CC BY
59
УДК 621.316
ИССЛЕДОВАНИЕ ОТКЛОНЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ В МОДЕЛЯХ ВЛ 6-10 КВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ
Г.Ф. КУЦЕНКО, А.А. ПАРФЁНОВ
Учреждение образования «Гомельский государственный технический университет имени П.О. Сухого», Республика Беларусь
Качество электрической энергии - важный фактор, определяющий эксплуатационную надежность электрооборудования. Специфические для сельскохозяйственного производства показатели качества электрической энергии - отклонения напряжения и несимметрия напряжения основной частоты. Под отклонением напряжения понимают достаточно медленные изменения напряжения, равные разности между фактическим значением напряжения в точке сети и номинальным его значением. Отклонения напряжения от номинального (%) определяют по формуле:
где и - действительное напряжение, иН - номинальное напряжение сети.
Отклонения напряжения оказывают большое влияние на работу асинхронных двигателей [1]. Изменение напряжения, особенно сверх допустимого значения, оказывает значительное влияние на работу потребителей. Весьма чувствительны к этому осветительные приборы. При повышении напряжения сверх номинального резко снижается срок службы ламп накаливания, а при понижении заметно падает их световой поток. Для люминесцентных ламп, которые все более широко применяются в сельскохозяйственных осветительных установках, срок службы сокращается как при повышении, так и при понижении напряжения. Снижение напряжения приводит к понижению мощности и к ухудшению нагрева электронагревательных приборов, работы (невозможности работы) компьютеров и оргтехники, телевизоров, холодильников и других бытовых приборов.
В данной статье исследуется отклонение напряжения в воздушных линиях электропередачи 6-10 кВ сельскохозяйственного назначения. Аналогичных публикаций по данной теме за последние десять лет не обнаружено. Исследования проведены на моделях ВЛ 6-10 кВ, построенных по результатам вероятно-статистического исследования воздушных линий электропередачи РУП «Гомельэнерго» [2]. В табл. 1 представлены основные характеристики некоторых моделей.
Далее был проведен анализ моделей с точки зрения потерь напряжения и проведена оценка отклонения напряжения. Потери напряжения были рассчитаны в каждом узле модели и на шинах подстанций по следующей формуле [3]:
(1)
(2)
где Р - активная мощность, кВт; Q - реактивная мощность, квар; R и X - активное и реактивное соответственно сопротивление, Ом; иН - номинальное напряжение, кВ.
Параметры линий 6-10 кВ
Таблица 1
№ модели Суммарная длина линии, ¿10, км Общее число ответвлений, По, шт Число потребителей ТП 10/0,4 кВ, Птт ШТ. Суммарная установленна я мощность ТП 10/0,4 кВ ^тп') МВ-А Частота появления
1 2,11 2 3 0,92 0,155
3 7,11 5 7 1,31 0,227
5 18,98 8 12 1,87 0,113
7 28,26 12 19 2,89 0,154
В табл. 2 представлены результаты расчетов отклонения напряжения в моделях. Для каждой модели были рассчитаны отклонения напряжения при коэффициентах нагрузки от 1,0 до 0,35 с интервалом 0,05. А затем произведена оценка отклонения напряжения. В табл. 2 приведена только часть расчетов. Светлым серым цветом в таблице отмечены отклонения напряжения в наиболее удаленной точке линии, кн - коэффициент нагрузки.
Согласно межгосударственному стандарту ГОСТ 13109-97 по показателю качества напряжения «установившееся отклонение напряжения», установлено два вида норм: нормально допустимые и предельно допустимые. Они равны, соответственно, ±5 % и ±10%. Как видно из табл. 2, только модели 1-3 в самых удаленных точках при коэффициенте нагрузки, равным 1,0, удовлетворяют нормально допустимым нормам отклонения напряжения. Пятая модель удовлетворяет требованиям ГОСТ по нормально допустимым нормам при коэффициенте нагрузки, равным 0,55; седьмая модель - при 0,29. Предельно допустимым нормам при коэффициенте нагрузки, равным 1,0, удовлетворяют все модели, кроме седьмой, а седьмая модель удовлетворяет требованиям ГОСТ по предельно допустимым нормам при коэффициенте нагрузки, равным 0,58.
В то же время реальная загрузка линий электропередачи согласно данным диспетчерской службы РУП «Гомельэнерго» на 19 декабря 2001 года составляет 0,1-0,3. В некоторых линиях, относящихся к 1-3 моделям, загрузка составляет 0,4-0,5. Так, для линии № 1801 Добрушского РЭС, ПС Носовичи с протяженностью 30 км и суммарной установленной мощностью подстанций 3731 кВА (относится к седьмой модели), нагрузка составляет 79,2 А, что соответствует коэффициенту нагрузки, равному 0,21.
На рис. 1 показаны суточные графики отклонения напряжения 5 модели в летний и зимний периоды, построенные по типовым суточным графикам нагрузки [4]. Для остальных моделей суточные графики будут выглядеть также, только будет изменяться величина потерь напряжения. Анализируя графики, можно увидеть в какие часы суток и при каком коэффициенте нагрузки кн уровень отклонения напряжения будет соответствовать требованиям ГОСТ 13109-97.
Таблица 2
Распределение отклонения напряжения по узлам моделей
1 модель
Номер узла 1 2 3 3-П2 3-П3
кн 1,0 Щ % 0,34 0,50 0,71 0,78 0,73
0,8 0,27 0,40 0,57 0,62 0,59
0,6 0,20 0,30 0,43 0,47 0,44
0,5 0,17 0,25 0,35 0,39 0,37
0,4 0,13 0,20 0,28 0,31 0,29
0,35 0,12 0,18 0,25 0,27 0,26
3 модель
Номер узла 1 2 3 4 4-П5 5 6 6-П3 6-П4 7 7-П6 7-П7
1,0 1,22 1,91 2,15 2,29 2,33 2,49 2,19 2,23 2,27 2,62 2,85 3,08
0,8 0,98 1,53 1,72 1,84 1,86 1,99 1,75 1,78 1,82 2,10 2,28 2,46
кн 0,6 Щ % 0,73 1,15 1,29 1,38 1,40 1,50 1,31 1,34 1,36 1,57 1,71 1,85
0,5 0,61 0,96 1,07 1,15 1,17 1,25 1,10 1,11 1,14 1,31 1,42 1,54
0,4 0,49 0,76 0,86 0,92 0,93 1,00 0,88 0,89 0,91 1,05 1,14 1,23
0,35 0,43 0,67 0,75 0,80 0,82 0,87 0,77 0,78 0,80 0,92 1,00 1,08
5 модель
Номер узла 1 2 3 4 5 6 6- П9 7 8 8- П11 9 10 10- П4 10- П5 11 11- П6 12 12- П7
кн 1,0 ьи, % 3,37 4,73 6,55 8,16 8,57 8,98 9,05 9,16 9,37 9,50 9,67 8,30 8,32 8,39 8,74 8,85 8,87 8,99
0,8 2,69 3,78 5,24 6,52 6,85 7,18 7,24 7,33 7,50 7,60 7,74 6,64 6,66 6,72 7,00 7,08 7,10 7,19
0,6 2,02 2,84 3,93 4,89 5,14 5,39 5,43 5,50 5,62 5,70 5,80 4,98 4,99 5,04 5,25 5,31 5,32 5,39
0,5 1,68 2,36 3,27 4,08 4,28 4,49 4,53 4,58 4,69 4,75 4,83 4,15 4,16 4,20 4,37 4,43 4,44 4,50
0,4 1,35 1,89 2,62 3,26 3,43 3,59 3,62 3,66 3,75 3,80 3,87 3,32 3,33 3,36 3,50 3,54 3,55 3,60
0,35 1,18 1,65 2,29 2,85 3,00 3,14 3,17 3,21 3,28 3,32 3,38 2,91 2,91 2,94 3,06 3,10 3,10 3,15
7 модель
Номер узла 1 2 3 4 5 6 7 8 8- П12 9 10 11 12 13 13- П19 14
кн 1,0 ьи, % 2,84 6,29 8,29 9,81 1,84 12,86 13,73 14,74 14,79 15,26 15,89 16,84 16,89 ? 16,93 17,03 13,42
0,8 2,27 5,03 6,63 7,85 9,47 10,29 10,99 11,79 11,83 12,21 12,71 13,48 13,51 13,54 13,62 10,73
0,6 1,70 3,78 4,98 5,89 7,11 7,71 8,24 8,84 8,87 9,16 9,53 10,11 10,13 510,16 10,22 8,05
0,5 1,42 3,15 4,15 4,90 5,92 6,43 6,87 7,37 7,39 7,63 7,95 8,42 8,44 8,47 8,51 6,71
0,4 1,14 2,52 3,32 3,92 4,74 5,14 5,49 5,89 5,91 6,10 6,36 6,74 6,76 6,77 6,81 5,37
0,35 0,99 2,20 2,90 3,43 4,14 4,50 4,81 5,16 5,18 5,34 5,56 5,90 5,91 5,93 5,96 4,70
Номер узла 14- П6 15 15- П7 15- П8 16 16- П9 17 17- П10 17- П11 18 18- П14 18- П15 19 19- П16 19- П17
кн 1,0 ьи, % 13,57 13,52 13,64 13,56 13,86 13,90 13,90 13,93 13,92 15,94 16,06 16,00 16,91 17,11 16,95
0,8 10,85 10,82 10,91 10,85 11,08 11,12 11,12 11,14 11,13 12,76 12,85 12,80 13,52 13,69 13,56
0,6 8,14 8,11 8,18 8,14 8,31 8,34 8,34 8,36 8,35 9,57 9,64 9,60 10,14 10,27 10,17
0,5 6,78 6,76 6,82 6,78 6,93 6,95 6,95 6,97 6,96 7,97 8,03 8,00 8,45 8,56 8,48
0,4 5,43 5,41 5,46 5,43 5,54 5,56 5,56 5,57 5,57 6,38 6,42 6,40 6,76 6,85 6,78
0,35 4,75 4,73 4,77 4,75 4,85 4,86 4,86 4,88 4,87 5,58 5,62 5,60 5,92 5,99 5,93
зима
лето
Рис. 1. Суточные графики потерь напряжения 5 модели при преобладании производственной нагрузки
Таким образом, можно сделать вывод, что при существующей реальной нагрузке ВЛ 6-10 кВ уровень напряжения будет соответствовать требованиям ГОСТ. Но при возможном дальнейшем росте нагрузки отклонение напряжения будет возрастать и выйдет за пределы требуемых норм качества электроэнергии.
Литература
1. Сырых Н.Н. Эксплуатация сельских электроустановок. - М.: Агропромиздат, 1986.
2. Куценко Г.Ф., Парфёнов А.А. Исследование основных характеристик ВЛ 6-10 кВ сельскохозяйственного назначения //Вестник ГГТУ им. П.О. Сухого. - Гомель: Учреждение образования «ГГТУ им. П.О. Сухого». - 2001. - № 2. - С. 28-32.
3. Идельчик В.И. Электрические системы и сети: Учебник для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 1989.-С. 106-110.
4. Руководящие материалы по проектированию электроснабжения сельского хозяйства. -М.: Сельэнергопроект, 1985. - № 11.
Получено 21.03.2002 г.
