Колебания напряжения —
это быстрые изменения напряжения, которые в современных электрических
системах могут быть вызваны достаточно мощной нагрузкой,
характеризующейся импульсным, резкопеременным характером потребления
активной и реактивной мощностей.
При проектировании систем электроснабжения силового электрооборудования необходимо предусматривать мероприятия, устраняющие или снижающие до указанных выше значений колебания напряжения, вызываемые резко-переменными нагрузками крупных двигателей, мощных электропечей, выпрямителей и т. п.
Из таких мероприятий следует отметить:
-
приближение электроприемников с резкопеременными нагрузками к мощным источникам питания,
-
уменьшение реактивного сопротивления питающей сети,
-
выделение на отдельные линии или трансформаторы электроприемников с резкопеременной нагрузкой,
-
присоединения ударных и спокойных нагрузок на разные ветви трансформаторов с расщепленными обмотками,
-
применение продольной компенсации.
Колебания напряжений в сетях 6—10 кВ от резких изменений нагрузки могут быть ориентировочно определены по приближенной формуле, %
где ΔI — пиковый ток в сети 6—10 кВ, Iк — ток короткого замыкания на данном участке сети 6—10 кВ (с учетом дополнительной подпитки синхронными двигателями).
При питании синхронных двигателей с резкопеременной нагрузкой от достаточно мощной системы (если мощность всех источников питания системы в 10 раз и более превышает наброс мощности при пуске самого крупного двигателя) колебания напряжения в точке присоединения двигателей могут быть ориентировочно определены по формуле
где SK — мощность короткого замыкания в точке, в которой определяется δVt, MBА, ΔQ — изменение реактивной нагрузки (с положительным знаком — при увеличении потребляемой и при уменьшении отдаваемой мощности), Мвар.
Рис. 1. Схема питания пускаемого двигателя.
Остаточное напряжение при асинхронном пуске (или самозапуске) двигателей (рис. 1) рекомендуется определять по следующим формулам, выведенным для расчета (мощность двигателя Sд принимается за базисную), отн. ед.:
где Vд — снижение напряжения на зажимах двигателя, доли номинального, Vш — снижение напряжение на шинах, Кi — номинальная кратность пускового тока двигателя,
xнагр, отн.ед
xс - сопротивление короткого замыкания до шин питающей подстанции, отн. ед., SK — мощность трехфазного короткого замыкания на шинах питающей подстанции при напряжении Uн кВА, Sнагр — прочная нагрузка, присоединенная к шинам питающей подстанции, кВА, φнагр — угол сдвига фаз прочей нагрузки, хдоп — дополнительное сопротивление, включенное между шинами питающей подстанции и двигателем (реактора, кабеля и т. д.), отн. ед., xпр — условная расчетная величина, не имеющая физического смысла.
При отсутствии дополнительного сопротивления снижение напряжения составит, доли номинального:
Дуговая сталеплавильная печь
Колебания напряжения, вызываемые работой дуговой сталеплавильной печи (ДСП), не будут превышать указанных выше нормативных значений при соблюдении следующих условий:
для одиночной ДСП
для группы ДСП
где SТ — номинальная мощность трансформатора дуговой печи, Sк — мощность трехфазного короткого замыкания в точке, для которой проверяется возможность присоединения печного трансформатора, Кн — коэффициент возрастания колебаний напряжения при работе группы из n печей:
• для ДСП одинаковой мощности,
• для ДСП разной мощности,
STмакс — мощность наибольшего печного трансформатора в группе печей.
Для сетей, в которых указанные условия не соблюдаются, следует выполнять специальные расчеты колебаний напряжения для принятия мер по их снижению.