CC BY
171
э л е к т р о э н е р г е т и к а
УДК 621.311
РАСЧЕТ РЕЖИМОВ И ПОТЕРЬ МОЩНОСТИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ 0,38 кВ С УЧЕТОМ ПОВТОРНОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ НУЛЕВОГО ПРОВОДА
Докт. техн. наук ФУРСАНОВ М. И., канд. техн. наук ЗОЛОТОЙ А. А., инж. МАКАРЕВИЧ В. В.
Белорусский национальный технический университет
Производственно-техническим отделам и проектным группам филиалов электрических сетей энергосистем часто приходится выполнять расчеты режимов как существующих, так и проектируемых сетей напряжением 0,38 кВ.
Расчет режима в таких случаях принято производить по упрощенному алгоритму, основные положения которого приведены ниже [1].
1. На основании имеющихся данных о длинах и марках проводов определяются полные сопротивления участков распределительной линии (РЛ) ^
11=К1+]Х1={Щ111) + ]{Хт11\ (1)
где Л0г, Хш - удельные активное и индуктивное сопротивления провода; / - длина участка.
Имея в виду, что фазы А, В, С и нуль N в сети могут быть выполнены различными проводами, величины вычисляются по вы-
ражению (1) отдельно.
2. По заданным активной и реактивной мощностям нагрузок в узлах распределительной линии определяются полные (комплексные) токи нагрузок и
(2)
ик
где - фазное напряжение на шинах низшей стороны трансформаторных подстанций (Т П) 6-20/0,38 кВ; Р^-, ^ - активные и реактивные фазные
мощности нагрузок узлов линии 0,38 кВ; к = А, В, С.
3. Токи в проводах на участках распределительной линии находятся по первому закону Кирхгофа
п ]= 1
где п - количество нагрузочных узлов.
Ток в нулевом проводе __т определяется в виде суммы токов фаз и при симметричной нагрузке равен нулю
1п=1-А,+1в,+1с,- (4)
4. Фазные падения напряжения при несимметричной нагрузке А!рассчитываются через симметричные составляющие по выражению [2, (5.64)]
(¿„-г,), (5)
где __ы - фазный ток /-го участка, равный сумме симметричных составляющих токов прямой, обратной и нулевой последовательностей; - полное сопротивление прямой и обратной последовательностей участка; _ш, -ток и полное сопротивление нулевой последовательности.
На практике расчеты сетей 0,38 кВ удобно вести в фазных координатах. Для четырехпроводной электрической сети, в которой нулевой провод является четвертым, можно записать:
г „= + ; (6)
1м =3_ „, (7)
где гк - полное сопротивление фазного провода; гм - полное сопротивление нулевого провода; _м - ток в нулевом проводе.
Подставив в (5) зависимости (6), (7), получим более удобное для практических расчетов выражение для определения величины АЦ_М в фазных координатах
Шш=1мги+1_№гм„. (8)
5. Напряжения в узлах сети находятся в виде разности между напряжением предыдущего узла и падением напряжения на участке А(/,.,:
Цк,=Цк,-1-Ш*; к=л,в,с. (9)
6. Потери активной мощности на участках распределительной линии определяются следующим образом:
, к = Л, В, С; | АРм =1МКМ>
где АРм - потери активной мощности на 7-м участке фазы; АРШ - потери активной мощности на /-м участке нулевого провода.
Суммарные потери активной мощности во всей сети составляют
АР = £ М>и + Ы>ш+Ы>п+М\п , (11)
г=1
или в процентах
ЛЙ/о=^Ю0%, (12)
где т - количество ветвей схемы рассматриваемой сети; Р - суммарная активная мощность РЛ.
В практических расчетах приведенная методика часто применяется в еще более упрощенном виде и не учитывает влияния повторных заземлений нулевого провода, которые согласно [3, п. 1.7.63] должны устанавливаться на концах воздушных линий (ВЛ), ответвлениях от ВЛ более 200 м и вводах от ВЛ к электроустановкам, подлежащим занулению. По условиям защиты от грозовых перенапряжений могут осуществляться и более частые заземления [3, п. 2.4.26].
Оценим влияние учета повторного заземления нулевого провода на режим воздушной РЛ 0,38 кВ, однолинейная схема которой представлена на рис. 1.
На рис. 1 буквами А, В, С указано наличие разного количества фаз на участках РЛ. Длины участков даны в километрах. Знаком «^ » отмечены узлы сети, в которых выполнено повторное заземление нулевого провода. В узлах 3, 5, и 7 повторное заземление нулевого провода выполнено согласно [2, п. 1.7.63], так как узел 5 - конец ВЛ, 7 - ответвление от ВЛ длиной 217 м, в узле 3 находится электроприемник, подлежащий занулению.
ТП 6-20/0,38 кВ „ , , - . ,
0 АС-50 / 0,2 1 АС-50 / 0,25 2 АС-50 / 0,32 3 АС-50 / 0,18 4 АС-50 / 0,29 5
ки>
АС-50 / 0,42 6 АС-50 / 1,75
а в
АС-50 / 0,47
1
Рис. 1. Схема распределительной линии 0,38 кВ
т
а в с
7
в
8
а
Расчетная схема замещения рассматриваемой РЛ представлена на рис. 2. Топологические данные по схеме (рис. 2) и значения ^ (п. 1 алгоритма) приведены в табл. 1 (буква Ф обозначает фазный провод, N - нулевой) режимные данные о нагрузках в узлах РЛ пересчитаны в полные токи (п. 2 алгоритма) и приведены в табл. 2.
Примем допущения о том, что напряжения на шинах низкого напряжения трансформаторной подстанции (ТП) симметричны: фазы напряжений сдвинуты на 120° относительно друг друга, а их модули равны 231 В.
Рис. 2. Схема замещения распределительной линии 0,38 кВ
Таблица 1
Исходные данные по распределительной линии 0,38 кВ
Номер начала Номер конца Марка проводника Длина ветви, км Полное сопротивление ветви, Ом
0 1 Ф АС-50 0,2 0,12 + /0,08
N АС-35 0,2 0,15 + /0,08
1 2 Ф АС-50 0,25 0,15 + /0,1
N АС-35 0,25 0,19 + /0,1
2 3 Ф АС-50 0,32 0,19 + /0,12
N АС-35 0,32 0,25 + /0,13
3 4 Ф АС-50 0,18 0,11 + /0,07
N АС-35 0,18 0,14 + /0,07
4 5 Ф АС-50 0,29 0,17 + /0,11
N АС-35 0,29 0,22 + /0,12
2 6 Ф АС-50 0,42 0,25 + /0,16
N АС-35 0,42 0,32 + /0,17
6 7 Ф АС-50 1,75 1,04 + /0,67
N АС-35 1,75 1,35 + /0,71
6 8 Ф АС-50 0,47 0,28 + /0,18
N АС-35 0,47 0,36 + /0,19
Таблица 2
Режимные данные о нагрузках сети 0,38 кВ
Номер узла Ток нагрузки, А
Фаза А Фаза В Фаза С
1 2,8е-31,79 5,4е88,21 8,6е-151,79
2 3,8е-31,79 4,4е88,21 9,4е-151,79
3 2,4е-31,79 0 16,7е-151,79
4 0 2,4е88,21 5,2е-151,79
5 0 8,4е88,21 10е-151,79
6 3,2е-31,79 4,4е88,21 0
7 0 юе88,21 0
8 20е-31,79 0 0
Токи в проводах на участках распределительной линии находятся по пункту 3 алгоритма. Например, для участка 0-1 имеем:
La 01 =La 1 +ía2 +ía3 +ía6 +Las = +
+ 2,40e-j3h19 +3,20e-j31J9 + 20,00^31J9 = 32,20е~-/31,79 A;
Lboi =Lbi +Lb2 +1вз +Lb4 +Lb6 + Lbi = 5,40^88'21 + 4,40^88'21 + + 2,40e-/88'21 + 8,40e-/88'214,40e-/88'21 +10,00e-/88'21 =35,00e-/88'21 A;
ícoi =Zci +ÍC2 +ÍC3 +ÍC4 +ÍC5 = + 9,40e-^151-79 +
+16,70^151J9 +5,20^1S1J9 + 10,OO^151-79 =49590e^151-79 A
Ток в нулевом проводе (4)
/ -/ +/ +/ -32 гОе"^31-79 + 35 ООе-788'21 + ±-ж>1 lao\ ^ lbo\ t±.coi -г
+ 49,90е~-/151'79 =16,48е"-;1ба25 А Падения напряжения (8):
шао! =laoiiaoi +lnoiinoi =32,20е~^19 (0,12+ ./0,08)+ +16,48е~-/160'25 -(0Д5 + у0,08) = 3,29e~j38'09 В;
m¿b01 =iboizboi +/^01^01 =35,00е^21(0,12 + 70,08) + +16,48 e~jm25 -(0Д5 + /0,08) = 4,97eJ154'80 В;
Шсог =Zcm^coi +/^01^01 =49,90^151^79 (0,12 + 70,08) + +16,48е~-/160'25 -(0,15 + 70,08) = 9,85е"-/122'94 В;
Шт!= Indi ^01 =16,48 160,25 • (0,15 + j0,08) = 2,87^132,72 В. Напряжение в узле (9):
Ца1=Цао -Шао1 =231,00е-/'° -3,29e~j38'09 = 228,42е-/0'51В;
ит=ит-Шт1 = 231,00ej120,00 -4,97ej15480 = 226,94ej119,29 В;
Uci =Uco -4Ucoi =231,00^j12^9,85^j122,9^221,17^j119,87В;
Un1 = Un o + 01 = 0 + 2,87e_j132,72 = 2,87e"j132,72 В. Потери активной мощности в проводах (10):
^01 = IA0A01 = 32,202 • 0,12 = 124,42 кВт;
A^oi =I2boiRboi =35,OO2 -0,12 = 147,00 кВт;
л^со! =1с01кс01 = 49,902 • 0,12 = 298,80 кВт;
АР™ = /N01-^01 =16,482 -0,15 = 40,74 кВт.
Потери активной мощности в схеме сети:
АР = АРа + АРВ + АРС + АРЫ - 498,56 + 478,47 + +785,81 + 698,21 = 2461,05 кВт.
Расчеты по остальным участкам рассматриваемой РЛ без учета влияния повторного заземления нулевого провода проводятся аналогично, а их результаты сведены в табл. 3.
Таблица 3
Результаты расчета режима схемы РЛ (рис. 1) без учета повторного заземления нулевого провода
Номер узла начала ветви Номер узла конца ветви Токи участков, А Падение напряжения, В Потери мощности, Вт Напряжение узла конца ветви
0 1 А 32,20е-31'79 3,29е-38'09 124,42 228,42е0'51
В 35,00е'88-21 4'97е1154'80 147,00 226,94е119'29
С 49,90е-151'79 9,85е-122'94 298,80 221,17е-119'87
N 16,48е-160'25 2,87е-132'72 40,74 2,87е-132'72
1 2 А 29,40е-31'79 4,21е-28'52 127,93 224,75е1'03
В 29,60е882 4'79е150'45 129,67 222,86е118'65
С 41,30е-151'79 9,84е-120'56 211,33 200,33е-119'84
N 11,80е-152'63 2,57е-125'09 26,91 5,43е-129'12
2 3 А 2,40е-31'79 6,93е-137'50 1,09 229,99е>2'17
В 10'80е88'21 7,38е-159'33 22,10 221,95еи6'76
С 31,90е-151'79 14,28е-129'74 192,78 197,28е-119'12
N 26,33е-167'83 7,34е-140'30 171,42 12,72е-135'54
3 4 А 0 2'13е167'92 0 232,08е>2'26
В 10'80е88'21 2,88е>165'34 12,43 220,06е116'20
С 15,20е-151'79 3,69е-144'71 24,62 193,96е-и8'65
N 13'55е164'55 2,13е-167'92 25,53 14,56е-140'03
4 5 А 0 2'35е175'69 0 234,43е2'28
В 8'40е88'21 3'48е158'18 12,11 217,48е115'59
С 10,00е-151'79 3,87е>-149'5 17,17 190,64е-118'06
N 9'30е156'78 2,35е>-175'69 19,40 16,53е-144'79
2 6 А 23'20е-31'79 13'72е18'02 133,83 211,67 е-0'06
В 14'40е88'21 8'73е62'86 51,56 218,01е120'55
С - - - -
N 20'29е6'15 7'43е33'68 133,60 2,75е-2'01
6 7 А - - - -
В 10'00е88'21 27'56е118'11 103,60 190,54е120'90
С - - - -
N 10'00е88'21 15'26е115'75 135,27 14,1841058
6 8 А 20,00е-31'79 14,80е-1'89 111,30 196,88е-0'08
В - - - -
С - - - -
N 20'00е-31'79 8,19е-4'25 145,32 10,95е-3'69
ИТОГО А - - 498,56 -
В - - 478,47 -
С - - 785,81 -
N - - 698,21 -
Распределительные электрические сети 0,38 кВ традиционно имеют разомкнутую древовидную топологию и из-за резко несимметричных режимов работы, помимо фазных проводов, обязательно снабжаются дополнительным нулевым проводом, в котором замыкаются токи нулевой последовательности. Нулевой провод соединяет заземленные нейтрали обмоток низкого напряжения питающих трансформаторов в ТП 6-20/0,38 кВ с нейтралями трехфазных и обратными проводами однофазных потребителей. Конструктивно прокладка нулевых проводов линий в воздушном, кабельном или ином исполнении осуществляется совместно с фазными проводами. Поэтому, если рассматривать сеть нулевого провода отдельно от сети фазных проводов, то при ее заземлении только в нейтрали 0,38 кВ питающего трансформатора ТП 6-20/0,38 кВ сеть нулевого провода будет иметь разомкнутую древовидную топологию, как и фазная сеть. В этом случае для определения токов, напряжений и потерь мощности в сети нулевого провода может быть использован хорошо разработанный математический аппарат расчета разомкнутых распределительных электрических сетей [1, 4].
Учет повторного заземления, устанавливаемого в сети нулевого провода согласно ПУЭ [3], приводит к появлению в схеме замещения дополнительных ветвей, связывающих нулевой провод с землей (рис. 3). При наличии обязательного заземления нулевого провода в нейтрали 0,38 кВ питающего трансформатора ТП 6-20/0,38 кВ появляющиеся ветви повторного заземления создают в схеме контуры, связанные с землей, и топология сети нулевого провода становится замкнутой. Учитывая низкий уровень достоверности режимной информации о потребителях и невысокое напряжение сети, сложностью природы растекания токов нулевой последовательности в земле, с достаточной для практических расчетов точностью, можно пренебречь и землю считать узлом схемы замещения сети, соединенным с нулевым проводом ветвями, имитирующими заземляющие устройства. С учетом принятых допущений схема замещения сети нулевого провода для распределительной линии 0,38 кВ (рис. 1) будет иметь вид, показанный на рис. 3.
Рис. 3. Схема замещения сети нулевого провода
В этой схеме узел 9 имитирует землю, ветви 0-9, 7-9 и 5-9 - сопротивления растеканию заземляющих устройств.
Узел 0 в схеме замещения (рис. 3) соответствует нейтрали 0,38 кВ питающего трансформатора ТП 6-20/0,38 кВ с нулевым потенциалом. Схема получает питание от источников тока в узлах подключения нагрузок. Величины токов источников в каждом узле определяются суммой фазных токов нагрузки.
Учитывая замкнутую топологию схемы замещения для расчета режима сети нулевого провода с учетом повторных заземлений, требуется несколько иной математический аппарат по сравнению с принятым для разомкнутых сетей. Наиболее совершенным и хорошо разработанным для решения подобных задач является метод узловых напряжений [4]. Задача существенно упрощается при представлении режимной информации об узлах сети в форме токовых инъекций. Система уравнений узловых напряжений в этом случае становится линейной и однозначно разрешимой относительно напряжений узловых точек схемы нулевого провода. В качестве базисно-балан-сирующего узла удобно принять узел, соответствующий нейтрали 0,38 кВ питающего трансформатора в ТП 6-20/0,38 кВ, имеющий при симметричном напряжении нулевой потенциал.
Уравнения узловых напряжений для схемы замещения сети нулевого провода с учетом повторных заземлений при нулевом потенциале балансирующего узла выглядят следующим образом [4]:
у и,-у и,-у и,- ••• - у и.=1,;
—1 —12—2 ¿.13—3 —И —' -1'
-у ил+у и,-у и,- ••• - у и=1,;
—21—1 _22—2 _23—3 —21 —1 -2'
-у и^ у и7+ у и3-
—31—1 —32—2 —33—3
-у ^=13;
-уЛ1- у и 2- уи3- • +уиг=1
(13)
где у у (/ = 1. 2. 3. ...;/ = 1. 2. 3. ...: / Ф[) - взаимная проводимость узлов
i и /, равная сумме комплексных проводимостей ветвей, соединяющих эти узлы, или нулю, если узлы в схеме не связаны; у ^ = 1, 2, 3, ...) - собственная проводимость ^го узла, равная сумме комплексных проводимостей всех присоединенных ветвей, включая ветви, связывающие узел с балансирующим узлом в схеме; и - комплексное узловое напряжение, равное разности потенциалов ^го и балансирующего узлов схемы; I\ - комплексный задающий ток ^го узла.
Уравнения вида (13) составляются для каждого узла схемы замещения, кроме балансирующего.
Систему уравнений узловых напряжений (13) можно представить в мат-
ричном виде
Хуи = !, (14)
где X - комплексная матрица собственных и взаимных узловых проводи-мостей, в которой отсутствуют строка и столбец, соответствующие баланси-
рующему узлу схемы; и и I - векторы-столбцы комплексов узловых напряжений и токов.
В системе уравнений (14) неизвестными являются узловые напряжения сети нулевого провода. Так как большинство недиагональных элементов матрицы У равны нулю, для решения системы линейных уравнений (14)
эффективно использовать точные методы, учитывающие топологические особенности графа решаемой системы уравнений. Наиболее широко применяемым в практике расчетов является метод Гаусса с оптимальной страте -гией упорядочивания при исключении неизвестных [5].
В качестве примера рассмотрим расчет режима нулевого провода распределительной линии 0,38 кВ (рис. 1) с учетом повторных заземлений в узлах 3, 5 и 7. Схема замещения сети нулевого провода рассматриваемой линии с учетом повторных заземлений представлена на рис. 3. Сопротивление заземляющего устройства, присоединенного к нейтрали трансформаторов для линейного напряжения 0,38 кВ, согласно [3, п. 1.7.62], должно быть не более 4 Ом, а сопротивление растеканию заземлителя каждого из повторных заземлений согласно [3, п. 1.7.64] - не более 30 Ом, причем их общее сопротивление - не более 10 Ом. В примере сопротивление заземляющего устройства, присоединенного к нейтрали трансформатора, принято равным 2 Ом, а сопротивления повторных заземлений - 10 Ом.
По данным табл. 3 вычислим комплексные токи инъекций нагрузок ,..., 1М8 в сеть нулевого провода, из которых будет состоять вектор-столбец задающих токов I в схеме замещения на рис. 3:
1т =1ж +1т +1С1=2,80е-^79 +5,40е+ +8,60е_,/151'79 = 5,ЗЗе_,/157'39 А;
¡n2 =1л2 +1в2 +1с2 - 3,80е_,/'31'79 + 4,40еу'88'21 + +9,40е~-/151'79 = 5,03е_,/178'37 А;
1т =1Аз +/сз = 2,40е~у31'79 +16,70е~у151'79 = 15,64^144Д5 А;
1м 4 =1В4 +1С4 = 2,40еу88'21 + 5,20е~-/151'79 = 4,51е~у179'25 А;
1т =1В5 +1С5 = 8,40е~у88'21 +10,00е~у151'79 = 9,30еу156'78 А;
1М6 =1А6 +1В6 = 3,20е"у31'79 + 4,40еу88'21 = 3,94еу43'51 А;
^N7 =1в7 =10,00еу88'21 А;
1т=1л%=20,00^31'79А.
Матрица узловых проводимостей У для схемы рис. 3 имеет следую-
щую структуру:
У11 У ¿-12 0 0 0 0 0 0 0
У ¿-12 У ¿-22 У г:_23 0 0 У г:_26 0 0 0
0 У г:_23 У ¿-33 У г:_34 0 0 0 0 У г:_39
0 0 У г:_34 У ¿-44 У 0 0 0 0
0 0 0 У У 55 0 0 0 У г:_59
0 У —26 0 0 0 У 66 -У 67 У —68 0
0 0 0 0 0 -У 67 У —77 0 У —79
0 0 0 0 0 У 0 У 0
0 0 У г_39 0 У —59 0 У —79 0 У —99 .
Вычислим элементы матрицы Уу. Собственные проводимости узлов равны:
У11
1 1 -+-
1
- + -
1
гт1 гп2 0,15 + у0,08 0,19 + 70,10
1 1
У 22 =-+-
1
= 9,15-74,77 См; 1
1
0,32 + 7'0,17
0,19 + 70,10 0,25 + 70,13 = 9,67-/5,04 См;
1 1
3^44=-+-
10,00 + 7О 1
= 8,93-у4,60 См; 1
1 1
•У55 =-+-=
0,14 + 7'0,07 + 0,22 + /0,12 1 1
= 9,16-74,77 См;
^66 =
0,22 + 7'0,12 + 10,00 + 7О
1 1 1
-+ —
= 3,61-71,83 См; 1
%2б %б7 0,32 + 70,17 1,35 + 70,71
1
1 1
Уп=-+-=
0,36 + 7'0,19 1
= 5,17-72,69 См; 1
1,35 + 70,71 10,00 + 7'0 1 1
= 0,68-/0,30 См;
-Ы 68
0,36 + 7'0,19
= 2,16-71,13 См;
1
2Ы12 2Ы 23 2Ы 26
2ы 34 2 n 45
2Ы 45 259
1
2 N67 279
Взаимные проводимости узлов: -1 -1
2 n12 0,19 + 70,1
-1 -1
2 n23 0,25 + у 0,13
— 1 -1
zn 26 0,32 + 70,17
-1 -1
2 n34 0,14 + 7'0,07
-1 -1
2 n45 0,22 + 7'0,12
— 1 -1
2 n61 1,35 + 70,71
-1 _ -1
у,, =-=-= —3,18+ /1,66 См;
Л23 0,25 + 70,13 7
У2в= — = = "2,42 + Д 26 См;
Уза =
Уа5=-= .. =~3,51 + А83 См;
У61 =
Убк =-=-= -2,16+ /1,13 См;
Гб8 0,36 + у0,19 ' ^ '
-1 .Узэ = 2 n39 = 1 = 0,10+ /0 См; 10,00
— 1 У 59 = 2 n59 = 1 = 0,10+ /0 См; 10,00
— 1 У19 = 2n19 = 1 = 0,10+/0 См. 10,00
В результате решения системы линейных уравнений (14) определяем вектор-столбец комплексных напряжений в узлах нулевого провода относительно потенциала нейтрали 0,38 кВ питающего трансформатора в ТП 6-20/0,38 кВ, зная которые легко находятся токи, падения напряжения и потери мощности в ветвях нулевого провода:
ип= 2,62е-^77 В;
иN2 = 4,86е~-/127'55 В;
Um =11,6к-^136 58 В;
Um = \3,3Qe~jUlfil В;
UN5 = \5,04e~jU1>23 В;
UN6 =3,41e~j2'51 В;
UN1 -12,12e~j101'49 В;
UNS =11,61е-А74 В.
A^oi =Un =2,62e-jl31J1 В;
auni2 =un2 ~um =4,86<Ty127'55 -2,62<Ty131'77 = 2,26<Ty122'67 B;
Л^23 =UN3 -C/^2 = 11,61<Гу136'58 -4,86<Ty127'55 = 6,85<Ty142'98 B; AU^34 = U^4 -U^3 =13,30^у141'б^11,б1е-у13б'5^2,02^у172'35 B; АС/„45 =С/„5 -C/„4 = 15,04e~y147'23 -13,30<Ty141'67 = 2,22ey177'23 B;
Л[/л^2б = "^2 = 3,41e"-A51 - 4,86e~y127'55 = 7,37е-/ЗОД8 В;
ДUN61=UN1 -UN6 -12,12e~j101'49-3,41e~j2'51 =13,36ej115'84 B;
AUn6^Un8-UN6=11,61^j3,14-3,41^j2,51=8,19^4,25 B.
/„01 = AUN01 — = 2,62e-jl31J7----= 15, Ole-'159-31 A;
0,15 + 70,08
IN u= AUn 12 У12 = 2,26e-j122,67 -(-4,07 +j2,12)=10,38e"j150,20 A; IN23= AU^y* =6,85-ej2,98 -(-3,18 + j1,66) = 24,55ej0,52A; IN34 = AU^34Уз^ 2,02e~jj72,35 • (-5,65 + j2,95) = 12,85ejj60,12 A; IN45= AUn45У45 = 2,22ej177,23 • (-3,51 + j1,83) = 8,78ejj49,70 A; Ira = AUw26У26 = 7,37e j30,18 • (—2,42 + j1,26) = 20,14ej2,65 A; 1„ет = AUn^ =13,36ej115,84 -(-0,58 + j0,30) =8,76e j88,30 A;
= AUn^ = 8,19ej25 -("2,16 + j1,13) = 20,00e"j31,79 A.
После расчета режима нулевого провода распределительной линии 0,38 кВ определяются напряжения фазных проводов в узлах подключения нагрузки.
Таблица 4
Результаты расчета режима схемы РЛ (рис. 1) с учетом повторного заземления нулевого провода
Номер узла начала ветви Номер узла конца ветви Токи ветвей, А Падения напряжения, В Потери мощности, Вт Напряжение узла конца ветви
А 32,20е-31,79 3,36е-33,79 124,42 228,21 е0,47
0 1 В 35,00е88,21 4,85е152,06 147,00 226,90е119,35
С 49,90е-151,79 9,60е-122,42 298,80 221,41 е-119,90
N 15,01е-т31 2,62е-'131,77 33,79 2,62е-131,77
А 29,40е-31,79 4,35е-24,59 127,93 224,28е0,94
1 2 В 29,60е88,21 4,67е146,77 129,67 222,76е118,80
С 41,30е-151,79 9,53е-119,84 211,33 211,87е-119,90
N 10,38е-150,20 2,26е-122,67 20,84 4,86е^127,55
А 2,40е-31,79 6,42е-'140,15 1,09 229,31е1,95
2 3 В 10,80е88,21 7,03е-163,15 22,10 221,42е117,02
С 31,90е-151,79 13,73е-130,67 192,78 198,40е^119,16
N 24,55е-170,52 6,85е-142,98 149,06 11,61е^136,58
А 0 2,02е-172,35 0 231,32е2,00
3 4 В ю,80е'88,21 2,85е161,51 12,43 219,39е116,50
С 15,20е-151,79 3,52е-146,30 24,62 195,27е^118,69
N 12,85е160,12 2,02е-172,35 22,98 13,30е^141,67
А 0 2,22е177,23 0 233,53е1,95
4 5 В 8,40е88,21 3,48е153,04 12,11 216,60е115,95
С 10,00е-151,79 3,62е-152,34 17,17 192,27е^118,09
N 8,78е149,70 2,22е177,23 17,27 15,04е^147,23
А 23,20е-31,79 13,78е16,15 133,83 211,01е^'°,04
2 6 В 14,40е88,21 8,46е60,42 51,56 218,45е120,69
С - - - -
N 20,14е2,65 7,37е30,18 131,67 3,41е^2,51
А - - - -
6 7 В 10,00е88,21 25,66е118,34 103,60 ш^е121,™
С - - - -
N 8,76е88,30 13,36е115,84 103,77 12,12е101,49
А 20,00е-'31,79 14,8е-1,89 111,30 196,22е'°,1°
6 8 В - - - -
С - - - -
N 20,00е-'31,79 8,19е-4,25 145,32 11,61е-А74
А - - 498,56
ИТОГО В - - 478,47
С - - 785,81
N - - 624,71
Анализ данных, приведенных в табл. 3, 4, показал следующее. При учете повторного заземления токи в нулевом проводе в большинстве случаев уменьшились. Их значения были: соответственно по ветвям схемы 16,48; 11,80; 26,33; 13,55; 9,30; 20,29; 10,00 и 20,00 А, стали 15,01; 10,38; 24,55; 12,85; 8,78; 20,14; 8,76 и 20,00 А, что привело к снижению суммарных потерь мощности в нулевом проводе более чем на 10 %, с 698,21 до
624,71 кВт. Токораспределение в фазных проводах остается без изменения. Снижается и выравнивается несимметрия фазных напряжений, например, в узле 5 модули напряжений фаз А, В, С были соответственно 234,43; 217,48 и 190,64 В, стали 233,53; 216,60 и 192,27 В.
В Ы В О Д Ы
1. Предложена методика учета повторного заземления нулевого провода при расчете режимов и потерь в сетях 0,38 кВ с использованием метода узловых напряжений, позволяющая уточнять режимные параметры нулевого провода.
2. Учет повторного заземления нулевого провода оказывает влияние на параметры режима и потери мощности в сети 0,38 кВ, причем сила влияния пропорциональна степени несимметрии токов нагрузки фаз и обратно пропорциональна сопротивлению заземляющих устройств и заземлителей.
Л И Т Е Р А Т У Р А
1. Ф у р с а н о в, М. И. Определение и анализ потерь электроэнергии в электрических сетях энергосистем / М. И. Фурсанов. - Минск: УВИЦ при УП «Белэнергосбережение», 2005. - 207 с.
2. Б у д з к о, И. А. Электроснабжение сельского хозяйства / И. А. Будзко, Н. М. Зуль. -М.: Агропромиздат, 1990. - 496 с.
3. П р а в и л а устройства электроустановок / Минэнерго СССР. - 6-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 648 с.
4. И д е л ь ч и к, В. И. Расчеты установившихся режимов электрических систем / В. И. Идельчик; под ред. В. А. Веникова. - М.: Энергия, 1977. - 192 с.
5. Б р а м е л л е р, А. Слабозаполненные матрицы: анализ электроэнергетических систем / А. Брамеллер, Р. Алан, Я. Хэмэм; пер. с англ. - М.: Энергия, 1979. - 192 с.
Представлена кафедрой
электрических систем Поступила 6.06.2007
УДК 534.2
ИЗМЕРИТЕЛЬНО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС РЕГИСТРАЦИИ КВАЗИСТАТИЧЕСКИХ И ДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
ОВЧИННИКОВ В. И., доктора техн. наук ДОРОШКЕВИЧ Е. А., УШЕРЕНКО С. М., КАЛИНИЧЕНКО А. С.
ГНУ НИИ ПМ ОХП «Научно-исследовательский институт импульсных процессов с опытным производством», Белорусский национальный технический университет
Для получения новых материалов с уникальными свойствами нередко используется энергия взрыва, например при сварке разнородных материалов
