 |
Расчет размахов колебаний напряжения
|
|
|
|
Для определения допустимости колебаний напряжений в расчетной точке сети исходными данными являются графики, резкопеременной нагрузки [7, 20, 29]. Если колебания нагрузки различны по значению, то необходимо определить эквивалентное колебание напряжения. Размах эквивалентного колебания напряжения определяют по формуле, %,
.
где δQ i -значение i -го размаха реактивной мощности, определенное по графику; m – суммарное число размахов за время расчетного цикла.
Для проверки допустимости δ Ut ЭКВ вычисляют среднюю частоту колебаний по формуле F СР = m / T (где Т – время цикла работы нагрузки по графику изменения потребляемой реактивной мощности) и анализируют в соответствии с графиком, приведенным в [3]. Данным способом определяют одиночные или эквивалентные размахи колебаний напряжения для ЭП, имеющих характерные графики электрических нагрузок, например, для прокатных станов.
Для ДСП при отсутствии графиков реактивной мощности рекомендуется определять размах эквивалентного колебания напряжения по следующим формулам [29]:
- для группы одинаковых ДСП:
,
- для группы печей разной мощности:
.
Размахи колебаний напряжения можно определить по известным колебаниям активной δР и реактивной δQ нагрузок и параметрам электрической сети [29,30]:
,
где τС и ХС активное и реактивное сопротивления между источником питания (например, энергосистемой) и точкой подключения резкопеременной нагрузки.
Зная броски тока δ I резкопеременной нагрузки, можно также oпределить размахи колебаний напряжения:
, (1.1)
где φ – угол сдвига между вектором тока δ I и вектором напряжений в общей точке.
|
|
|
Рисунок 1.6
На рисунке. 1.6 показана векторная диаграмма изменения напряжения «в общей точке» при изменении тока в сети: I1, I2 – первоначальный и изменившийся токи; δ I –приращение тока; φ - угол сдвига между напряжением U и приращением тока δ I; U1 и U2 - напряжения при токах I1 и I2; δ U t – изменение напряжения, обусловленное броском тока δ I.
Для оценки колебаний напряжения следует исходить из предельно вероятностного случая, при котором размах колебания тока ДСП равен номинальному току:
Учитывая, что СЭС ДСП большой и средней мощности имеют индуктивное сопротивление ХС почти на порядок больше активного η0, а так же, что φ = 70…75°, можно принять: 
; то sinφ» 1.
Следовательно, выражение (1.1) можно упростить: 
или в относительных единицах значение размаха колебаний напряжения, %,
При частоте колебаний напряжений, определяемой работой ДСП (0,1 Гц и более), размах допустимых колебаний напряжения δUt составляет 1 %.
Для резкопеременных нагрузок, когда технико-экономическим анализом доказана нецелесообразность схемных решений, способных снизить до необходимого уровня влияние толчковой нагрузки, рекомендуется предусматривать устройства динамической и статической компенсации реактивной мощности, в частности, статические компенсирующие устройства косвенного действия типа ТКРМ. Рассмотрим определение его основных параметров [7, 29].
При отсутствии графиков потребляемой мощности ДСП параметры СКУ рекомендуется определять:
а) для группы одинаковых ДСП установленную мощность реактора и установленную мощность конденсаторных батарей или фильтров высших гармоник соответственно определяют, Мвар:
;
,
где S ТП - номинальная мощность одного печного трансформатора, МВА; N - число одинаковых печей; δ Ut ДОП –допустимые размахи колебания напряжения, %, Sк - мощность КЗ на шинах питающей сети, для которой производят расчет, МВА;
|
|
|
Кср=1 – t qφ доп / tq φ cp; t qφ доп – допустимое значение коэффициента реактивной мощности для питающей сети; tq φ cp –среднее значение коэффициента реактивной мощности печи;
б) для группы печей разной мощности:
;
.
Если известен график потребления реактивной мощности резкопеременной нагрузки, то мощности реактора и конденсаторной батареи или фильтров высших гармоник можно определить из соотношений:
;
,
где 
- максимальный размах резкоперемениой реактивной мощности по графику нагрузки, Мвар.
Пример 1.4. Рассчитать колебания напряжения в электрической сети напряжением 10кВ, от которой питается блюминг «1150». Мощность КЗ в питающей сети 300 MBА. График потребления блюмингом реактивной мощности за цикл длительностью Т = 34 с дает 
Число набросов (положительных и отрицательных) реактивной мощности за один цикл составляет m = 28.
Величина размаха эквивалентного колебания определяется:
Величина 
, тогда 
.
Средняя частота колебаний F = m /Т = 28/34 = 0,825 сек-1= 49,5 мин-1.
По кривой допустимых значений размахов колебаний в функции частоты ПКЭ [3] находим допустимое значение размахов 
. Таким образом, определенные размахи колебания напряжения в электрической сети напряжением 10 кВ недопустимы.
Пример 1.5. Определить размах колебания напряжения на сборных шинах напряжением 10,5 кВ, от которых питается прокатный стан (тиристорный преобразователь). Данные схемы. Мощность КЗ на стороне напряжения 10 кВ SK = 4000 МВA. Трансформатор ГПП: S Т ном = 40 МВА; ΔРк =175 кВт; U к = 20%. Кабельная линия, состоящая из двух кабелей: l = 2,7 км; η0 =0,169 Ом/км; ХО= 0,077 Ом/км. Размах изменений активной мощности ΔР = 11,9 МВт, реактивной Δ Q = 2 Мвар.
Определим величины реактивных и активных сопротивлений по отношению к расчетной точке (Uб = 10,5 кВ):
Система:
Ом.
Трансформатор:
Ом;
Ом.
Кабельная линия:
Ом;
Ом.
Суммарные сопротивления:
Ом;
Ом.
Определяем размах колебания напряжения:
,
где 
;
;
> 1,5%
Расчет показал, что размах колебания напряжения превышает допустимые значения.
Пример 1.6. Определить основные параметры СКУ косвенного действия для схемы с двумя дуговыми сталеплавильными печами (рисунок 1.7). Шинами общего питания являются сборные шины напряжением 220 кВ.
|
|
|
Рисунок 1.7
Решение. Колебания напряжения на шинах напряжением 220 кВ составляют:
, т.е. превышает 
= I%. На этом основании предполагается установить на шинах напряжением 35 кВ СКУ типа ТКРМ со следующими параметрами:
мощность регулируемого реактора
Мвар;
мощность силовых резонансных фильтров (конденсаторной батареи):
;
Кср=1 – t qφ доп / tq φ cp = 1-0,2/1=0,8
Мвар;
|
|
|
