ESP_dlya_FMA

Рис. 4.3. Расчетная схема замещения для К1 и К2.

Xс - реактивное сопротивление эквивалентного генератора питающей электрической сети, Zт - полное сопротивление силового трансформатора ТП, Zл - полное сопротивление кабельной линии,

- полное сопротивление автоматов.

3. Расчет параметров схемы замещения.

Xс - принимается равным нулю, полагая, что питающая электрическая сеть по отношению к ТП является источником бесконечной мощности.

где Uк% - напряжение короткого замыкания трансформатора (%), Uн -

номинальное напряжение первичной или вторичной обмотки трансформатора (в зависимости от того, к напряжению какой обмотки должно быть приведено сопротивление) ,кВ; Sнт - номинальная мощность трансформатора, кВА.

где Pк - потери мощности в трансформаторе в режиме его короткого замыкания (по паспорту).

сопротивления (Ом/км) кабеля; lл - длина кабеля, км.

ZQF1,2 - полное сопротивление автоматов, Ом. Определяется по справочникам или каталогам в зависимости от типа и номинального тока автомата.

4. Расчет суммарного сопротивления короткозамкнутой цепи.

где Uн - номинальное линейное напряжение в расчетной точке (В).

6. Расчет ударного значения тока трехфазного КЗ.

специальной формулы, таблицы или графика. В расчетах, не требующих большой точности, значения этого коэффициента можно принимать равными:

для сборных шин 0,4 кВ ТП kуд =1,3-1,5;

для силовых шкафов в цеховой электрической сети kуд =1,1-1,2.

Для зажимов ЭП kуд =1,0.

Порядок расчета однофазного ТКЗ:

1. Выбор расчетной точки КЗ (рис. ).

Ток однофазного КЗ определяется для последующей проверки отключения однофазного КЗ в наиболее удаленной точке электрической сети системы электроснабжения цеха. В связи с этим, расчетная точка выбирается по критерию максимума величины электрического сопротивления от источника электроэнергии (трансформатора ТП) до выбранной точки. Эта

точка, как правило, располагается на зажимах наиболее удаленного ЭП. Для

рассматриваемой в качестве примера схемы (рис. ) такой точкой является

точка К3.

2. Формирование расчетной схемы замещения.

Вид расчетной схемы замещения для расчета однофазного К3 зависит от

вида схемы (TN-C, TN-CS, TN-S).

Рис. 4.4. Расчетная схема замещения для однофазного К3 в электросети типа TN-C.

Zк - полное сопротивление цепи фазы,

включая сопротивления коммутационно-защитных аппаратов и проводников, ZPEN - полное сопротивление

защитно-рабочего нейтрального проводника.

Рис. 4.5. Расчетная схема замещения для однофазного К3

вэлектросетях типа TN-S и TN-C-S.

а– замыкание на корпус; б - замыкание на рабочий нейтральный проводник, в - замыкание на корпус и рабочий нейтральный проводник.

ZPE , ZN - полные сопротивления защитного и рабочего проводников.

3. Расчет параметров схемы замещения.

Однофазное КЗ по отношению к трехфазной системе является несимметричным режимом, поэтому в процессе расчетов используется

методом симметричных составляющих. В методике расчетов однофазных КЗ принято использовать термин «петля фаза-ноль». В состав петли фаза-ноль входят сопротивления токоведущих жил кабелей и проводов, образующих короткозамкнутую цепь (рис. 4.5) после трансформатора. Полное сопротивление короткозамкнутой цепи при однофазном КЗ равно

(4.7)

Сопротивление прямой последовательности Zк1 практически равно сопротивлению, определяемому для расчета трехфазного КЗ Zк1 Zк .

Сопротивление обратной последовательности равно сопротивлению прямой последовательности. Таким образом, для практических расчетов можно считать Zк1 Zк2 Zк . Сопротивление нулевой последовательности фаз Zк0

значительно отличается от Zк1 и Zк2 за счет реактивной составляющей сопротивления силового трансформатора X т0 , которая зависит от схемы соединения обмоток трансформатора. Трансформатор со схемой соединения

«треугольник/звезда с нулем» имеет наименьшее сопротивление Величина этого сопротивления принимается равной реактивному сопротивлению прямой последовательности трансформатора ( X т0 X т1 ).

Малая величина X т0 для этой схемы соединения обмоток трансформатора связана с тем, что токи нулевой последовательности циркулируют по первичной обмотке внутри треугольника и не выходят из него в линию. Токи нулевой последовательности вторичной обмотки находятся в противофазе по отношению к первичной и создаваемые ими токи взаимно компенсируются.

Таким образом, магнитные потоки нулевой последовательности в магнитной системе трансформатора не возникают и величина X т0 становится минимальной. Эта группа соединения обмоток рекомендуется для трансформаторов цеховых ТП с целью увеличения надежности защиты от однофазных КЗ. Активное сопротивление трансформатора нулевой последовательности невелико, поэтому его можно не учитывать Rт0 0 .

Качество электроэнергии (КЭ) является мерой еѐ технической пригодности для использования электроприѐмником или потребителем.

Электроэнергия, являясь продукцией энергопроизводящих предприятий и доставленная энерготранспортным (сетевым) предприятием к месту потребления, должна иметь потребительские качества, которые регламентированы государственным стандартом ГОСТ Р 54149-2010. Этот стандарт устанавливает показатели и нормы КЭ в точках передачи электрической энергии пользователям электрических сетей низкого, среднего и высокого напряжений систем электроснабжения общего назначения переменного тока частотой 50 Гц [2]. Системой электроснабжения общего назначения называется совокупность электроустановок и электрических устройств, предназначенных для обеспечения электрической энергией различных потребителей электрических сетей.

Стандарт предназначен для применения при установлении и нормировании показателей КЭ, связанных с характеристиками напряжения электропитания,

относящимися к частоте, значениям и форме напряжения, а также к симметрии напряжений в трехфазных системах электроснабжения. Данные характеристики напряжения подвержены изменениям из-за изменений нагрузки, влияния кондуктивных электромагнитных помех, создаваемых отдельными видами оборудования, и возникновения неисправностей,

вызываемых, главным образом, внешними событиями. Кондуктивной называется электромагнитная помеха, распространяющаяся по проводникам электрической сети. В некоторых случаях электромагнитная помеха распространяется через обмотки трансформаторов и может действовать в электрических сетях с разными значениями напряжения. Кондуктивные электромагнитные помехи могут ухудшить качество функционирования устройств, электроустановок или систем или вызвать их повреждение. В

результате возникают случайные изменения характеристик напряжения во времени в любой отдельной точке передачи электрической энергии пользователю электрической сети, а также случайные отклонения

характеристик напряжения в различных точках передачи электрической энергии в конкретный момент времени. Учитывая непредсказуемость ряда явлений, влияющих на напряжение, не представляется возможным установить определенные допустимые границы значений для соответствующих характеристик напряжения. В связи с этим, изменения характеристик напряжения, связанные с такими явлениями, как, например,

провалы и прерывания напряжения, перенапряжения и импульсные напряжения, в настоящем стандарте не нормируются. При заключении договоров на поставку или передачу электрической энергии следует учитывать статистические данные, относящиеся к таким характеристикам.

Нормы ПКЭ определяются с учетом:

ущербов потребителей от снижения качества выпускаемой продукции;

уменьшения производительности технологического оборудования;

увеличения потерь электроэнергии в электросетях и электрооборудовании;

уменьшения надежности энергоснабжения;

увеличения износа электрооборудования и снижения производительности работы персонала, обеспечивающего технологический процесс, вследствие ухудшения качества электроосвещения.

Методы измерения показателей КЭ, применяемые в соответствии с данным стандартом, установлены в ГОСТ Р 51317.4.30 и ГОСТ Р 51317.4.7. Все приборы, предназначенные для измерения показателей качества электроэнергии, в зависимости от точности измерений делятся на три класса:

A – точные измерения необходимые для подтверждения класса точности других приборов, выполнения измерений в спорных ситуациях при рассмотрении условий выполнения договоров на поставку электроэнергии и т.д.

S – измерения производимые при обследовании систем электроснабжения или электрических сетей электроснабжающих организаций. Получаемые результаты измерений имеют меньшую точность в сравнении с классом А.

B – этот класс присваивается всем существующим и эксплуатируемым в настоящее время измерительным средствам.

Действие этого стандарта не распространяется на режимы работы обусловленные:

обстоятельствами непреодолимой силы: землетрясениями,

наводнениями, ураганами, пожарами, гражданскими беспорядками,

военными действиями;

опубликованием нормативно-правовых актов органов власти,

устанавливающих правила временного энергоснабжения;

введением врéменного электроснабжения пользователей электрических сетей в целях устранения неисправностей или выполнения работ по

минимизации зоны и длительности отсутствия электроснабжения.

Качество электроэнергии контролируют энергоснабжающая организация и потребитель в точках передачи электрической энергии пользователям

(потребителям электроэнергии). Функции объективного и независимого контроля возложены на Госэнергонадзор.

Основными показателями качества электроэнергии являются:

1. Медленные изменения напряжения

Медленные изменения напряжения электропитания (как правило,

продолжительностью более 1 мин) обусловлены обычно изменениями нагрузки электрической сети. Показателями КЭ, относящимися к медленным изменениям напряжения электропитания, являются отрицательное δU(−) и

положительное δU(+) отклонения напряжения электропитания в точке передачи электрической энергии от номинального или согласованного значения, %:

δU(−) = [(U0 — Um(−))/U0]100;

δU(+) = [(Um(+) — U0)/U0]100,

где Um(−), Um(+) — значения напряжения электропитания, меньшие U0 и

большие U0 соответственно, усредненные на интервале времени 10 мин в соответствии с требованиями ГОСТ Р51317.4.30 (подраздел 5.12); U0 —

напряжение, равное стандартному номинальному напряжению (Uн) или согласованному напряжению Uс.

Для получения более точной и объективной информации об отклонениях напряжения производится n измерений напряжения на объединенном интервале времени (без перерывов при производстве измерений), рассчитываются величины δU(−) и δU(+) и определяются среднеквадратические значения:

величины отрицательных отклонений напряжения

действующее значение напряжения основной частоты и прямой последовательности фаз в i-том измерении.

величины положительных отклонений напряжения

изменения мощности нагрузки отдельных ЭП или ПЭ. Для некоторых ЭП норма отклонения напряжения может быть задана индивидуально в соответствии с инструкцией по их технической эксплуатации. Для устранения отклонений напряжения превышающих нормально и предельно допустимые значения необходимо регулирование напряжения. Для этих целей используют силовые трансформаторы. Переключение их коэффициентов трансформации позволяет получить добавки напряжения.

Коэффициент трансформации изменяется с помощью переключения отпаек первичной обмотки. Эти отпайки часто называют анцапфами

трансформатора. Переключение анцапф трансформатора производится с

помощью специальных устройств, которыми он оснащен. Существуют три

варианта переключения анцапф:

переключение без возбуждения (ПБВ) – анцапфу меняют при полностью отключенном от сети трансформаторе;

переключение с помощью устройства регулирования под нагрузкой

(РПН). Устройством РПН можно управлять вручную или с помощью специального электропривода.

автоматическое регулирование устройством РПН с помощью блока автоматики (АРПН). В этом случае регулирование производится без участия человека по заданной уставке напряжения.

Необходимость использования трансформаторов с РПН и АРПН должна быть обоснована технико-экономическим расчетом. Регулирование с помощью трансформаторов является основным средством регулирования напряжения в промышленных электрических сетях. Этот вид регулирования называют центральным регулированием (регулирование в центре питания).

Центральное регулирование обеспечивает требуемые уровни напряжения в электрических сетях низкого (0,4 кВ) и среднего напряжения (10 кВ).

Отдельные ЭП и их группы могут иметь, при этом, на своих зажимах напряжение не соответствующее стандарту и требованиям инструкции по их эксплуатации. В этих случаях напряжение регулируется на местах (местное регулирование). Техническими средствами для местного регулирования служат различные регуляторы напряжения и силовые конденсаторные установки. Для указанных выше показателей КЭ установлены следующие нормы: положительные и отрицательные отклонения напряжения в точке передачи электрической энергии не должны превышать 10 % номинального или согласованного значения напряжения в течение 100 % времени интервала в одну неделю.

2. Колебания напряжения.