Содержание материала

Для получения соответствующих количественных характеристик в целях проведения анализа несинусоидальности токов и напряжений низковольтной сети с несимметричными нелинейными электроприемниками нужно определить параметры схемы замещения конкретной сети НН. В работе [46] рассмотрены методики определения параметров сети и нагрузки для схемы замещения, показанной на рис.3.1. Известно, что на этапе проектирования сети, как правило, не учитывается несимметрия и нелинейность нагрузок. Поэтому расчет параметров схемы замещения проводится, исходя из первоначального предположения, что все элементы сети и нагрузки симметричны и линейны. При этом расчет можно разделить на два этапа.
На первом этапе определяются параметры элементов сети.
Кроме того, исходными являются этажность здания, количество и длина внешних питающих линий (расстояние от ТП до здания); количество и длина стояков, количество помещений и длины линий групповой сети (расстояния от РЩ до электроприемников).
С учетом общепринятых подходов к проектированию предлагается методика определения параметров элементов низковольтной сети.

  1. Определяются параметры внешней питающей сети с учетом известных параметров трансформатора.
    1. Рассчитывается экономическое сечение питающей линии:


где а — количество питающих линий.

    1. Проверяется по допустимой потере напряжения и выбирается сечение фазных и нулевой жил кабельной (нулевого провода воздушной) линии.
    2. Определяются сопротивления питающей линии:


где Xqj, \0; Л^о — погонные сопротивления фазного и нулевого проводов (жил кабеля) питающей линии (Ом/км); l — длина питающей линии.

    1. Находятся продольные сопротивления внешней питающей сети:

  1. Вычисляются параметры внутренней питающей линии (стояка) с учетом доли осветительной нагрузки

    1. Рассчитывается экономическое сечение  где b — количество стояков.
    2. Проверяется по допустимой потере напряжения и выбирается сечение фазных и нулевой жил кабеля и уточняется количество стояков, исходя из этажности, количества и расположения помещений здания.
    1. Определяются сопротивления фазных и нулевой жил кабеля стояка:


где— погонные сопротивления фазных и нулевой жил кабеля стояков (Ом/км); l2 — длина рассматриваемого стояка.

  1. Находятся параметры участков линии групповой сети с учетом традиционного ее выполнения двужильным алюминиевым проводом сечением 2,5 мм2; R0tp = 12,6 Ом /км; X0,rp =0,1 Ом /км:


где t3-4 — длины соответствующих участков групповой сети.
На втором этапе расчета определяются конкретные параметры элементов нагрузки. При этом, кроме уже указанных, исходными являются S(1) = S/3bс ( с — количество этажей здания) — мощность электроприемников, подключенных к одной фазе РЩ групповой сети, а также информация о наполнении помещений здания электроприемниками, очередности и типе их подключения (непосредственно или через розетки), характеристика электроприемников (удельные параметры, единичная мощность, cosφ и т.д.).
Напомним, что нагрузочные блоки HI—Н4 идентичны по своему составу, в который входят три однофазные нагрузки (одна из них показана на рис.3.2), включенные на фазные напряжения сети НН.


Рис. 3.2. Однофазный элемент нагрузочного блока схемы замещения

На рисунке R, L — фазные активное сопротивление и индуктивность линейной составляющей нагрузки; С, Rвыпр — емкость фильтра и активное сопротивление нагрузки однофазного выпрямителя, который рассмотрен в качестве нелинейной составляющей нагрузки. Изменяя параметры соответствующих элементов нагрузки, можно изменять как мощность, так и соотношение линейной и нелинейной составляющих этих нагрузок.
Следует отметить, что все электроприемники жилых и общественных зданий могут быть условно разделены на две большие группы: осветительные и силовые. К силовым электроприемникам в первую очередь относятся электродвигатели и другие электроприемники лифтовых установок, а также электродвигатели вентиляторов и насосов, работающих в системах санитарно-технических и противопожарных устройств зданий. В общественных зданиях в зависимости от выполняемых технологических операций к силовым относятся электроприемники разного вида технологического (механического, электротеплового, холодильного, подъемно-транспортного и др.) оборудования. Большинство механизмов оборудовано асинхронными электродвигателями с короткозамкнутыми роторами без регулирования частоты вращения. Коэффициент мощности в силовых сетях определяется в зависимости от типа и назначения здания, вида подключаемого электрооборудования. В схеме замещения силовая нагрузка будет представляться активно-индуктивным сопротивлением, значение которого определяется значением cosφcил и суммарной мощности силовых электроприемников SСИЛ.
К осветительным электроприемникам относятся собственно лампы и светильники, а также все остальные электроприемники, которые подключаются к групповой сети.

При этом линейной нагрузкой будем считать осветительную нагрузку, а также нагрузку таких электробытовых приборов, как обогреватели, кондиционеры, чайники, печи и т.д. В схеме замещения данные электроприемники будем представлять активно-индуктивными сопротивлениями, значение которых определяется суммарной мощностью соответствующих групп данных электроприемников.  В качестве характерных нелинейных электроприемников рассмотрим персональные компьютеры и принтеры. При этом в схеме замещения данные электроприемники представим в виде однофазных выпрямителей (в соответствии с рис.3.2) с учетом параметров RС-цепи единичного компьютера Ск, R, выпр.к и единичного принтера СВЫП1, R выпр.
Следует отметить, что к одной фазе РЩ групповой сети в общем случае могут подключаться электроприемники всех рассмотренных выше характерных групп. При этом мощность электроприемников каждой из групп определяется как структурой здания и схемой построения электрической сети, так и техническими и финансовыми возможностями пользователей.
С учетом изложенного выше предлагается методика определения параметров элементов нагрузки.
1. Определяются параметры одной из однофазных нагрузок, входящих в состав нагрузочного блока Н4. Предполагается, что в состав указанной однофазной нагрузки входят обогревательные приборы мощностью, а также компьютеров суммарной мощностьюи т2 принтеров суммарной мощностью

  1. Определяются параметры линейной составляющей нагрузки:

  1. Вычисляются параметры нелинейной составляющей нагрузки:

  1. Находятся параметры одной из однофазных нагрузок, входящих в состав нагрузочного блока Н3. Предполагается, что в состав указанной однофазной нагрузки входят обогревательные приборы мощностьюа также n, компьютеров суммарной мощностьюи m, принтеров суммарной мощностью

Таким образом, предложенная методология позволяет определить параметры схемы замещения конкретной сети НН и подключенных к ней электроприемников (в том числе и нелинейных), основываясь на общепринятых нормах и подходах к проектированию подобных электрических сетей. С учетом полученных параметров можно провести расчет искажений несинусоидальности кривых токов и напряжений на любом предусмотренном схемой замещения элементе сети жилого или общественного здания.