Потери активной мощности в элементах электрических систем с несимметричными нагрузками
Рассмотрение основных способов расчета дополнительных потерь мощности в основных элементах систем электроснабжения от несимметрии уровня токов и напряжений. Определение прямой и обратной последовательности и активного сопротивления фазного проводника.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 06.05.2018 |
| Размер файла | 57,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Омский государственный технический университет
ПОТЕРИ АКТИВНОЙ МОЩНОСТИ В ЭЛЕМЕНТАХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИСТЕМ С НЕСИММЕТРИЧНЫМИ НАГРУЗКАМИ
Дед А.В., Паршукова А.В.
Аннотация
Статья посвящена способам расчета дополнительных потерь мощности в основных элементах систем электроснабжения от несимметрии уровня токов и напряжений.
Ключевые слова: Качество электрической энергии, несимметричная нагрузка, потери мощности
Annotation
ACTIVE POWER LOSSES IN ELEMENTS OF THE ELECTRICAL SYSTEMS WITH UNBALANCED LOAD
The article is devoted way to calculate the additional power losses in the basic elements of power supply systems from the level of asymmetry of the currents and voltages.
Keywords: The quality of electric power, unbalanced load, the power loss
Основная часть
В современных условиях, как правило, системы электроснабжения всегда содержат потребителей, которые искажают качество электрической энергии. Как показали проведенные исследования, основной вред, от снижения качества электрической энергии проявляется в увеличении потерь активной мощности и электроэнергии, в сокращении срока службы электрооборудования и в увеличении капитальных вложений в систему электроснабжения [1-3]. Все эти последствия имеют место в основном электротехническом оборудовании систем электроснабжения: силовых трансформаторах, линиях электропередач, электрических машинах (синхронные и асинхронные двигатели).
Рассмотрим влияние несимметрии напряжений и токов на увеличение потерь активной мощности, как наиболее значимых факторов снижения эффективности работы вышеуказанных элементов.
Трансформаторы это статические устройства, порядок чередования фаз в которых не влияет на характер протекающих в них процессов.
Дополнительные потери активной мощности от несимметрии режима в силовых трансформаторах, могут быть определенны по формуле:
(1)
где ДPX.X. - потери холостого хода;
ДPКЗ - потери короткого замыкания;
ДUКЗ- напряжение короткого замыкания.
В случае отсутствия сведений о точных паспортных характеристик трансформатора, либо при расчете величины ДРДОП.ТР для группы однородных трансформаторов, дополнительные потери активной мощности вычисляют с помощью выражения:
(2)
где SH - номинальная полная мощность силового трансформатора;
k'ТР - коэффициент, зависящий от типа трансформатора.
Расчетное значение k'ТР, определенное для усредненных параметров стандартного оборудования рекомендуется принимать для трансформаторов 6-10 кВ k'ТР = 2,67, для трансформаторов 35 - 220 кВ k'ТР = 0,5 [4].
В линиях высокого напряжения (без нулевого провода) токи нулевой последовательности можно не учитывать, так как . Поэтому дополнительные потери, обусловленные только токами обратной последовательности равны:
(3)
где ДPЛЭП - потери в линии электропередачи в симметричном режиме;
- коэффициент несимметрии тока по обратной последовательности, определяемый при помощи прямых измерений.
Аналогично можно определить с помощью значений токов прямой и обратной последовательности и активного сопротивления фазного проводника:
(4)
напряжение мощность электроснабжение ток
где - ток прямой последовательности;
- ток обратной последовательности;
r - активное сопротивление линии электропередачи.
При несимметричной нагрузке линий электропередач 0,38 кВ дополнительное увеличение потерь мощности по сравнению с симметричным режимом может быть оценено с помощью коэффициента, учитывающего неравномерность нагрузки фаз:
(5)
где
rHT, r- сопротивления нейтрального и фазного проводов;
- измеренные токи фаз;
Для сети с изолированной нейтралью выражение для определения принимает вид:
(4)
В асинхронных двигателях наличие на зажимах даже небольшой несимметрии напряжений, приводит к значительному увеличению дополнительных потерь активной мощности, которые определяются из выражения:
(6)
где kАД- безразмерный коэффициент, зависящий от параметров двигателя;
- коэффициент несимметрии напряжений;
РН - номинальная активная мощность двигателя.
Значения коэффициента возможно определить следующим способом [4]:
(7)
где Д - потери в меди статора при номинальном токе основной частоты;
- кратность пускового тока при номинальном напряжении.
В случае большого количества асинхронных двигателей с различной номинальной мощностью, допускается применять табличные значения kАД, определенные для различных отраслей промышленности.
Согласно [4] значение коэффициента kАД для всей промышленности в целом принимаются равными 1,85. Максимальное значение kсоответствует легкой промышленности, минимальное k - угольной отрасли.
В синхронных машинах потери активной мощности, обусловленные несимметрией токов и напряжений, существуют как в статоре, так и в роторе. Однако потерями в статоре от несимметрии напряжений принято пренебрегать, так как их величина значительно меньше потерь в обмотке ротора.
Поэтому, дополнительные потери мощности, могут быть определены в зависимости от коэффициента несимметрии напряжений по формуле:
(8)
где k- коэффициент, зависящий от типа синхронной машины;
- коэффициент несимметрии напряжений;
- номинальная активная мощность двигателя.
Коэффициент k может принимать значения: для турбогенераторов - 1,856; для гидрогенераторов и синхронных двигателей с успокоительной обмоткой (без успокоительной обмотки) - 0,681 (0,273); для синхронных компенсаторов - 1,31 [4].
Таким образом, расчет дополнительных потерь мощности является актуальной задачей, так как несимметричные режимы работы элементов сети, как было сказано выше, сопровождаются увеличением в них потерь энергии и снижением надежности их работы.
Литература
1. Дед А. В. Экспериментальное исследование влияния несимметричной нагрузки на систему электроснабжения /А. В. Дед, Е. Н. Еремин // Омский научный вестник. 2009. № 1 (77). С. 133-138.
2. Дед А. В. Оценка дополнительных потерь мощности в электрических сетях 0,38 кВ на основе экспериментальных данных / А. В. Дед, С. В. Бирюков, А. В. Паршукова // Успехи современного естествознания. 2014. № 11. С. 64-67.
3. Долингер С. Ю. Оценка дополнительных потерь мощности от снижения качества электрической энергии в элементах систем электроснабжения / C. Ю. Долингер, А. Г. Лютаревич, В. Н. Горюнов и др. // Омский научный вестник.2013. -№ 2 (120). C. 178-183.
4. Шидловский А.Н. Повышение качества энергии в электрических сетях. / А.Н. Шидловский, В.Г. Кузнецов. К.: Наукова думка, 1985. 268 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Определение токов в элементах сети и напряжений в ее узлах. Расчет потерь мощности в трансформаторах и линиях электропередач с равномерно распределенной нагрузкой. Приведенные и расчетные нагрузки потребителей. Мероприятия по снижению потерь мощности.
презентация [66,1 K], добавлен 20.10.2013График нагрузки по продолжительности. Определение активного сопротивления линии передачи напряжением 35 кВ для провода АС-50. Нахождение потерь реактивной мощности. Расчет линии передач. Экономическая плотность тока и сечения для левой и правой сети.
контрольная работа [83,9 K], добавлен 16.01.2011Характеристика источников электроснабжения и потребителей электроэнергии. Определение расчетных нагрузок по предприятию и цехам. Расчет токов короткого замыкания. Определение потерь энергии в элементах систем электроснабжения. Выбор источника света.
дипломная работа [1,4 M], добавлен 29.07.2012Расчет токов, сопротивления и напряжений на элементах при отключенном компенсаторе, мощностей потребителей и общей мощности всей сети. Определение в фазе С трехфазной цепи закона изменения тока при переходном процессе при подключении компенсатора к сети.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 04.09.2012Расчет электрических нагрузок систем электроснабжения. Нагрузка группы цехов. Обоснование числа, типа и мощности трансформаторных подстанций. Расчет токов короткого замыкания. Выбор токопроводов, изоляторов и средств компенсации реактивной мощности.
дипломная работа [3,0 M], добавлен 06.04.2014Описания потерь мощности при передаче электроэнергии по сети. Расчет напряжений в узлах сети и потерь напряжения в ее элементах. Построение векторных диаграмм и определение значения векторов. Нахождение линейной поперечной составляющей падения напряжения.
презентация [94,9 K], добавлен 20.10.2013Классификация потерь в системе электроснабжения промышленного предприятия. Влияние коэффициента мощности сети на потери электроэнергии. Пути уменьшения потерь в системе электроснабжения промышленных предприятий за счет компенсации реактивной мощности.
дипломная работа [2,4 M], добавлен 08.06.2017Потери активной мощности на передачу активной нагрузки предприятия. Схема питания электроприёмников шахты. Выбор автоматических выключателей, устройств управления и уставок защиты от токов короткого замыкания. Расчет электроснабжения выемочного участка.
курсовая работа [129,1 K], добавлен 05.03.2013Подготовка исходных данных для оптимизации режимов энергосистемы. Определение коэффициентов формулы потерь активной и реактивной мощностей. Экономическое распределение активной мощности между электростанции по критерию: "Минимум потерь активной мощности".
курсовая работа [544,2 K], добавлен 29.08.2010Расчет и проектирование высоковольтной линии для электроснабжения сельского хозяйства. Выбор числа и мощности трансформаторов, приведение нагрузок в высшему напряжению. Определение потерь в узлах с учетом потерь мощности. Расчет послеаварийного режима.
курсовая работа [468,8 K], добавлен 13.09.2010Разработка алгоритма и программы, реализующей расчет нагрузочных потерь активной мощности и электроэнергии. Использование среднеквадратического тока линии. Учет параметров П-образной схемы замещения. Определение суммарных годовых потерь электроэнергии.
курсовая работа [3,4 M], добавлен 28.08.2013Определение электрических нагрузок. Компенсация реактивной мощности. Определение полной мощности завода и центра электрических нагрузок. Обоснование системы электроснабжения. Проектирование системы распределения. Расчет токов короткого замыкания.
дипломная работа [189,9 K], добавлен 26.02.2012Проектирование системы внешнего электроснабжения. Определение центра электрических нагрузок предприятия. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов. Расчет потерь в кабельных линиях. Компенсация реактивной мощности. Расчет токов короткого замыкания.
курсовая работа [273,0 K], добавлен 18.02.2013Методика определения комплексного сопротивления, проводимости, тока в цепи и напряжения на элементах по данной схеме. Расчет цепей методом узловых напряжений и контурных токов. Определение базисного и потенциального узла, числа уравнений для решения.
методичка [208,1 K], добавлен 31.03.2009Определение параметров схемы замещения прямой последовательности. Расчет начальных значений токов трехфазного короткого замыкания и его периодической составляющей. Схема замещения нулевой и обратной последовательности, особенности расчета токов.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 23.01.2013Электрический ток в различных средах. Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы. Составление системы уравнений для расчета токов. Определение токов и падений напряжений на ветвях, потребляемой мощности цепи. Построение векторной диаграммы токов.
курсовая работа [640,4 K], добавлен 19.05.2015Схема электроснабжения. Расчет электрических нагрузок по методу коэффициента максимума, потерь мощности в трансформаторе. Выбор компенсирующей установки, числа и мощности питающих трансформаторов, линий электроснабжения для модернизируемого оборудования.
курсовая работа [391,7 K], добавлен 21.05.2013Система электроснабжения поселка городского типа как совокупность сетей различных напряжений, определение расчетных электрических нагрузок при ее проектировании. Выбор количества и мощности трансформаторных подстанций. Расчет токов короткого замыкания.
дипломная работа [321,0 K], добавлен 15.02.2017Потери мощности и отклонения напряжения. Выбор количества и мощности трансформаторов. Обеспечения норм надежности потребителей. Схемы электрических соединений. Проверка выбранных сечений проводов на термическую стойкость. Выбор коммутационной аппаратуры.
дипломная работа [2,7 M], добавлен 15.04.2011Расчёт нагрузок напряжений. Расчет картограммы нагрузок. Определение центра нагрузок. Компенсация реактивной мощности. Выбор числа и мощности трансформаторов цеховых подстанций. Варианты электроснабжения завода. Расчёт токов короткого замыкания.
дипломная работа [840,8 K], добавлен 08.06.2015
