Определение потерь напряжения в электрических сетях постоянного и переменного тока

В силовых сетях определяется потеря напряжения от ГРЩ до каждого потребителя электроэнергии. Потребители электро­энергии могут нормально работать при определенном значении напряжения. Снижение напряжения ниже допустимой вели­чины приводит к уменьшению скорости вращения электродви­гателя и соответственно к изменению параметров судовых ме­ханизмов.

Согласно Правилам Регистра, потери (или падение) напря­жения в сетях переменного и постоянного токов от ГРЩ до по­требителей электроэнергии не должны превышать: для силовой сети и нагревательных приборов - 7% от номинального напря­жения, для осветительной сети напряжением 220В — 5%, для осветительной сети напряжением 36 В и ниже—10%, для телефонных установок — 5%.

Определим потери напряжения для сети ооднофазного пере­менного тока с распределенными нагрузками, где учитываются активные и реактивные сопротивления кабелей (рис. 116). Для первого участка сети с нагрузкой I₁ соsφ₁ с учетом активного r₁´, реактивного X₁´ и полного Z₁´ сопротивлений на векторной диаграмме напряжений изображены активное ес = 2I₁ ' r₁´, реак­тивное сd=21₁´ Х₁´ и полное еd = 2I₁´Z₁´ падения напряжений сети.

Потеря напряжения на первом участке сети определяется как алгебраическая разность векторов напряжения в начале и конце первого участка сети Ū — Ū₁. которая с достаточной точностью для расчетов может быть принята за отрезок ее', соответствую­щий проекции вектора полного падения напряжения на ли­нии вектора Ū₁.

Рис.116. Однолинейная схема сети переменного тока с несколькими потребителями и векторная диаграмма потери напряжения для одной нагрузки

При этих допущениях потеря напряжения 1 первом участке сети определяется по выражению

,

где ;

.

Отсюда

Реактивные сопротивления кабелей судовой сети значитель­но меньше активного сопротивления, поэтому при расчетах по­терь напряжения реактивным сопротивлением кабеля можно пренебречь. Тогда получим окончательное выражение для поте­ри напряжения первого участка сети:

%.

В трехфазных сетях переменного тока линейная потеря на­пряжения в % для участка сетей с учетом вышеизложенных по­ложений и допущений для однофазной сети определяется по выражению

%.

Суммарные потери напряжения трехфазной сети с нескольки­ми потребителями определяются по выражениям:

%.

Ниже приводим примерный расчет сечения кабелей и потерь напряжения на участках судовой электрической сети перемен­ного трехфазного тока, изображенной на рис. 117.

Расчет выполняется в следующем порядке:

по таблице электрических нагрузок генераторов судовых электростанций устанавливаем режим, в котором потребители электрической энергии, подключенные к РЩ, имеют максималь­ную нагрузку;

по значениям максимальных потребляемых мощностей потре­бителями определяем расчетный ток фидеров РЩ;

по величинам расчетных токов каждого фидера РЩ выби­раем сечение кабеля по таблицам допустимых нагрузок для од­норядной прокладки кабелей;

сечение питающего кабеля РЩ определяем по суммарному расчетному току всех подключенных потребителей РЩ с учетом коэффициентов одновременности k₀ и запаса k_зап, т. е. І_{Σ Р}. Коэффициент запаса учитывает увеличение загрузки питающе­го фидера РЩ за счет подключения в дальнейшем к запасному фидеру потребителя;

по величине полного расчетного тока І_{Σ Р} по таблицам допу­стимых нагрузок на кабели выбираем сечение кабеля питающего фидера РЩ;

по заданной мощности генератора определяем полный рас­четный ток и соответственно сечение кабеля от генератора до ГРЩ;

Рис. 117. Принципиальная схема участков электрической сети

на основании выбранных сечений и известных длин участков определяем потерю напряжения от ГРЩ до потребителей.

В табл. 55 приведены исходные и расчетные данные отдель­ных фидеров, питающих потребители, и фидера питания РЩ.

В этой же таблице для определения суммарного расчетного тока питающего фидера РЩ определены суммарные потребляе­мые активные и реактивные мощности, средние значения коэф­фициента мощности и расчетная мощность РЩ.

1. Расчетная мощность равна

Р_ΣР = k_ok_запΣР=27∙0,9∙1,07=26кВт.

2. Полный расчетный ток определяется по выражению

По величине расчетного тока выбрано сечение питающе­го кабеля РЩ, равное Зх10 мм^г. Длина кабеля питающего фидера равна l₂ = 30 м.

Для подключения фидера к шинам ГРЩ выбран автомат А3324 с номинальным током 100 Aи номиналь­ным током максимального расцепителя 60 A, с уставкой макси­мального расцепителя на ток 420 A.

3. Расчетный ток генератора равен

По величине расчетного тока по таблице допускаемых на­грузок на кабели с однорядной прокладкой выбираем сечение и жильность кабеля от генератора до ГРЩ.

S₁ = 2(3X185) мм².

4. Потеря напряжения на участке ГРЩ—РЩ составляет:

5. Потери напряжения на участках сети РЩ до потребителей определяются по выражениям

6. Суммарные потери напряжения от ГРЩ до потребителей равны:

Дата добавления: 2014-11-29