Задание по управлению качеством электроэнергии

Определяем отклонение напряжения у потребителя 1 и 2 в максимальном и минимальном режимах при отсутствии и наличии реактивной мощности у потребителя 3. Рассчитать потери в обоих режимах.
10 кВ
6 км
100 м
в
а
0
3
15 м
15 м
50 м
75 м
2
1
Исходные данные.
Отклонение напряжения на шинах 10 кВ питающей ПС в максимальном режиме +5%, в минимальном режиме +2%.
Все нагрузки производственные разные по величине S=P+Q.
Для расчёта нагрузок на участках сети принять значение коэффициента
Кд =0,8.
В расчётах принято, что все линии выполнены неизолированными проводами.
Удельное реактивное сопротивление для неизолированных проводов ВЛ 0,38 кВ можно принять 0,35 Ом/км.
Расчёт без конденсаторов.
Линия 0,38 кВ
Результаты расчётов оформляем в виде таблицы.
Таблица №1. Результаты расчёта линии 0,38 кВ.
Учас-ток
Длина
учас-тка, м Нагрузка Марка
прово-да
R,
Ом X,
Ом ∆U, % ∆P,
кВт
Р,
кВт Q,
квар
Sp,
кВА
Sэ,
кВА
На участке От
ТП
о-а
100 80 72 107,6 86,1 4А120 0,0246 0,0350 3,12 3,12 1,97
а-1 15 35 30 46,1 36,9 4А70 0,0062 0,0053 0,26 3,38 0,09
а-в 75 55 51 75,2 60,2 4А95 0,0231 0,0263 1,82 4,93 0,90
в-2 15 30 30 42,4 33,9 4А50 0,0086 0,0053 0,29 5,22 0,11
в-3 50 35 30 46,1 36,9 4А70 0,0206 0,0175 0,87 5,80 0,30
Итого 3,38
Участок (в-3).
Нагрузки на участке P=35 кВт; Q=30 квар;
Находим общую мощность.
Sрасч = P + Q = 35 + j30 = 352+302 = 46,1 кВА;
Находим эквивалентную мощность.
Sэ = Кд * Sрасч = 0,8 * 46,1 = 36,9 кВА.
По таблице интервалов экономических нагрузок целесообразно выбрать провод 4А70 (интервал нагрузки 36,1 – 39,6). Удельное активное сопротивление для неизолированного провода 4А70 ВЛ 0,38 кВ можно принять 0,412 Ом/км.
Активное сопротивление участка (в-3).
Rв3 = Rуд * L5 = 0,412 *0,05 = 0,0206 Ом.
Реактивное сопротивление участка (в-3).
Хв3 = Хр * L5 = 0,35 *0,05 = 0,0175 Ом.
Потери напряжения (в-3).
∆Uв3 = P3* Rв3 + Q3 * Хв3 1,44= 35 * 0,0206 + 30 *0,0175 1,44= 0,87 %.
Потери мощности (в-3).
∆Pв3 = SрасчUсети* Rв3= 46,120,382* 0,0206 = 0,3 кВт.
Участок (в-2).
Нагрузки на участке P=30 кВт; Q=30 квар;
Находим общую мощность.
Sрасч = P + Q = 30 + j30 = 302+302 = 42,4 кВА;
Находим эквивалентную мощность.
Sэ = Кд * Sрасч = 0,8 * 42,4 = 33,9 кВА.
По таблице интервалов экономических нагрузок целесообразно выбрать провод 4А50 (интервал нагрузки 28,6 – 36,1). Удельное активное сопротивление для неизолированного провода 4А50 ВЛ 0,38 кВ можно принять 0,576 Ом/км.
Активное сопротивление участка (в-2).
Rв2 = Rуд * L4 = 0,576 *0,015 = 0,0086 Ом.
Реактивное сопротивление участка (в-2).
Хв2 = Хр * L4 = 0,35 *0,015 = 0,0053 Ом.
Потери напряжения (в-2).
∆Uв2 = P2* Rв2 + Q2 * Хв2 1,44= 30 * 0,0086 + 30 *0,0053 1,44= 0,29 %.
Потери мощности (в-2).
∆Pв2 = SрасчUсети* Rв2= 42,420,382* 0,0086 = 0,11 кВт.
Участок (а-1).
Нагрузки на участке P=35 кВт; Q=30 квар;
Находим общую мощность.
Sрасч = P + Q = 35 + j30 = 352+302 =46,1 кВА;
Находим эквивалентную мощность.
Sэ = Кд * Sрасч = 0,8 * 46,1 = 36,9 кВА.
По таблице интервалов экономических нагрузок целесообразно выбрать провод 4А70 (интервал нагрузки 36,1 - 39,6) . Удельное активное сопротивление для неизолированного провода 4А70 ВЛ 0,38 кВ можно принять 0,412 Ом/км.
Активное сопротивление участка (а-1).
Rа1 = Rуд * L2 = 0,412 *0,015 = 0,0062 Ом.
Реактивное сопротивление участка (а-1).
Ха1 = Хр * L2 = 0,35 *0,015 = 0,0053 Ом.
Потери напряжения (а-1).
∆Uа1 = P1* Rа1 + Q1 * Ха1 1,44= 35 * 0,0062 + 30 *0,0053 1,44= 0,26 %.
Потери мощности (а-1).
∆Pа1 = SрасчUсети* Rуд = 46,120,382* 0,0062 = 0,09 кВт.
Участок (а-в).
Находим нагрузки на участке. Два потребителя.
Рав = (30+35) * 0,85 = 55 кВт; Qав =(30+30) * 0,85 = 51 квар.
Нагрузки на участке P=55 кВт; Q=51 квар;
Находим общую мощность.
Sрасч = P + Q = 55 + j51 = 552+512 = 75,2 кВА;
Находим эквивалентную мощность.
Sэ = Кд * Sрасч = 0,85 *75,2 = 60,2 кВА.
По таблице интервалов экономических нагрузок целесообразно выбрать провод 4А95 (интервал нагрузки 39,6 - 71,3). Удельное активное сопротивление для неизолированного провода 4А95 ВЛ 0,38 кВ можно принять 0,308 Ом/км.
Активное сопротивление участка (а-в).
Rав = Rуд * Lав = 0,308 *0,075 = 0,0231 Ом.
Реактивное сопротивление участка (а-в).
Хав = Хр * Lав = 0,35 *0,075 = 0,0263 Ом.
Потери напряжения (а-в).
∆Uав = Рав* Rав + Qав * Хав 1,44= 55 * 0,0231 + 51 *0,0263 1,44= 1,82 %.
Потери мощности (а-в).
∆Pав = SрасчUсети* Rуд = 75,220,382* 0,0231 = 0,9 кВт.
Участок (о-а).
Находим нагрузки на участке. Три потребителя.
Роа = (35+30+35) * 0,80 = 80 кВт; Qав = (30+30+30) * 0,80 = 72 квар.
Нагрузки на участке P = 80 кВт; Q = 72 квар;
Находим общую мощность.
Sрасч = P + Q = 80 + j72 = 802+722 = 107,6 кВА;
Находим эквивалентную мощность.
Sэ = Кд * Sрасч = 0,80 *107,6 = 86,1 кВА.
По таблице интервалов экономических нагрузок целесообразно выбрать провод 4А120 (более 71,3). Удельное активное сопротивление для неизолированного провода 4А120 ВЛ 0,38 кВ можно принять 0,246 Ом/км.
Активное сопротивление участка (о-а).
Rоа = Rуд * Lоа = 0,246 *0,1 = 0,0246 Ом.
Реактивное сопротивление участка (о-а).
Хоа = Хр * Lоа = 0,35 *0,1 = 0,035 Ом.
Потери напряжения (о-а).
∆Uоа = Pоа* Rоа + Qоа * Хоа 1,44= 80 * 0,0246 + 72 *0,035 1,44 = 3,12 %.
Потери мощности (о-а).
∆Pоа = SрасчUсети* Rоа= 107,620,382* 0,0246 = 1,97 кВт.
ТП 10/0,4 кВ.
Расчетная нагрузка на ТП 107,6 кВА. Можно применить трансформатор мощностью 160 кВА, типа ТМ - 160 кВА 10/0,4 кВ, схема соединения обмоток «звезда – звезда с нулём».
Сопротивление трансформатора.
RТ=0,0166 Ом, ХТ=0,0422 Ом.; Pкз = 3,1 кВт; Pхх = 0,51 кВт.
Потери напряжения в обмотках трансформатора.
∆U = Роа* Rт + Qоа * Хт 1,44= 80 * 0,0166 + 72 *0,0422 1,44 = 3,03 %.
Потери мощности в трансформаторе.
∆P =SрасчSном2Pкз+ Pхх=107,61602 * 3,1 + 0,51 =1,91 кВт.
Линия 10 кВ.
Нагрузки линии 10 кВ.
Pan = 80 кВт; Qan = 72 квар; San = 107,6 кВА; Sэ = 86,1 кВА.
По таблице интервалов экономических нагрузок для линии 10 кВ целесообразно выбрать неизолированный провод АС-35