Типовые вопросы междисциплинарного экзамена по специальности 140211 «Электроснабжение»

1. Энерго- и электропитающие системы отраслевых объектов

1.1 Какими электрическими и электромеханическими параметрами характеризуются свойства асинхронного электродвигателя в пусковых и

рабочих режимах?

Ответ: В рабочем режиме двигатель характеризуется номинальной активной

мощностью, коэффициентом мощности и номинальным током.

В пусковом режиме - кратность пуска (пускового тока), отношение

пускового тока к номинальному.

К электромеханическим параметрам относят мощность на валу двигателя.

1.2 Что понимают под током короткого замыкания?

Ответ: Сверхток, обусловленный повреждением с пренебрежимо малым полным соиротивлением между точками, находящимися под разными потенциалами в нормальных рабочих условиях.

ТОК КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ — не предусмотренное нормальными условиями работы замыкание через малое сопротивление токопроводящих частей, имеющих различную полярность (постоянный ток), подключенных к различным фазам (многофазный переменный ток) или имеющих различные потенциалы (замыкание на землю, заземленные предметы и нулевые провода).

Короткое замыкание (КЗ) в электроустановках приводит к возникновению пожара из-за высокой температуры дуги в зоне замыкания (около 2000—4000°C). Характеризуется следующими показателями: способностью изоляции проводов возгораться от нагрева токопроводящих частей током или дугой КЗ; способностью образовывать в момент замыкания расплавленные (горящие) частицы проводниковых материалов, которые, разлетаясь на значительные расстояния, могут создавать самостоятельные очаги пожара.

1.3 Как определяют тепловой импульс короткого замыкания?

Ответ: Изменение времени отключения повреждения

Одной из основных задач является определение точного времени срабатывания защиты и конечной температуры токоведущей жилы проводника в условиях изменения параметров КЗ (температуры, активного сопротивления, тока).

За основу при разработке алгоритма расчета были приняты следующие принципиальные положения:

Рис.1.

Изменение времени срабатывания тепловых расцепителей автоматов в связи с увеличением активного сопротивления проводников в процессе КЗ

 

- срабатывание тепловых (и полупроводниковых) расцепителей происходит при определенном значении полученного ими теплового импульса – В_отк. Величина теплового импульса, при котохарактеристик тепловых расцепителей, соответствующих ГОСТ Р50030.2, остается постоянной, не зависящей от кратности тока КЗ по отношению к номинальному току этих расцепителей (кривая А на рис.1). Исключения составляют только малые значения кратности тока КЗ и соответственно большие времена его отключения, при которых начинает сказываться фактор теплоотдачи в окружающую среду;

- нарастание теплового импульса при неизменной величине тока КЗ происходит линейно:

   (прямая Б)     (1)

где I_н – неизменное значение тока КЗ, t – текущее время.

В этом случае время отключения КЗ составляет t_отк=В_отк / I²н ;

- при изменяющемся во времени токе КЗ нарастание теплового импульса происходит по сложной зависимости:

      (2)

где i – текущее значение тока КЗ, соответствующее текущему значению времени – t.

Значение тока в каждый момент времени рассчитывается в соответствии с изменяющейся величиной активного сопротивления, зависящего от температуры токоведущей жилы кабеля, по которой протекает ток КЗ.

Расчет времени срабатывания теплового расцепителя выполняется на ПЭВМ с использованием метода итерации и графоаналитических зависимостей, о которых говорилось в 1-й части статьи.

Как показывает кривая Г, с учетом спада тока в процессе КЗ нарастание теплового импульса происходит медленнее, чем при неизменной величине тока КЗ, и время отключения повреждения оказывается соответственно больше (t₂ > t₁).

Точное определение времени срабатывания защитного аппарата важно не только при расчетах кабелей на невозгорание, но и для обеспечения требования п. 1.7.79 ПУЭ относительно времени отключения, а также селективности работы защит.

В данном случае следует обратить внимание на то, что селективность необходима не только между вводным автоматом и автоматами отходящих от щита 0,4 кВ фидеров, но и между вводным и секционным автоматом. Иначе при срабатывании АВР на неустраненное КЗ все потребители СН могут потерять питание.

1.4 Что понимают под термической стойкостью электрооборудования?

Ответ: Для термической стойкости аппаратов должно быть выполнено условие

Вк < Iкз • t тер ,

где Вк - импульс квадратичного тока короткого замыкания, пропорциональ-ный количеству тепловой анергии, выделенной за время короткого замыка-ния; Iкз - номинальный ток термической стойкости аппарата; tтер - номи-нальное время термической стойкости аппарата. Аппарат может выдержать ток Iкз в течение времени tтер.

1.5 Что понимают под током включения и отключения выключателя?

Ответ: Номинальный ток включения выключателя - это ток КЗ, который выключатель с соответствующим ему приводом способен включить без повреждения (без приваривания контактов) при наибольшем рабочем напряжении. Ток включения не должен превышать 2,5-кратный ток отключения.

Номинальный ток отключения выключателя - это наибольший ток КЗ (действующее значение периодической составляющей), который выключатель способен отключить при наибольшем рабочем напряжении при заданных условиях восстановления напряжения и заданном цикле коммутационных операций, которые обязан совершить коммутационный аппарат.

1.6 Как определяется максимальный расчетный ток нормального режима выключателя? Ответ: Определяется по максимальной расчетной мощности по формуле

Порядок расчета максимального потребляемого тока нагрузки (I_макс): 1. Определить мощность нагрузки в ваттах. Суммарная мощность нагрузки для группы:  Р_макс = Р₁ + Р₂ + ... + Р_n, Вт;  где Р₁, Р₂...Р_n — мощности отдельных электроприёмников в группе, Вт. 2. Вычислить максимальный ток нагрузки (I_макс) в амперах. Расчётный ток нагрузки:  I_макс = P_макс/U;  где U — рабочее напряжение, В.  Обычно для однофазной нагрузки — 220 В, для трёхфазной сосредоточенной нагрузки — 380 В х √3 = 660 В. Порядок выбора номинального тока автомата.  1. Вычислить номинальный ток автоматического выключателя (Iн), исходя из максимального потребляемого тока нагрузки (Iмакс): — для осветительных сетей: I_н ≥ I_макс ;  — для силовых линий к одиночным электроприёмникам: I_н ≥ 1.25I_макс ; — для силовых линий к группам электроприёмников: I_н ≥ 1.1I_макс.

0. 1.7 Что понимается под начальным значением периодической составляющей тока короткого замыкания?

Ответ: Начальное действующее значение периодической составляющей тока короткого замыкания — условная величина, равная двойной амплитуде периодической составляющей тока короткого замыкания в начальный момент времени, уменьшенной в 2*корень(2) раз.

Начальное действующее значение периодической составляющей тока короткого замыкания - условная величина, равная двойной амплитуде периодической составляющей тока короткого замыкания в начальный момент времени, уменьшенной в 2    раз.

0. 1.8 Что понимается под расчетным временем отключения выключателя?

1. Ответ: Это полное время отключения выключателя с момента подачи команды, включающее собственное время отключения выключателя от начала разведения контактов, до момента погасания дуги.

0. 1.9 Как определяется значение периодической и апериодической слагающей тока в момент отключения короткого замыкания?