[3] Преимущества и недостатки объединения эл.Станций и энергосистем

Основными особенностями энергосистем являются следующие. Электроэнергия практически не аккумулируется. Производство, преобразование, распределение и потребление происходят одновременно и практически мгновенно. Поэтому все элементы энергосистемы взаимосвязаны единством режима. В энергосистеме в каждый момент времени установившегося режима сохраняется баланс по активной и реактивной мощностям. Невозможно произвести электроэнергию не имея потребителя: сколько выработано электроэнергии в данный момент, столько ее и отдано потребителю за вычетом потерь. Ремонты, аварии и т. д. приводят к снижению количества электроэнергии, выдаваемой потребителю (при отсутствии резерва), и, как следствие, к недоиспользованию установленного оборудования энергосистемы.

Относительная быстрота протекания процессов (переходных): волновые процессы — (I0 -3, 10_б) с, отключения м включения — I0 с, короткие замыкания — (1О —1) с, качания .. (1 ----10) с. Высокие скорости протекания переходных процессов в энергосистемах обусловливают необходимость использования автоматики в широких пределах вплоть до полной автоматизации процесса производства и потребления электроэнергии и исключение возможности вмешательства персонала.

Энергосистема связана со всеми отраслями промышленности и транспорта, характеризующимися большим разнообразием приемников электроэнергии.

Развитие энергетики должно опережать рост потребления электроэнергии, иначе невозможно создание резервов мощности, Энергетика должна развиваться равномерно, без диспропорций отдельных элементов.

Преимущества объединения электростанций в энергосистему

При объединении электростанций в энергосистему достигается :

— снижение суммарного резерва мощности;

— уменьшение суммарного максимума нагрузки;

— взаимопомощь в случае неодинаковых сезонных изменений мощностей электростанций;

— взаимопомощь в случае неодинаковых сезонных изменений нагрузок потребителей;

— взаимопомощь при ремонтах;

— улучшение использования мощностей каждой электростанции;

—повышение надежности электроснабжения потребителей;

— возможность увеличения единичной мощности агрегатов и электростанций;

— возможность единого центра управления;

— улучшение условий автоматизации процесса производства и распределения электроэнергии.

Недостатки:

• Проблемы с межсистемными перетоками и передачей энергии на большие расстояния.

[4] Выбор и проверка сечений кл. Конструкции и способы прокладки.

Выбор кабельных линий

Сечение кабеля выбирается по допустимому току из условий нагрева (в се­тях 0,4 кВ промышленных предприятий выбор сечений по экономической плотности тока проводится при числе часов использования максимума более 5000, т.е. при практически непрерывном режиме работы).

При выборе кабеля делается допущение о несущественном влиянии на вы­бор сечения температуры окружающей среды (не учитывается поправочный коэффициент на температуру окружающей среды).

При прокладке в кабельном канале нескольких кабелей следует учесть их взаимное температурное влияние при определении допустимого длительного тока. Допустимый длительный ток вычисляется по соотношению

где /р - расчетный ток; /_доп - допустимый длительный ток для кабеля по усло­виям нагрева в нормальных условиях; К - коэффициент с помощью которого учитывают прокладку нескольких кабелей

в канале.

Обратным ходом определяется длительно допустимый ток:

1_лоп>1_р/К = 88,5/0,85 = 104/1.

Согласно ПУЭ в сетях 0,4 кВ запрещена прокладка кабелей без нулевой жилы, поэтому допустимые токи принимаются как для трехжильных, но с ко­эффициентом 0,92. Тогда допустимый расчетный ток

/_Доп= 104/0,92 -ИЗ А.

По справочным данным (табл. 1.3.7 [3]) находится ближайшее большее сечение, выдерживающее в длительном (получасовом) режиме ток больше

113 А. Это сечение 70 мм . Таким образом, принимаем к прокладке кабель АВВГ-(3x70+1x35)

Сечение нулевой жилы выбирается на основании анализа возможных ве­личин токов нулевой последовательности. При наличии однофазных электро­приемников в большинстве случаев применяют нулевую жилу того же сечения, что и фазные.

Необходимо иметь в виду, что данные многочисленных исследований свидетельствуют о том, что действительный ток обычно на 20 и более процен­тов ниже, чем расчетный, полученный по методу упорядоченных диаграмм. Кроме того, в указанном методе принято, что постоянная времени нагрева ка­беля равна 10 мин. Реально эта величина отличается для различных сечений кабелей. Если учесть перечисленные факторы, то можно принять сечение фаз­ных жил кабеля 50 мм . При выборе проводов и кабелей, имеющих иные постоянные времени Т₀, коэффициент максимума должен быть пересчитан по формуле:

К_мат=1+(К_ма-1)/,

В которой К_ма – коэффициент максимума при Т_оср=30 мин, найденный по кривым К_ма=f(n_э).

Проверка кабельных линий

1. Проверка по допустимой потере напряжения в нормальных эксплуатационных условиях. Т.е. обеспечивает ли выбранное сечение необходимый уровень U у потребителя.

Нормально допустимое отклонениеU_доп=5%*U_ном на зажимах электроприемника

2. Проверка по режиму работы

К анормальным режимам работы относятся пусковые. Пиковыми называются максимальные нагрузки длительностью 1...2 с. Величина пикового тока используется при расчете колебаний напряжения, выборе уставок защит, для проверки на самозапуск двигателей.

В качестве пикового режима ЭП для проверки кабельных линий рассматривается режим пуска наиболее мощного двигателя и определяется пиковый ток по кабельной линии , питающей РП. Пиковый ток для группы ЭП находится как сумма токов максимального рабочего тока группы без учета тока самого мощного АД и пускового тока этого (самого мощного) АД по формуле

,

где - номинальный ток самого мощного АД; - кратность пускового тока этого АД.

В качестве наибольшего пикового тока одного приемника принимаются для двигателей - пусковой ток, для печных и сварочных трансформаторов - пиковый ток по паспортным данным. При отсутствии их пусковой ток асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором и синхронных двигателей может быть принят равным 5кратному номинальному, пусковой ток двигателей постоянного тока и асинхронных с фазным ротором - 2...2,5кратному номинальному, пиковый ток печных и сварочных трансформаторов - не менее 3крат-ного номинального.

Пиковый ток группы двигателей, которые могут включаться одновременно, необходимо принимать равным сумме пусковых токов этих двигателей.

Для ламп накаливания и печей сопротивления мощностью до 500 Вт , так как толчки при включении этих элементов кратковременны и влияния на качество электрической энергии практически не оказывают.

Для более мощных ламп накаливания и ртутно-дуговых ламп кратность пикового тока достигает 12...14, что в некоторых случаях приводит к отключению автоматов и перегоранию предохранителей.

Допустимый уровень U на АД зависит от пуска. Пуск может быть тяжелый(с нагрузкой на валу), средний и легкий (без нагрузки). При тяжелом пуске U на валу должно быть больше, при легком – меньше. А именно при тяжелом пуске U на зажимах АД 0,9U_ном, легкий пуск: U0,8U_ном

3. Проверка кабеля на термическую стойкость. Проверка термической стойкости кабеля основана на расчете теплового импульса - количества тепла, которое выделяется в активном сопротивлении кабеля при протекании через него тока короткого замыкания за время начала короткого замыкания до полного погашения дуги при его отключении. Время действия тока зависит от параметров установленной на РП защитной и коммутационной аппаратуры. Минимально допустимое сечение кабеля по термической стойкости определяется по выражению

;

где - собственное время отключения защитного аппарата;- среднее значение постоянной времени апериодической слагающей тока короткого замыкания;С - постоянная времени, зависящая от вида изоляции и материала жил кабеля (определяется при условии, что температура нагрева проводников при коротком замыкании не превышает допустимую - 150С для поливинилхлоридной и резиновой изоляций 2); - максимальный расчетный ток короткого замыкания. Данное сечение при выбранном материале будет иметь сопротивление, в котором выделится количество тепла, не приводящее к повреждению изоляции.

Сравниваем прежде выбранное сечение с F_min. Если F<F_min, то либо увеличиваем сечение кабеля, либо уменьшаем время отключения выключателя( выбираем более быстродействующий аппарат).

4. Проверка по согласованию защитной аппаратуры и сечения кабеля.

Ток однофазного к.з. должен быть не ниже уставки тока мгновенного срабатывания (отсечки), умноженной на коэффициент, учитывающий разброс, и на коэффициент запаса 1,1.