Электроснабжение приемника электроэнергии 0,4 кВ от питающего трансформатора 10/0,4 кВ выполняется по двухступенчатой радиальной схеме: от ТП до распределительного щита (РЩ) и от РЩ до электроприемника ПЭ. При правильно выбранных сечениях и длинах линий второй ступени РЩ–ПЭ потери напряжения в кабелях и проводах незначительны, поэтому в данной работе рассматривается только первая ступень схемы 0,4 кВ: ТП–РЩ.

С целью анализа потерь напряжения, НОП и коэффициента загрузки были проведены статистические исследования двадцати одной совокупностей кабелей 0,38 кВ от ТП до РЩ для режима максимальных нагрузок. Число кабелей в одной совокупности NКн =20…180.

НОП в полном сопротивлении кабелей до 1 кВ в данном разделе не рассматриваются вследствие сложности выявления коэффициентов реактивной мощности для каждого кабеля ввиду отсутствия необходимых приборов учета. Кроме того НОП в полном сопротивлении HКн при tgj<0,5 ненамного превосходят НОП в активном сопротивлении Vкн. Поэтому для совокупности кабелей до 1 кВ математическое ожидание потерь напряжения в активном сопротивлении для совокупности из NКн кабелей 0,4 кВ в момент времени t равно матожиданию произведения НОП в активном сопротивлении и коэффициента загрузки по активной мощности с учетом корреляционного момента:

MNкн,t[DUКн. аjt]= MNкн[VКнLj]×MNкн,t[KзаКнjt]+K[VКнLj;KзаКнjt]=

= MNкн[VКнLj]× MNкн,t[KзаКнjt]+r[VКнLj;KзаКнjt]×σNкн[VКнLj]×σNкн,t[KзаКнjt],(11)

где – MNкн[VКнLj], MNкн,t[KзаКнjt], σNкн[VКнLj], σNкн,t[KзаКнjt] - математического ожидания, стандартные отклонения НОП в активном сопротивлении и коэффициента загрузки по активной мощности совокупности кабелей, соответственно; K[VКнLj;KзаКнjt] - корреляционный момент и r[VКнLj;KзаКнjt] – коэффициент корреляции между НОП в активном сопротивлении и коэффициентом загрузки по активной мощности нагрузки кабеля до 1 кВ.

Оценка математического ожидания потерь напряжения в активном сопротивлении для совокупности из NКн кабелей 0,4 кВ в момент времени t без учета корреляционного момента:

MNкн,t[DÚКн. аLjt] = MNкн[VКнLj]×MNкн,t[KзаКнjt]. (12)

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

В Приложении 1 представлены исходные данные этих совокупностей кабелей, а именно: активная мощность, протекающая по линии PКнjt, коэффициент мощности cosφКнjt, реактивная мощность, протекающая по линии QКнjt, сечения линии FКнj, номинальный ток для данного сечения IномКнj, длина линии LКнj, погонные сопротивления линии r0Кнj, x0Кнj.

Также в Приложении 1 представлены рассчитанные параметры, а именно: активное и реактивное сопротивление линии RКнj, ХКнj, ток, протекающий по линии IКнjt, коэффициент загрузки кабеля KзКнjt, коэффициент реактивной мощности нагрузки кабеля tgφКнjt, потери напряжения в активном и полном сопротивлении линии ΔUКнjt и ΔUКн. аjt, НОП кабеля VКнj, WКнj, коэффициент загрузки по активной KзаКнjt мощности.

Для параметров каждой совокупности были определены их статистические показатели, а именно: среднее, минимальное, максимальное значения (табл.1), среднеквадратические отклонение, дисперсия, вариация.

Таблица 1

Параметр

Пределы значений

Число значений

(в % от общего числа),

меньших среднего

максимальных

минимальных

средних

Коэффициент загрузки КзаКн

0,5…0,85

0,006…0,27

0,15…0,56

43…73%

НОП в активном сопротивлении VКн,%

0,6…3,1

0,1…3

0,2…9

62…76%

Потери напряжения в активном сопротивлении ΔUКн. а,%

0,16…6,8

0,009…0,13

0,06…3

67…93%

Некоторые из 21 рассмотренной совокупности имеют относительно небольшое число кабелей, не позволяющих делать достоверные выводы. Для повышения достоверности результатов были проведены статистические исследования тринадцати совокупностей кабелей до 1 кВ при числе кабелей в одной совокупности NКн >60 шт.

Для этих совокупностей были рассчитаны коэффициенты корреляции r[VКнLj;KзаКнjt] между НОП в активном сопротивлении и коэффициентом загрузки по активной мощности нагрузки кабеля до 1 кВ.

На рис. 3 показана зависимость коэффициента корреляции от математического ожидания коэффициента загрузки кабелей. С достаточно высокой степенью достоверности (0,78) эта зависимость аппроксимируется как:

r[VКн; КзаКн] = ─ M[КзаКн]. (13)

То есть можно сделать вывод, что коэффициент корреляции равен по абсолютной величине матожиданию коэффициента загрузки.

Поскольку коэффициент корреляции имеет отрицательные значения, то произведение матожиданий НОП и коэффициента загрузки больше математического ожидания потерь напряжения в активном сопротивлении совокупности кабелей до 1 кВ.

Рис. 3.

В Приложении 2 приведены статистические распределения значений потерь напряжения, коэффициента загрузки и НОП в активном сопротивлении кабелей 0,38 кВ от ТП до РЩ для разных совокупностей.

По проведенным исследованиям статистических гистограмм распределений параметров в совокупностях кабелей 0,38 кВ от ТП до РЩ при разных значениях математического ожидания параметра можно сделать выводы:

1 Вид гистограммы распределения НОП VКн практически не меняется при изменении математического ожидания MN[VКн].

2 Вид гистограммы распределения коэффициента загрузки по активной мощности нагрузки кабелей до 1 кВ КзаКн существенно меняется при изменении математического ожидания MN[КзаКн]: вид гистограмм соответствует закону распределения «треугольник» или равномерному закону распределения.

3 Вид гистограммы распределения потерь напряжения в кабелях до 1 кВ ΔUКн.а меняется при изменении математического ожидания. Математическое ожидание MN[ΔUКн.а] имеет наибольшую вероятность. При увеличении MN[ΔUКн.а] уменьшается вероятность MN[ΔUКн.а] и увеличиваются вероятности других значений ΔUКн.а.

При упрощенных расчетах можно воспользоваться формулами, определяющими СКО для этих законов. СКО случайной величины распределенной по равномерному и закону треугольника:

σ[X] = = ; σ[X] = = , (14)

где a, b – граничные значения интервала, которые может принять случайная величина.

Для случайной величины коэффициента загрузки при ещё большем упрощении

σ[KзаКн] =.. . (15)

Четвертая глава посвящена выявлению границ использования упрощенных методов определения потерь напряжения в кабелях до 1 кВ.

Было проведено исследование влияния реактивной составляющей на потери напряжения кабелях до 1 кВ. На рис. 4 показаны зависимости предельного значения коэффициента реактивной мощности tgφ от сечения алюминиевой жилы кабеля до 1 кВ, при котором доля потерь напряжения в реактивном сопротивлении не превышает 10%.

Погрешность при определении потерь напряжения с учетом только активной составляющей не превышает 10%: для алюминиевой жилы при tgφ<0,4 и сечении 35÷120 мм2, при tgφ<1,0 и сечении 35÷50 мм2, а для медной жилы при tgφ<0,4 и сечении 35÷95 мм2.
 

Рис. 4.

Анализ соотношений статистических значений математического ожидания потерь напряжения в полном M[DUКн] и активном M[DUКн. а] сопротивлении показал, что M[DUКн]≥M[DUКн. а] в среднем на 6%.

Было проведено исследование зависимости коэффициента корреляции от числа кабелей в совокупности. На рис. 5 показаны результаты расчетов зависимостей максимальных max(r[VКнLj;KзаКнjt]), минимальных min(r[VКнLj;KзаКнjt]) и средних M(r[VКнLj;KзаКнjt]) значений коэффициента корреляции от числа кабелей NКн в совокупности.

M(r[VКнLj;KзаКнjt]) < max(r[VКнLj;KзаКнjt]) < 0,5…0,8. (16)

-1 < minКн(r[VКнLj;KзаКнjt]) < M(r[VКнLj;KзаКнjt]). (17)

Очевидно, что при увеличении NКн разброс max(r[VКнLj;KзаКнjt]) и minКн(r[VКнLj;KзаКнjt]) значений уменьшается и при NКн>80 стабилизируется:

max(r[VКнLj;KзаКнjt])≈minКн(r[VКнLj;KзаКнjt]r[VКнLj;KзаКнjt])≈M(r[VKнL;K3]).(18) Для практического использования имеет смысл упрощение выражения (11) для определения математического ожидания потерь напряжения для совокупности из NКн кабелей. С учетом (7) и (13):

MNкн,t[DỦКн. аjt]= MNкн[VКнLj] × MNкн,t[KзаКнjt] ─ MNкн,t[KзаКнjt] ×σNкн[VКнLj]×σNкн,t[KзаКнjt]=

= MNкн[VКнLj] × MNкн,t[KзаКнjt] {1 ─ gNкн[VКнLj]×σNкн,t[KзаКнjt]}, (19)

где gNкн[VKнLj] = σNкн[VKнL]/MNкн[VKнLj] - вариация НОП совокупности кабелей.

Для практического задач возможно использование упрощенного выражения для определения математического ожидания потерь напряжения в момент времени для совокупности из NКн >80 кабелей с учетом (15):

MNкн,t[DǓКн. аjt]=MNкн[VКнLj]×MNкн,t[KзаКнjt]{1─gNкн[VКнLj]×}.(20)

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3