока к.з. в точке К-3.

; ; .

Начальное значение периодической составляющей тока при металлическом к.з.:

.

Ток двухфазного к.з.: .

Ударный ток: .

2. Расчет токов к.з. в сети 0,4 кВ от ТП-1.

4. Определение токов к.з. в точке К-4 (шины НН ТП-1).

; ;

.

Начальное значение периодической составляющей тока при металлическом к.з.:

.

Ток двухфазного к.з.: .

Начальное значение периодической составляющей тока к.з. при учете сопротивления дуги (см. формулы (36)(40) настоящего методического пособия):

мОм,

где .

Значение тока при дуговом к.з.: .

Максимальный ударный ток: .

Ударный ток при дуговом к.з.: .

Влияние асинхронных двигателей цеха № 1 приближенно учитывается следующим образом. Небольшое расстояние от шин 0,4 кВ ТП-1 до электроприемников цеха №1 позволяет отказаться от учета сопротивлений КЛ в цехе № 1. Тогда

,

где – номинальная мощность i-го двигателя, кВт; – коэффициент использования i-го приемника, берется из табл. П1.1; n – число электроприемников в цехе № 1.

Пусть кВА, тогда кА.

Ударный ток составит величину .

Как видно влияние тока асинхронных двигателей цеха № 1 на ударный ток незначительно (всего 7 %).