Расчет характеристик питания нагрузок в сети электроснабжения железных дорог

При появлении в 3-фазной сети 380 В напряжения нулевой последовательности ухудшаются режимы однофазных ЭП. Токи нулевой последовательности постоянно протекают через заземлители и значительно высушивают грунт, увеличивая сопротивление заземляющих устройств. Это может быть недопустимо для работы релейной защиты, из-за усиления воздействия токов нулевой последовательности на низкочастотные установки связи, устройства железнодорожных блокировок. При появлении токов обратной и нулевой последовательности увеличиваются суммарные токи в отдельных фазах сети.

 

3.3. Расчет  снижения срока службы электрооборудования  при несинусоидальности и несимметрии напряжения

 

При работе электрооборудования в номинальном режиме дополнительные потери от токов высших гармоник и несимметрии напряжения приводят к перегреву токоведущих частей выше допустимой температуры. К повышению температуры весьма чувствительна изоляция обмоток, срок службы которой снижается.

Согласно [4] прирост температуры от токов высших гармоник и токов обратной последовательности

        (28)

где τнорм – рабочая температура электрооборудования без воздействия токов высших гармоник и токов обратной последовательности, ºС, ΔРn и ΔРнс – дополнительные потери соответственно от токов высших гармоник и несимметрии напряжения.

Коэффициент снижения срока службы электрооборудования под воздействием токов высших гармоник и несимметрии напряжения [4]

        (29)

Снижение срока службы электрооборудования под воздействием токов высших гармоник и токов обратной последовательности [4]

       (30)

 

где tнорм – нормальный срок службы оборудования, лет.

Расчет №4. Для схемы рассчитать дополнительные потери от токов высших гармоник и несимметрии напряжения в асинхронном двигателе и цеховом трансформаторе Т4, а также снижение срока службы из-за перегрева токами высших гармоник и токами обратной последовательности. Нормальный срок службы принять 20 лет. Рабочая температура 75ºС.

Исходные данные:

 

С: Sкз,6=170 МВА

Т4: SТ4=1 МВА; Uном=6 кВ; uк,%=5,5%; ∆Ркз=10,5 кВт; ∆Рхх=1,9 кВт

VD: Sпр=8 МВА; cos φ=0,8; m=6

М: РМ = 280; cos φ=0,9; Км=1,2; К1=5,1

Н: Sнагр=2 МВА; Sab=4 МВА

а) Считаем дополнительные потери и снижение срока службы для асинхронного двигателя.

Номинальный ток двигателя

=0,03 кА

Активное сопротивление обмотки статора

 =

Номинальные потери мощности

 

Дополнительные потери от токов высших гармоник считаем по формуле (17)

Значения kU(n) выбираем из расчета №1

0,426 кВт

Дополнительные потери от токов обратной последовательности при несимметрии напряжения считаем по (23)

 

где εU – коэффициент несимметрии напряжения на шинах 6 кВ из расчета №3, о.е

Прирост температуры от токов высших гармоник и токов обратной последовательности по (28)

 =4,090С

   где τнорм – рабочая температура двигателя без воздействия токов высших гармоник и токов обратной последовательности, ºС.

Коэффициент снижения срока службы двигателя под воздействием токов    высших гармоник и токов обратной последовательности по (29)

 

Снижение срока службы двигателя под воздействием токов высших гармоник и токов обратной последовательности по (30)

 

б) Считаем дополнительные потери и снижение срока службы для цехового

трансформатора Т4.

Номинальный ток трансформатора

= 0,096 кА

Активное сопротивление трансформатора

 

где ΔРкз – потери мощности короткого замыкания трансформатора, МВт.

Номинальные потери мощности

 

где ΔРхх – потери мощности холостого хода трансформатора, кВт.

Дополнительные потери от токов высших гармоник по (20). Значения выбираем из расчета №1.

= 0,098 кВт

Дополнительные потери от токов обратной последовательности по (25)

 

Прирост температуры от токов высших гармоник и токов обратной последовательности по (28)

0С

 

где τнорм – рабочая температура трансформатора без воздействия токов высших гармоник и токов обратной последовательности, ºС.

Коэффициент снижения срока службы трансформатора под воздействием токов высших гармоник и токов обратной последовательности по (29)

 

Снижение срока службы трансформатора под воздействием токов высших гармоник и токов обратной последовательности по (30)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список используемой литературы

 

1. ГОСТ 13109-97. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения.

2.  Жежеленко И.В. Показатели качества электроэнергии на промышленных предприятиях. М.: Энергия, 1977 г. 128 с.: ил.

3. Иванов В.С., Соколов В.И. Режимы потребления и качество электроэнергии систем электроснабжения промышленных предприятий. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 336 с.: ил. – (Экономия топлива и электроэнергии)

4. Карташов И.И. Качество электроэнергии в системах электроснабжения. Способы его контроля и обеспечения / Под ред. М.А. Калугиной. – М.: Издательство МЭИ, 2000. – 120 с., ил.