_{Федеральн}ое государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Национальный исследовательский университет «МЭИ»

на правах рукописи

Вихров Михаил Евгеньевич

Выбор и разработка процедуры управления динамикой подключения ответственных потребителей для повышения безопасности и надежности электроснабжения

Специальность 05.09.03 – электротехнические комплексы и системы

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель

к. т. н., доцент Цырук С. А.

Москва – 2013г.

Оглавление

Введение 5

1.1 Электроснабжение ответственных потребителей 12

1.2 Выбор системы заземления нейтрали при питании ответственных потребителей 16

1.2.1 Система заземления TN 17

1.2.2 Система заземления IT 20

1.2.3 Система заземления TT 23

1.2.4 Анализ систем заземления нейтрали и выбор наилучшей с точки зрения бесперебойности питания потребителя 24

1.3 Основные положения защиты от поражения электрическим током 25

1.4 Электрофизические реакции при протекании электрического тока через тело человека 28

1.5 Анализ требований к времени отключения токов повреждения в сетях 0,4 кВ в соответствии с новой нормативной базой 31

1.6 Выводы к первой главе 33

Глава 2. Исследование мер по повышению бесперебойности питания ответственных потребителей. 35

2.1 Электроснабжение ответственных потребителей от источников бесперебойного питания статического типа как мера повышения бесперебойности 35

2.1.1 Источники бесперебойного питания резервного типа (passive standby) 37

2.1.2 Источники бесперебойного питания линейно-интерактивного типа (line interactive) 39

2.1.3 Источники бесперебойного питания с двойным преобразованием (double conversion) 40

2.1.4 Структура схем электроснабжения ответственных потребителей с источниками бесперебойного питания статического типа 42

2.1.4.1 Системы с параллельным резервированием 43

2.1.4.2 Схема с последовательным резервированием 44

2.2 Использование системы заземления IT в сетях питания ответственных потребителей как меры по повышению бесперебойности 46

2.2.1 Первое замыкание 48

2.2.1.1 Сеть IT с изолированной и нераспределенной нейтралью 48

2.2.1.2 Сеть IT с заземленной через сопротивление и нераспределенной нейтралью 49

2.2.1.3 Сеть IT с изолированной и распределенной нейтралью 50

2.2.2 Второе замыкание при не устраненном первом 50

2.2.2.1 Сеть IT с нераспределенной нейтралью и общим заземлителем потребителей 50

2.2.2.2 Сеть IT с распределенной нейтралью и общим заземлителем потребителей 52

2.2.2.3 Сеть IT с нераспределенной нейтралью и отдельными заземлителями потребителей 53

2.2.2.4 Сеть IT с распределенной нейтралью и отдельными заземлителями потребителей 54

2.3 Использование разделительного трансформатора как меры по переходу на систему заземления IT. 55

2.4 Выводы ко второй главе 57

Глава 3. Построение системы питания и защиты ответственных потребителей в сетях с переходом с системы заземления tn на систему заземления it 58

3.1 Расчёт токов короткого замыкания и проверка эффективности работы защиты при косвенном прикосновении на участке TN при питании через понижающий трансформатор 58

3.1.1 Расчет токов однофазного короткого замыкания на участке TN 58

3.1.2 Методика проверки эффективности работы защиты при косвенном прикосновении на участке TN при питании через понижающий трансформатор 60

3.2 Расчёт токов короткого замыкания и проверки защиты при косвенном прикосновении на участке TN при питании от ИБП статического типа 69

3.2.1 Расчет тока однофазного КЗ на участке TN в инверторном режиме работы 70

3.2.2 Расчет тока однофазного КЗ на участке TN в режиме работы от сети 72

3.2.3 Сравнение инверторного режима работы и режима работы от сети при расчете тока однофазного КЗ 73

3.2.4 Методика проверки эффективности защиты при косвенном прикосновении на участке TN при питании от ИБП статического типа 74

3.3 Расчет токов и проверка эффективности работы защиты при косвенном прикосновении при питании через понижающий трансформатор на участке IT 81

3.4 Расчёт токов короткого замыкания при питании от ИБП статического типа на участке IT 84

3.4.1 Расчет тока КЗ в инверторном режиме и режиме работы от сети в сетях с нераспределенной нейтралью 84

3.4.2 Расчет тока двухфазного КЗ в инверторном и режиме работы от сети в сетях с распределенной нейтралью 85

3.5 Проверка эффективности работы защиты при косвенном прикосновении при питании от ИБП статического типа 86

3.6 Методика построения системы электроснабжения ответственного потребителя в действующей сети TN с переходом на систему IT 91

3.7 Выводы к третьей главе 92