Приложение В (справочное). Пример использования общего метода для расчета норм эмиссии для конкретной установки

Приложение В
(справочное)

Пример
использования общего метода для расчета норм эмиссии для конкретной установки

В.1 Обзор

Общий метод, представленный в настоящем стандарте, может быть применен двумя последовательными шагами:

- расчетом общих параметров, связанных с типом низковольтной сети;

- расчетом индивидуальных параметров и норм эмиссии для конкретной установки.

Мероприятия по первому шагу могут быть проведены техническим экспертом в области распределительных сетей или регулирующим органом; мероприятия по второму шагу - представителем местной сетевой организации, возможно, с помощью расчетных инструментов, подготовленных техническим экспертом.

Практический пример технического применения мероприятий по первому шагу приведен в приложении А. Пример реализации мероприятий по второму шагу представлен в настоящем приложении.

В.2 Описание рассматриваемого случая

В качестве примера применения метода, описанного в настоящем стандарте, рассмотрен следующий частный случай. Новая установка должна быть подключена к низковольтной сети, и сетевая организация должна определить нормы эмиссии для гармоник, фликера и несимметрии. В данном случае предполагается, что:

- U_N = 400 В;

- S_t = 400 кВА (общее сопротивление вышестоящей системы среднего напряжения и трансформатора среднего/низкого напряжения должно быть равно  = 0,007 + j 0,020 Ом);

- n = 6;

- S_i = 100 кВА (согласованная полная мощность рассматриваемой установки);

- рассматриваемая установка подключена к шине низкого напряжения алюминиевой воздушной линией длиной 50 м сечением 75 мм² ( = 0,44 + j 0,35 Ом/км для линейных проводников и  = 0,60 + j 0,35 Ом/км для нейтрального проводника);

- l_F = 300 м (для других фидеров).

В.3 Общие параметры, подлежащие рассмотрению

Значения общих параметров, связанных с рассматриваемым типом сети, представлены в приложении А. Местная сетевая организация может принять эти значения во внимание для расчета предельных значений эмиссии для конкретной установки.

В настоящем приложении общие параметры, относящиеся к рассматриваемому типу сети, имеют следующие значения.

Минимальная мощность больших установок: S_min = 50 кВА.

Нормы для каждого индивидуального гармонического порядка E_lh, определенные для оценки установки при первом шаге с учетом консервативных характеристик сети, приведены в таблице В.1.

Таблица В.1 - Пример консервативных норм эмиссии гармонических токов для оценки на этапе 1

Гармонический порядок h	3	5	7	9	11	13	> 13 и 40
Нормы эмиссии гармонических токов Elh, %	4	5	5	1	3	3

Для гармоник наибольший допустимый общий вклад и коэффициент уменьшения K_hB приведены в таблице В.2 для более низких G_hLV порядков нечетных гармоник.

Примечание - В данном примере предполагается, что при среднем напряжении отсутствует нейтральный проводник. Поэтому планируемые уровни гармонических напряжений для порядков, кратных трем, в системе среднего напряжения могут быть выбраны существенно ниже значений, приведенных в таблице А.1 приложения А. Это приводит к более высоким значениям максимального приемлемого общего вклада для порядков гармоник, кратных трем.

Таблица В.2 - Значения общих параметров для гармоник

h	3	5	7	9	11	13
GhLV, %	4,0	2,1	2,0	1,2	1,8	1,7
KhB	0,15	0,34	0,34	0,12	0,34	0,34

Для колебаний напряжения максимально допустимые общие вклады G_PstLV и G_PltLV равны:

;

.

При несимметрии напряжений максимально приемлемый общий вклад G_uLV и коэффициент уменьшения K_uB равны:

;

.

В.4 Нормы эмиссии гармоник

Согласованная полная мощность установки пользователя (S_i = 100 кВА) выше, чем значение S_min (50 кВА). Таким образом, следует применять процедуру, описанную в разделе 8.

Расчет мощности короткого замыкания в точке оценки рассматриваемой установки дает следующие результаты:

.

Условие (5) не выполнено. Подключение установки не может быть принято на этапе 1, и должен быть применен этап 2.

Поэтому нормы эмиссии гармоники рассчитывают по формуле (9)

.

При первом приближении модуль гармонического полного сопротивления системы на шине низковольтной подстанции рассчитывают следующим образом:

,

где R_B - резистивная часть сопротивления на основной частоте (R_B = 0,007 Ом);

Х_В - реактивная часть сопротивления на основной частоте (Х_В = 0,020 Ом);

h - гармонический порядок.

При условии симметрии низковольтной системы и подключенных к ней нагрузок модуль гармонического полного сопротивления системы питания в точке оценки установки пользователя рассчитывают следующим образом:

,

где l_i - длина фидера между шиной низковольтной подстанции и рассматриваемой установкой (l_i = 50 м);

r_LF - резистивная часть сопротивления проводника фидерной линии на основной частоте (r_LF = 0,44 Ом/км);

x_LF - реактивная часть сопротивления проводника фидера на основной частоте (x_LF = 0,35 Ом/км);

r_NF - резистивная часть сопротивления фидера нейтрального проводника на основной частоте (r_NF = 0,60 Ом/км);

x_NF - реактивная часть сопротивления нейтрального проводника фидера на основной частоте (x_NF = 0,35 Ом/км);

- показатель, равный 0 для порядка гармоник, не кратных трем, и 1 для гармоник, кратных трем.

В таблице В.3 приведены нормы эмиссии, полученные в результате применения формулы (9), а также значения параметров, используемых для каждого гармонического порядка.

Таблица В.3 - Нормы эмиссии для гармоник (с одинарным значением K_hB)

h	GhLV, %	KhB		ZhB, Ом	Zhi, Ом	EIhi, %
3	4,0	0,15	1	0,060	0,295	4,0
5	2,1	0,34	1,4	0,100	0,190	4,2
7	2,0	0,34	1,4	0,140	0,264	2,9
9	1,2	0,12	1,4	0,180	0,819	0,5
11	1,8	0,34	2	0,220	0,414	2,2
13	1,7	0,34	2	0,260	0,488	1,8

Нормы эмиссии, полученные в таблице В.3, являются консервативными, так как использовалось единственное значение K_hB, независимо от реальных характеристик низковольтной сети, к которой должна быть подключена новая установка. Анализируя А.4.5 приложения А, можно заметить, что действительное значение K_hB для рассматриваемой низковольтной сети (l_F = 300 м, n = 6, S_t = 400 кВА) равно 0,55 для гармоник, не кратных трем.

Если будут представлены таблицы или инструмент расчета, дающий значение K_hB в зависимости от соответствующих параметров сети, то местная сетевая организация получит предельные значения эмиссии, указанные в таблице В.4.

Таблица В.4 - Нормы эмиссии для гармоник (значение K_hB учитывает реальные характеристики сети)

h	GhLV, %	KhB		ZhB, Ом	Zhi, Ом	EIhi, %
3	4,0	0,26	1	0,060	0,295	5,4
5	2,1	0,55	1,4	0,100	0,190	6,6
7	2,0	0,55	1,4	0,140	0,264	4,5
9	1,2	0,22	1,4	0,180	0,819	0,9
11	1,8	0,55	2	0,220	0,414	3,5
13	1,7	0,55	2	0,260	0,488	2,8

В.5 Нормы эмиссии колебаний напряжения

Согласованная полная мощность установки пользователя (S_i = 100 кВА) выше, чем значение S_min (50 кВА). Таким образом, должна быть применена процедура, описанная в разделе 9.

Предполагается, что в рассматриваемой установке есть несколько двигателей с номинальной мощностью S_N = 5 кВА и их полная мощность при пуске  = 5 S_N. При запуске одного двигателя рассчитывают коэффициент /S_sc

.

Это соотношение превышает 0,4 %, и таким образом нормы, данные в таблице 4, не соблюдены. Подключение установки не может быть принято на этапе 1, и должен быть применен этап 2.

Поэтому нормы эмиссии для фликера рассчитывают согласно формулам (13) и (14):

;

.

Так как эти значения более, чем минимальные значения, допустимые для всех низковольтных установок, и данные в таблице 5, нормы эмиссии для этих низковольтных установок равны значениям, указанным выше.

В.6 Нормы эмиссии несимметрии

Согласованная полная мощность установки пользователя (S_i = 100 кВА) выше значения S_min (50 кВА). Таким образом, должна быть применена процедура, приведенная в разделе 9.

Предполагается, что в рассматриваемой установке большее значение нагрузки связано с двумя фазами, так что условие (19) не выполняется. Подключение установки не может быть принято на этапе 1, и должен быть применен этап 2.

Поэтому нормы эмиссии несимметрии напряжений рассчитывают в соответствии с формулой (22)

.

Для модуля полного сопротивления короткого замыкания системы на шине низковольтной подстанции Z_B и в точке оценки установки Z_i применяют обозначения, аналогичные приведенным в В.4

;

.

В таблице В.5 представлены нормы эмиссии, полученные в результате применения формулы (22), вместе со значениями используемых параметров.

Таблица В.5 - Нормы эмиссии при несимметрии (с одним значением для K_uB)

GuLV, %	KuB		ZB, Ом	Zi, Ом	El2i, %
0,5	0,27	1,4	0,021	0,047	3,8

Как и в случае гармоник, нормы эмиссии, приведенные в таблице В.5, являются консервативными, так как использовалось одно значение K_uB независимо от реальных характеристик сети, к которой должна быть подключена новая установка. Для рассматриваемой сети (l_F = 300 м, n = 6, S_t = 400 кВА, воздушные линии из алюминия с сечением 75 мм²), действительное значение K_uB равно 0,51. Если представлены таблицы или инструмент расчета, дающий значение K_uB в зависимости от соответствующих параметров сети, местная сетевая организация может получить значение нормы эмиссии E_l2i = 6,3 %.