Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

лекции сист эл снабж

.pdf
Скачиваний:
11
Добавлен:
23.02.2015
Размер:
732.41 Кб
Скачать

Режимы работы отдельных электроприемников....................................................................

2

Коэффициенты, характеризующие графики нагрузок отдельных электро-приемников и

их групп. .....................................................................................................................................

3

Алгоритм расчета получасового максимума нагрузки группы электроприемников. ........

4

Выбор и проверки сечений кабельных линий напряжением <1000В. .................................

5

Расчет токов КЗ в сетях с U<1000 В. .......................................................................................

6

Автоматические выключатели .................................................................................................

7

Выбор и проверки автоматических выключателей................................................................

9

Предохранители.........................................................................................................................

9

Учет электрической энергии. .................................................................................................

10

Конструкции силовых кабелей...............................................................................................

12

Способы прокладки силовых кабелей ...................................................................................

13

Отклонение частоты ................................................................................................................

14

Отклонения напряжения .........................................................................................................

15

Несимметрия наряжений ........................................................................................................

16

Колебания напряжения ...........................................................................................................

17

Несинусоидальность напряжения..........................................................................................

18

Импульс напряжения ..............................................................................................................

21

Измерительный комплекс учета: ТТ, ТН, счетчик, линии связи, телеметрия...................

22

Измерительные трансформаторы напряжения .....................................................................

23

Измерительные трансформаторы тока ..................................................................................

25

Линии связи (от ТН до счетчика)...........................................................................................

26

Балансовый метод контроля точности ..................................................................................

27

УЗО – устройство защитного отключения............................................................................

28

Защитное заземление ..............................................................................................................

29

tвкл.сост.

Режимы работы отдельных электроприемников.

1). Длительный (продолжительный) – электроприемник включается и работает с неизменной потребляемой мощностью достаточно долго. Мы работаем так долго, чтобы θ(t) достигла const.

2). Кратковременный.

θ =tпр.+tос.

θ – разность между температурой токоведущих частей и окружающей среды.

Т – постоянная времени нагрева. Состояние равновесия достигается при 3Т.

Номинальная мощность – при том токе, который не приводит к пробою изоляции при длительной работе.

Электрический приемник включается, работает некий промежуток времени, за который температура токоведущих частей не успевает нагреться до номинальной температуры, затем токоведущие части при остановке приемника остывают до температуры ОС.

3). Повторно-кратковременный.

Приемник вкл. в раб.сост., на интервал времени раб.сост. температура токоведущих частей не достигает номинальной, затем наступает пауза, но токоведущие части не успевают остыть до температуры ОС.

Pрасч.

Рном.

 

ПВ

100

 

 

 

По происшествии нескольких циклов наступает

сред.; сред. уст.

Электроприемник поэтому можно нагр. больше ном. ПВ – продолжительность включения.

ПВ tвкл.сост. tпауз. 100%

Выпускают ПВ=15, 25, 40, 60%, для таких двигателей вводят понятие расчетной мощности.

Коэффициенты, характеризующие графики нагрузок отдельных

 

 

 

электро-приемников и их групп.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1). Коэффициент использования.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рс

 

 

 

 

 

Рс

 

kиа i рном i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

иа

 

K

иа гр.

 

 

i 1

 

 

Относится к наиболее нагруженной смене.

 

 

 

рном

 

 

 

Рном

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

pном i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2). Коэффициент загрузки. (характеризует ср. загрузку эл. приемника только во вкл. сост.).

k

 

 

р

р

 

 

 

 

W

 

р

 

 

W

W р

T р

 

рср.

T

k

 

 

р

 

Т

з

с.вкл.

 

 

 

a

 

 

a

 

 

з

с.

 

 

 

 

рном

ср.вкл.

 

T tпауз

ср.

 

T

a

с.

с.вкл.

 

tвкл.

 

 

рном

 

tвкл.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3). Коэффициент формы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

фа

рс.кв

Iср.кв.

 

I

ср.кв.

 

Ii2

ti

Кф определяются на интервале одни сутки.

 

 

 

 

рс.

Iср.

 

 

 

 

ti

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4). Коэффициент максимума (обычно характеризует групповые графики нагрузок).

 

 

К

м

Ррасч.

Р

расч.

мощность получасового max

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рс.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30 мин 3Т

время достижения const знач.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Км f (nэ , Ки.гр. )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент максимума зависит в основном от Ки.гр. и от эффективного числа

 

 

 

 

 

электроприемников в группе nэ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Км1> Км2> Км3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ки1< Ки2< Ки3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Алгоритм расчета получасового максимума нагрузки группы электроприемников.

-значение расчетной нагрузки принимается по пику температуры нагрева

-Ррс за интервал времени Т=3Т0

-Тоср. – время нагрева проводника.

Эффективное число электроприемников группы А – такое число одинаковых по мощности и по режиму работы ЭП, которые дают такой же получасовой максимум нагрузки как и реальная группа ЭП.

ЭП делятся на две группы:

Группа А – Ки<0,6 – резкопеременные графики нагрузки Группа Б – Ки>0,6

ДЛЯ ný >4:

Расчетная нагрузка группы приемников с переменным графиком нагрузки:

Pp Kma Pсм Kma Kиa Pном

Эффективное число электроприемников nэ находится следующим образом:

-выбирается наибольший по номинальной мощности электроприемник (ЭП).

-выбираются наиболее крупные ЭП с Pном>=0,5 Pномmax.

-находим относительные значения эффективного числа и мощности крупных ЭП.

n

n1

P

Pном1

по табл. n

n

n n

, где

 

 

1*

n

1*

Pном

э*

э

э*

 

 

 

 

 

 

 

n1 , Pном1 - общее число и общая мощность крупных ЭП

n , Pном - общее число и номинальная мощность всех рабочих ЭП. nэ* - относительная величина эффективного числа ЭП.

Определяем Км:

- по таблице исходя из известных nэ и Ки. Расчетная реактивная нагрузка группы ЭП:

при nэ 10 Qр 1,1Qсм 1,1Kиа Pномtg ном при nэ 10 Qр 1,0Qсм 1,0Kиа Pномtg ном

Полная расчетная нагрузка:

Sр Рр2 Qр2

Расчетный ток:

I р Sр / (3 Uном )

ДЛЯ nэ <4:

n

n

Pp pном i

Qp pном i tg ном

i 1

i 1

Выбор и проверки сечений кабельных линий напряжением <1000В.

Метод по допустимому длительному току: 1). Необходимо учитывать реальную tокр.ср. 2). Взаимное влияние кабелей друг на друга. 3). Ток по ноль проводу.

I 'расч.

 

 

I расч.

, где

К1

К2 0,92

 

 

 

К1 – из справочников или ПУЭ (tокр.ср.)

К2 – из справочников или ПУЭ (кол-во кабелей в одном кабельном сооружении). 0,92 – учет возможности появления токов в нуль проводе.

1). Проверка по допустимой потере напряжения в нормальном эксплуатационном режиме.

2*2,5%

1)неизвестно напряжение Uвн

2)потери в трансформаторе

3)неизвестна отпайка ТН.

∆U=38 В

U 3 I расч.Zкл.

2). Проверка по протеканию пусковых токов.

Пусковые токи и их длительность следует считать существенными, когда их учет приводит к коррекции параметров элементов системы электроснабжения, выбранных по токам нормального режима, и несущественными, когда их учет не приводит к такой коррекции. Пиковый ток – ток при пуске самого мощного двигателя из группы.

Iпик I расч. kи.нб. Iном.нб. kпуск Iном.нб.

М U i2

Легкий пуск: длится 2-3 сек. Uдоп min 0,8Uном

Тяжелый пуск: длится более 10 сек. Uдоп min 0,9 0,95Uном

3). По термической стойкости.

F

I (3)

t

 

T

 

k

 

откл.

a

,

мин

 

CT

 

 

 

 

 

 

где Fмин – min термически стойкое сечение жилы кабеля.

tоткл. – от начала КЗ до момента полного погашения дуги.

Та – постоянная времени затухания апериодической составляющей тока. Ta

 

X

r

 

 

Ст – термический коэффициент; из справочника, зависит от:

 

 

- материала жил кабеля

 

 

- вид изоляции

 

 

Самая термически стойкая – слюдяная изоляция.

 

 

4). По согласованию сечений жил кабеля и защитных характеристик защитных аппаратов.

Расчет токов КЗ в сетях с U<1000 В.

Основные условия:

1)Расчет выполняется в именованных единицах.

2)В низковольтных сетях R X, поэтому необходимо учесть R.

3)Эффект теплового спада (I , R ). (не учитываем).

-Учет сопротивления болтовых контактов Z=0,1 Ом (рекомендуемое). 95% КЗ в низковольтных сетях происходят через дугу.

-Учет переходного сопротивления Rпер.=15мОм (статистическое) (Rдуги+Rнеучт.контакт.)

-Полагаем что напряжение на высокой стороне трансформатора Uвн постоянно, поэтому не

учитываем сопротивление внешней высоковольтной сети.

Iкз может максимально увеличиться в 8 раз (типовые кривые для определения периодической составляющей тока КЗ).

Схема замещения:

Рассчитываем 6 видов короткого замыкания: 1). Металлические короткие замыкания:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I (3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

400

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I (2)

 

3

I (3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 rтр rАВ rкаб. rконт.

xтр.

xкаб.

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I (1)

 

 

 

220

 

Z

 

 

cопр. петли фаза ноль

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

(1)

Z

 

 

 

пт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сопротивление трансформатора при однофазном КЗ:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z (1)

 

 

r

r

r

2 x

x

x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тр

 

 

 

 

1Т

 

2Т

 

0Т

 

 

 

1Т

 

 

2Т

 

0Т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2). Неметаллические короткие замыкания:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I (3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

400

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I (2)

 

3

I (3)

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

rтр rАВ rкаб.

rконт. Rпер.

2

xтр. xкаб.

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I (1)

 

 

220

 

Z

 

cопр. петли фаза ноль

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z (1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

пт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тр

Z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

пт

 

сопротивление трансформатора при однофазном неметаллическом КЗ:

Zтр(1) r1Т r2Т r0Т 3Rпер. 2 x1Т x2Т x0Т 2

Автоматические выключатели

Основные части:

-корпус

-решетка дугогасительная

-силовые контакты

-набор расцепителей

1). Электромагнитный расцепитель:

Когда ток превысит заданное значение, сердечник 6 втягивается в катушку 5 и освобождает защелку 3, следовательно, цепь размыкается.

2). Расцепитель с обратно-зависимой время-токовой характеристикой (тепловой расцепитель):

Met имеют разные коэффициенты линейного расширения, поэтому при нагреве удлиняются неодинаково (биметаллическая пластина). Если один конец биметаллической пластины закрепить, то другой при нагревании будет изгибаться в сторону пассивного слоя. Два способа нагрева пластины: непосредственный и косвенный.

3). Полу проводниковые расцепители.

Состоят из измерительного элемента, блока полупроводниковых реле и выходного электромагнита, воздействующего на механизм свободного расцепления автомата. 4). Расцепители min напряжения.

Необходимы при защите двигательной нагрузки, так как при падении напряжения двигатель остановится, а при подаче неожиданно запускается.

Защитные характеристики:

1). э/м расцепитель:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2). тепловой расцеп.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1): Iотс. – ток отсечки

2): Iном – это max возможный ток, при котором расцепитель не сработает никогда. Iсраб. – min возможный из всех токов, который расцепитель почувствует.

Если двигатель долго запускается, сработает защита от перегрузки.

3). Комбинированный расцепитель (э/м расцепитель + тепловой расцепитель).

4). Расцепитель 3шт.:

-с обратно-зависимой характеристикой (тепловой расцепитель)

-электромагнитный с выдержкой времени

-электромагнитный без выдержки времени

Практически все выключатели имеют регулировку Iн и Iср. Все АВ подразделяются на габариты:

0,5;1; 2,5; 4; 5; 6;10 1ый габарит : контактная система на 10 А

16... ....4000

Выбор и проверки автоматических выключателей

Автоматические выключатели выбираются по:

1)Uном

2)Iном расцепителяIрасч.

Если автоматический выключатель снабжен электромагнитным расцепителем, то Iсраб.отсечкиIпиковый (Iпуск)

Проверка по чувствительности:

 

 

I (2)

 

 

 

I (1)

 

К (2)

 

K ( Rпер)

K

 

К (1)

 

K ( Rпер)

K

 

ч

 

I

ч(норм)

ч

 

I

ч(норм)

 

 

 

 

 

 

Предохранители

1). корпус: фарфоровый, стеклянный

2). плавкая вставка: из различных сплавов Al (бывают замедленного действия (добавка Pb) и ускоренного действия)

3). наполнитель: кварцевый песок определенной фракции, высушенный.

При перегорании вставки расплавленный Met с большой скоростью разлетается, но гасится в наполнителе, не достигнув корпуса. Ускоренное гашение дуги.

Редко встречаются вставки из меди: пластинка меди с капельками олова.

Габарит предохранителя: на корпусе наносится цифра максимальной плавкой вставки, которую можно вставить в этот корпус.

Автогазовый предохранитель: органическое стекло при нагреве выделяет большое количество газов, эти газы выходят через отверствие, создавая дутье, и гасят дугу.

Высоковольтные предохранители выполняют стреляющими: при перегорании вставки из предохранителя выходит флажок.

На предохранители краской наносят номинальный ток плавкой вставки.

Выбор вставки:

1). Iном.вставкиIрасч.(Iном.) (если нету двигателей) 2). Если предохранителем защищается двигатель:

I

 

 

Iпик (пуск )

в зависимости от тяжести пуска

ном.вставки

 

 

 

 

 

 

 

 

Защитная характеристика предохранителя:

Учет электрической энергии.

1). Коммерческий учет (расчетный) – используется в финансовых расчетах э/э. 2). Технический учет э/э – используется для решения инженерных задач. Типовая инструкция РД 34.09.101-94 по учету э/э.

Измерительный комплекс – совокупность устройств одного присоединения, предназначенных для учета электроэнергии.

В состав ИК входят:

-счетчики э/э

-измерительные ТТ и ТН

-соединительные провода от ТН до счетчика

-УСПД – устройство сбора и передачи данных Простейший ИК – один счетчик:

-счетчик прямого включения (до 100А)

-Если нагрузка превышает возможности счетчика, то используем счетчик + ТТ

-для сетей 6 кВ и выше используем ТН.

АИИСКУЭиМ – автоматизированная информационно измерительная система коммерческого учета э/э и мощности.

Точка поставки электроэнергии – точка на границе балансовой принадлежности (точка отделяющая сети потребителя от сетей снабжающей организации).

Несколько точек поставки – сечение поставки э/э.

Точка учета э/э – та точка, где установлен комплекс учета э/э.

Если точка поставки и точка учета в разных местах, то необходимо учитывать потери э/э.

Места установки счетчиков: Электростанции:

-на каждом генераторе

-на резервных возбудителях генератора

-на ТСН, на трансформаторах хозяйственных и производственных нужд

-учет по балансовым границам (по всем линиям, которые отходят от ОРУ)

-на потребителях, питающихся от станций, не входящих в состав ЭС.

-на обходном выключателе

Сетевые подстанции:

-на всех ЛЭП, отходящих от подстанции, принадлежащих различным потребителям

-на ТСН (учет, как правило, на стороне НН, поэтому надо учесть потери в трансформаторе)

-в подходящей линии, если линия питает стороннего потребителя (не входит в состав снабжающей организации)

-на обходном выключателе

Потребительские подстанции (на балансе потребителя):

-на границе раздела сетей потребителя и сетевой организации (в точке поставки)

-на ТСН

-на каждом обходном выключателе

-на трансформаторах хозяйственных нужд

Учет у населения:

- общедомовой (на вводе в дома) (на подстанции со стороны ВН) ТП (ВРУ – вводное распределительное устройство)