Глава десятая.
РЕЖИМЫ РАБОТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ.
10-1. Требования к качеству напряжения.
В соответствии с ГОСТ 13109—67 показателями качества электрической энергии являются отклонение частоты; отклонение напряжения; колебание частоты; колебание напряжения; несинусоидальность формы кривой напряжения; смещение нейтрали и несимметрия напряжений основной части. Оптимальными считаются номинальные значения напряжения и частоты, так как именно эти величины являются исходными при конструировании приемников электроэнергии и в полной мере обеспечивают эффективность их работы. Принято отклонение напряжения относить к его номинальному значению:
(10-1}
где U — текущее значение напряжения в данной точке сети; Uном — номинальное напряжение сети.
Отклонение напряжения — медленное изменение напряжения, когда скорость изменения меньше 1% в секунду. Колебанием напряжения V1 называется разность между наибольшим Uмакс и наименьшим Uмин действующими значениями напряжения в процессе достаточно быстрого изменения параметров режима, когда скорость изменения напряжения не меньше 1 % в секунду;
(10-2)
При отклонениях подводимого к электроприемникам напряжения от номинальных значений условия работы электроприемников ухудшаются, снижается экономичность их работы, значительные отклонения напряжения могут привести к нарушению работы электроприемников. Колебания напряжения отрицательно влияют на зрение, а тем самым на работоспособность и условия отдыха людей.
Считается, что качество напряжения на зажимах электроприемников промышленных предприятий может быть оценено экономическими показателями.
Для электроприемников коммунально-бытового характера непосредственная количественная оценка качества напряжения затруднительна, поэтому здесь необходимо исходить из условий обеспечения технически допустимых отклонений напряжения, при которых электроприемники, присоединенные в различных точках сети, будут выполнять свои функции без особых отклонений от расчетных показателей работы.
Технически допустимые отклонения напряжения у электроприемников нормируются ГОСТ 13109—67: на зажимах приборов рабочего освещения, установленных в производственных помещениях и общественных зданиях, где требуется значительное зрительное напряжение, а также в прожекторных установках наружного освещения, допускаются отклонения напряжения от—2,5 до 5%; на зажимах электродвигателей и аппаратов для их пуска и управления — от —5 до 10%; на зажимах остальных приемников электроэнергии — ± 5%; в послеаварийных режимах допускается дополнительное понижение напряжения на 5%. Там же указано, что в трехфазной распределительной сети с однофазными осветительными и бытовыми электроприемниками напряжение обратной последовательности не должно превышать значений, при которых (с учетом отклонения напряжения прямой последовательности, смещения нейтрали и гармоник напряжения) действующие значения напряжений не выходят за нормированные выше допустимые пределы. То же относится к напряжению нулевой последовательности.
В процессе проектирования каждой новой системы электроснабжения или реконструкции существующей все звенья системы от ЦП до зажимов электроприемников должны быть проверены на отклонения напряжения, с тем чтобы отклонения находились в допустимых пределах.
Поскольку выбор сечения линий производится по потере напряжения, то, согласно проектной практике, можно рекомендовать исходить из нижеследующих значений потери напряжений для отдельных звеньев системы электроснабжения города, при которых, как правило, отклонения напряжения на зажимах электроприемников будут обеспечиваться в допустимых пределах:
- В сетях напряжением до 1000 В усредненная потеря напряжения от ТП до ввода в здание: для одно- и двухэтажной застройки 5,5—6%; для четырех- и пятиэтажной жилой застройки 5%; для девятиэтажных жилых зданий и крупных общественных зданий, в которых не требуется значительное зрительное напряжение, 4— 5% (большие значения — для односекционных жилых зданий); для зданий от девяти до двадцати двух этажей 4% для зданий выше двадцати двух этажей 3,5%; для линий, питающих школы, крупные библиотеки, больницы и другие общественные здания, в которых требуется значительное зрительное напряжение, 2,5—3%.
- В сетях 6—10—20 кВ до 6% (при наличии обоснования эта цифра может быть увеличена).
- В сетях 35 кВ и выше около 15%, предельные перепады напряжения в этих сетях не должны превышать 20%.
В соответствии с ГОСТ 13109—67 на зажимах осветительных ламп и радиоприборов допускаемые колебания напряжения, выраженные в процентах сверх допускаемых отклонений напряжения, определяются в зависимости от частоты их повторения
(10-3)
где п — число колебаний в час; ∆t — средний за час интервал между последующими колебаниями в мин. Для остальных электроприемников колебания напряжения не нормируются.
Определение показателей качества напряжения — технико-экономическая задача, связанная с сопоставлением ущерба, который несут потребители при отклонении напряжения от оптимального значения, с затратами в системе, обеспечивающими уменьшение этих отклонений.
По действующим нормам анализируются лишь режимы крайних потребителей: ближайшего к источнику и наиболее удаленного от него при максимальной и минимальной нагрузках, без учета длительности таких режимов.
Для установления критерия качества напряжения в распределительных сетях с преобладанием осветительной нагрузки рекомендуется такой режим, при котором средневзвешенный по мощности квадрат отклонений напряжения имеет наименьшее значение. В силовых сетях промышленных предприятий режим напряжения должен быть экономически наивыгоднейшим, имея в виду условия работы электроприемников и связанных с ними производственных механизмов. При отсутствии необходимых данных наивыгоднейшим является решение, приводящее к минимуму приведенных затрат на сооружение системы электроснабжения при наличии технически допустимых отклонений напряжения у электроприемников.
