Б15.1. Преобразовательные установки и подстанции. Схемы преобразования трехфазного переменного тока.

В отличие от цеховых подстанций, на которых трансформируется энергия переменного тока напряжением выше 1 кВ в напряжение до 1 кВ с той же частотой 50 Гц, преобразовательные установки и подстанции предприятий преобразуют электрическую энергию с одними значениями параметров и (или) показателей качества в электрическую энергию с другими значениями параметров и (или) показателей качества, например трехфазный ток частотой 50 Гц - в трех- или однофазный ток повышенной или пониженной частоты, а также в постоянный. Для получения постоянного тока из переменного используют кремниевые выпрямительные агрегаты.

Агрегаты состоят из трансформатора, выпрямительных блоков и другого, как правило, комплектного оборудования Трансформаторы преобразовательных агрегатов питаются от 4УР (иногда и от 5УР) системы электроснабжения на переменном токе напряжением 6, 10 или 35 кВ. Напряжение постоянного тока для внутрицеховых электроприемников общепромышленного назначения, включая краны, принимается равным 220 и реже 440 В. Для завода (цеха) целесообразно иметь одно основное напряжение постоянного тока, что облегчает рабочее проектирование, заказ и изготовление электрооборудования, улучшает условия эксплуатации и облегчает электроремонт. Обследование ряда крупных заводов показало, что даже на одном заводе используются напряжения постоянного тока: 110, 150, 275, 300, 325, 400, 450, 525, 600, 660, 700, 750,775, 825 В. Часть напряжений появляется по условиям управления электроприводом, и обычно такие преобразовательные подстанции и управление ими проектируются специалистами электропривода, оставляя за электроснабжением вопросы питания. Для преобразовательных агрегатов применяют: трехфазную нулевую схему, шестифазную нулевую схему с уравнительным реактором и трехфазную мостовую схему преобразования. Преобразовательные агрегаты малой мощности имеют трехфазную нулевую схему. При шестифазной нулевой схеме первичная обмотка питающего преобразователь трансформатора соединяется в звезду или треугольник, а вторичная — в две обратные звезды, нулевые точки которых соединены через уравнительный реактор. Средняя точка уравнительного реактора является отрицательным полюсом выпрямленного тока. При трехфазной мостовой схеме   первичная и вторичная обмотки преобразовательного трансформатора могут соединяться в звезду и в треугольник. Каждая фаза вторичной обмотки через вентили соединяется с положительным и отрицательным полюсами цепи постоянного тока. Каждый вентиль проводит ток в течение одной трети периода. При трехфазной нулевой схеме вторичная обмотка трансформатора соединяется в звезду с выведенной нулевой точкой или в зигзаг с выведенной нулевой точкой. В первом случае первичная обмотка должна соединяться в треугольник, во втором - в звезду.

2. Отклонения напряжения. Технические средства и способы регулирования напряжения.

Отклонения напряжения это отличие фактического напряжения в установившемся режиме работы сети от его номинального значения.

Отклонения напряжения от номинальных значений происходят из-за суточных, сезонных и технологических изменений электрической нагрузки потребителей; изменения мощности компенсирующих устройств; регулирования напряжения генераторами электростанций и на подстанциях энергосистем; изменения схемы и параметров электрических сетей.

где U – действительное значение напряжения в рассматриваемой точке сети;

U_ном – номинальное напряжение в данной сети.

Стандартом нормируются отклонения напряжения на выводах приемников электрической энергии. Нормально допустимые и предельно допустимые значения установившегося отклонения напряжения равны соответственно ±5 и ±10 %.

Технические средства и способы регулирования напряжения:РПН, ПБВ.

Основные показатели качества электрической энергии по ГОСТ 13109-97

Свойства электроэнергии	Показатель качества электроэнергии	Нормируемые стандартом значения показателей качества
1. Отклонение напряжения	1. Установившееся отклонение напряжения δUу	±5% нормально допустимое значение ±10% предельно допустимое значение
2. Колебания напряжения	2. Размах изменения напряжения δUt	Определяется по прил. 1 [13]
	3. Доза фликера Pt	Определяется по прил. 3, 4 [13]
3. Несинусоидальность напряжения	4. Коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения КU	См. таблицу 11.2
	5. Коэффициент n-ой гармонической составляющей напряжения КU(n).	См таблицу 11.3
4. Несимметрия трехфазной системы напряжений	6. Коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности K2U	2% - нормально допустимое значение  4% - предельно допустимое значение
	7. Коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности K0U	2% - нормально допустимое значение 4% - предельно допустимое значение
5. Отклонение частоты	8. Отклонение частоты Δf	±0,2 Гц - нормально допустимое значение ±0,4 Гц - предельно допустимое значение
6. Провал напряжения	9. Длительность провала напряжения Δtп	Не нормируется
7. Импульс напряжения	10. Импульсное напряжение Uимп	Не нормируется
8. Кратковременное перенапряжение	11. Коэффициент временного перенапряжения KперU	Не нормируется

Б16.1. Особенности расчета токов короткого замыкания в сетях напряжением до 1 кВ.

Расчеты токов КЗ в сетях напряжением до 1 кВ имеют ряд особенностей по сравнению с расчетами токов КЗ в сетях напряжением выше 1 кВ.

К ним относятся следующие:

-        учет активных сопротивлений всех элементов короткозамкнутой цепи, включая силовые трансформаторы, проводники, трансформаторы тока, реакторы, токовые катушки автоматических выключателей;

-       учет индуктивных сопротивлений всех вышеперечисленных элементов короткозамкнутой цепи;

-     учет активных сопротивлений различных контактов и контактных соединений;

-    учет сопротивления электрической дуги в месте КЗ;

-      учет параметров асинхронных двигателей, если суммарный номинальный ток этих двигателей превышает 1% начального значения периодической составляющей тока КЗ, рассчитанного без учета электродвигателей.

Дополнительно следует отметить, что в соответствии с ПУЭ гл. 1.4 [1] влияние асинхронных двигателей на ток КЗ не учитывается, если ток от них поступает а месту КЗ по тем же элементам, по которым протекает основной ток КЗ от сети и которые имеют значительные сопротивления. Для сети 0,4 кВ такими элементами являются трансформаторы, воздушные и кабельные линии и переходные сопротивления в месте КЗ. Это означает, что влияние асинхронных двигателей на ток КЗ следует учитывать, если двигатели подключены либо непосредственно к месту КЗ, либо через кабельные и воздушные линии. На рис. 1 для примера показана схема КТП, поясняющая сказанное выше. Считается, что подпитку от асинхронных двигателей следует учитывать при выборе коммутационной и защитной аппаратуры только на основном щите КТП (точка К₁) и можно не учитывать при выборе аппаратуры на вторичных силовых сборках 0,4 кВ (точка К₂).

В основном, учет подпитки места КЗ от электродвигателей выполняется только при определении максимального значения тока трехфазного металлического КЗ на РУ- 0,4 кВ для проверки отключающей способности автоматических выключателей присоединений.

Рис. 1 Принципиальная схема типовой трансформаторной подстанции (КТП) 6,3 (10)/0,4 кВ.

Кроме того, в сетях напряжением до 1 кВ рекомендуется учитывать изменение активного сопротивления проводников короткозамкнутой цепи, в основном кабелей, вследствие их нагрева токами К3 (так называемый “тепловой спад тока К3”).