Розрахунок електричних мереж по втраті напруги - студопедія
Располагаемая (допустима) втрата напруги в освітлювальної мережі в%, тобто втрата напруги в лінії від джерела живлення (шин 0,4 кВ КТП) до найвіддаленішої лампи в ряду, визначається за формулою:
де 105 - напруга холостого ходу на вторинній стороні трансформатора,%;
Uмін - найменше напруження, що допускається на затисках джерела світла,% (приймається рівним 95%);
- втрати напруги в силовому трансформаторі, наведені до вторинного номінальній напрузі і залежні від потужності трансформатора, його завантаження і коефіцієнта потужності навантаження,%.
Втрати напруги в трансформаторі можна визначити по табл. 2. або за висловом
де - коефіцієнт завантаження трансформатора; Uа і Uр - активна і реактивна складові напруги короткого замикання трансформатора, які визначаються наступними виразами:
Рк - втрати короткого замикання, кВт;
Sном - номінальна потужність трансформатора, кВА;
Uк - напруга короткого замикання,%
Таблиця 12.3. Втрати напруги в трансформаторах
Потужність трансформатора, кВА
Втрати напруги в трансформаторах. при різних коефіцієнтах потужності і коефіцієнті завантаження
Втрати напруги при заданому значенні перетину проводів можна визначити за виразом
І, навпаки, при заданому значенні втрат напруги можна визначити перетин дроту
де М - момент навантаження, кВт. м; С - коефіцієнт, що залежить від матеріалу дроти, напруги і системи мережі (визначається за таблицею 12.5.).
Таблиця 12.5. Значення коефіцієнта С
Номінальна напруга мережі, В
Система мережі, рід струму
Коефіцієнт С проводів
Трифазна з нулем
Двофазна з нулем
Однофазна з нулем
Двухпроводная, змінного і постійного струму
Метод визначення моменту навантаження вибирається залежно від конфігурації мережі освітлення.
У простому випадку (рис. 12.1) момент визначається як добуток розрахункового навантаження ламп на довжину ділянки мережі:
Рис.1.1. Розрахункова схема 1 для визначення моменту навантаження
В проектній практиці освітлювальна мережа має більш складну конфігурацію (рис.1.2.), Тоді момент навантаження можна визначити за виразом:
Мал. 1.2. Розрахункова схема 2 для визначення моменту навантаження
Для мережі з рівномірно розподіленим навантаженням (Рис. 1.3.) Момент навантаження визначається, як добуток потужності ламп на половину довжини груповий лінії.
М =. де L - довжина ділянки від групового щитка до першого світильника в даному ряду.
Рис.1.3. Розрахункова схема 3 мережі з рівномірно розподіленим навантаженням.
Для мережі з рівними навантаженнями Р і рівними довжинами ділянок мереж між ними (Рис.1.4.):
М = nP [L0 + L (n-1) / 2] = nPLпр. де Lпр - приведена довжина до центру навантаження
Мал. 1.4. Схема мережі з рівними навантаженнями Р і рівними довжинами ділянок мереж між ними.
Для мережі більш складної конфігурації, коли ділянки мережі мають різну кількість фазних проводів, визначається приведений момент за висловом:
де - сума моментів даного і всіх наступних за направленням струму ділянок з тим же числом проводів в лінії, що і на даній ділянці; - сума моментів, що живляться через дану ділянку лінії з іншим числом проводів, ніж на даному розраховується ділянці; а - коефіцієнт приведення моментів (визначається по табл. 12.6.).
Таблиця 12.6. Значення коефіцієнтів приведення моментів
Коефіцієнт приведення моментів, а
Розрахунок мережі на найменшу витрату провідникового матеріалу виконується за формулою
де - розрахункові втрати напруги%, допустимі від початку даного розраховується ділянки до кінця мережі.
За цією формулою визначається перетин на першому (головному) ділянці мережі освітлення, починаючи від джерела живлення і округляється до найближчого більшого стандартного значення, що задовольняє допустимому нагріву. За обраному перетину даної ділянки визначається фактична втрата напруги в ньому. Наступний ділянку мережі розраховується по допустимій втраті напруги від місця його приєднання, тобто від розрахункової допустимої втрати іапряженія має бути вирахувано значення фактичної втрати напруги на попередньому живильному ділянці.
При розрахунку коефіцієнта С прийняті наступні значення питомої електричного опору проводів для середньої експлуатаційної температури нагріву жил + 35 ° С: мідних - 20. 10 -9 Ом. м, алюмінієвих - 33. 10 -9. Для знаходження значень коефіцієнта Сдля алюмінієвих проводів відповідні значення коефіцієнта слід помножити на 0,85. У розрахованих таблицях наводяться значення моментів навантажень для проводів і для розподільних шинопроводів серії ШРА73 в залежності від номінальної напруги і системи мережі і переріз мідних проводів. Моменти розраховані для U = 1%. Для визначення втрати напруги в лінії слід розділити фактичне значення моменту навантаження на значення, наведене в таблицях. Для освітлювальних шинопроводів серій ШОС25 і ШОС80 моментивибіраются як для мідних проводів з перетинами відповідно 6 і 3 мм 2.
Розрахункові формули призначені для мереж з симетричним розподілом навантажень по фазах. Можна вважати, що ця умова виконується при зразковій рівності моментів, розрахованих для кожної з фаз. Як симетричні можуть розглядатися:
1) лінії електромережі;
2) групові трифазні, чотири- п'ятипровідні лінії з чергуванням фаз, до яких послідовно підключаються однакові ОП або їх групи (встановлені в одному приміщенні або його частини загальною потужністю не більше 1,2 кВт) за схемою А-В-С, С-В- А. Якщо число відгалужень від кожної фази не менше трьох, то може бути допущена і схема А-В-С, А-В-С;
3) групові двофазні трьох- чотирипровідні лінії з чергуванням фаз в відгалуженнях А-В-В, А. при числі відгалужень для кожної з фаз більше двох;
4) групові лінії, що живлять складні багатолампові ОП з рівномірним завантаженням всіх фаз в кожній точці відгалуження. При виконанні рекомендацій п. 2 і 3 в 03 розрахунок ліній з місцевими вимикачами можна проводити, як для трьох-або двофазних ліній з нульовим проводом і симетричним навантаженням. Виняток становлять лінії, в яких можливі тривалі режими, навмисно створювані пофазним відключенням ОП. В цьому випадку трьох- і двофазні лінії із загальним нульовим проводом повинні розраховуватися як однофазні.
Для несиметричних ліній втрата напруги,%, в будь-якій фазі трифазних чотирьох провідних ліній визначається за формулою
де МФ1 - момент навантаження однієї з фаз, кВт. м; М ф2 і Mф3 моменти навантаження двох інших фаз, кВт. м; Sф1 і Sо. - перетину фази і нульового проводу, мм 2.
перший член формули являє собою втрату напруги у фазному проводі, другий - в нульовому. Моменти, зазначені в дужках, враховуються тільки до останнього відгалуження до навантаження тієї фази, в якій розраховується втрата напруги (фази 1), коефіцієнт С приймається як для двухпроводной лінії.
Однією з важливих задач розрахунку мережі на втрату напруги є встановлення раціонального і найбільш економічного розподілу загальної располагаемой втрати напруги між окремими ділянками розгалуженої мережі. Методу розрахунку, який дав би можливість однозначно встановити розподіл втрат напруги по ланках мережі, що забезпечує мінімальне значення наведених витрат по мережі в цілому, не існує.
На практиці використовують метод розрахунку мережі, що забезпечує найменшу витрату провідникового матеріалу. Мережа, що задовольняє такій умові, в ряді випадків можна вважати найбільш економічною.
Розрахунок мережі на найменшу витрату провідникового матеріалу ведеться за формулою:
де S - перетин ділянки, мм 2; - сума моментів даного і всіх наступних (у напрямку потоку енергії) ділянок з тим же числом проводів в лінії, що і на даній ділянці, кВт. м; - сума моментів всіх відгалужень, що живляться даною ділянкою і мають інше число проводів лінії, ніж ця ділянка, кВт. м. Перед підсумовуванням всі моменти множаться на коефіцієнт приведення моментів a. залежить від числа проводів на ділянці і відгалуженні; U - розрахункові втрати напруги,%, що допускаються від початку цієї ділянки до кінця мережі.
Приклад 1. Визначити момент навантаження для групової мережі електроосвітлення (рис. 1.5.) І вибрати перетин проводів, за умови, що допустима втрата напруги () від групового щитка ЩО дорівнює 2,5%. Провід алюмінієвий.
Рішення. Визначимо момент навантаження
М = 25. (1000 + 1000 + 1000) +12. (1000 +1000) +6. 1000 = 105 кВт.м
Визначимо перетин дроту за формулою S = M / (C U),
S = 105 / (44. 2,5) = 0,95 мм 2
Найближче більше стандартне перетин дроту, яке задовольняє механічної міцності і допустимому нагріву, 2,5мм 2.
L = 25м L1 = 12м L2 = 6м
Мал. 1.5. Схема групової мережі електрооосвещенія наприклад 1.
Приклад 2. Визначити перетин жил кабелів на ділянках від КТП до МЩ1 і від МЩ1 до що1 (рис.1.6.) Провід мідний. Потужність трансформатора 250 кВА, коефіцієнт потужності його навантаження 0,8, коефіцієнт завантаження 1.
Мал. 1.6. Схема мережі електроосвітлення до прикладу 2.
Рішення. Визначимо втрати напруги в трансформаторі за формулами
.
Отримаємо Uт = 3,7%.
Визначимо располагаемую допустиму втрату напруги в мережі:
Визначимо моменти навантаження