- •Системы электроснабжения.
- •1. Нагрев и охлаждение проводников.
- •1.1. Переходный процесс нагрева – охлаждения.
- •1.2. Длительно допустимый ток.
- •1.3. Зависимость длительно допустимого тока от сечения.
- •1.4. Расчёт температуры проводника при заданной нагрузке.
- •1.5. Корректировка допустимого тока в зависимости от температуры окружающей среды и количества параллельно проложенных проводников.
- •1.6. Выбор сечения по длительно допустимому току.
- •1.7. Постоянная времени нагрева τ и длительность расчетного максимума нагрузки.
- •1.8. Расчет температуры проводника при прохождении тока кз и проверка кабелей на невозгорание.
- •2. Экономическое сечение и экономическая плотность тока.
- •2.1. Расчетные затраты на электропередачу.
- •2.2. Экономическое сечение и экономическая плотность тока.
- •2.3. Математическая модель затрат на передачу мощности по лэп.
- •3. Расчет, анализ и нормирование потерь электроэнергии в электрических сетях.
- •3.1. Структура фактических (отчетных) потерь электроэнергии.
- •3.2. Термины и определения.
- •3.3. Нагрузочные потери.
- •3.4. Метод средней мощности
- •3.5. Метод максимальной мощности рм
- •3.6. Потери холостого хода (хх).
- •3.7. Климатические потери
- •3.8. Расход электроэнергии на собственные нужды подстанций
- •3.9. Погрешности средств измерения
- •3.10. Коммерческие потери
- •4.1. Определения
- •4.2. Падение и потеря напряжения в 3-х фазной лэп с симметричной нагрузкой
- •4.3. Расчет потери напряжения в ответвлениях от 3-х фазной лэп
- •4.5. Методы регулирования напряжения в электрических сетях
- •4.6. Регулирование напряжения в цп с помощью трансформатора
- •4.7. Расчет вторичного напряжения трансформатора с учетом положения переключателя отпаек
- •4.8. Регулирование напряжения в цп с помощью трансформаторов с рпн
- •4.9. Допустимая (располагаемая) потеря напряжения
- •4.10. Продольно-емкостная компенсация.
- •5. Компенсация реактивной мощности
- •5.1. Природа реактивной мощности (рм).
- •5.2. Реактивная мощность и потери активной мощности.
- •5.3. Реактивная мощность и потеря напряжения
- •5.4 Потребители реактивной мощности (рм)
- •5.6. Источники р.М.
- •5.7. Синхронные двигатели
- •5.8. Конденсаторные батареи
- •5.9. Выбор компенсирующих устройств
- •5.10. Выбор размещения кб
- •5.11. Наивыгоднейшее распределение кб в распределительной электрической сети.
- •5.12. Регулирование мощности кб
- •5.13. Автоматическое регулирование конденсаторных батарей по реактивной мощности
- •6. Режимы нейтрали в сетях напряжением ниже 1000 в
- •6.1. Классификация электрических сетей.
- •6.2. Система tn- нейтраль заземлена, корпуса занулены
- •6.2.1. Характеристика и свойства сетей tnc, tns:
- •6.2.2. Расчет тока однофазного кз, напряжений прикосновения и смещения нейтрали.
- •6.3. Система tt – нейтраль и корпуса присоединены к разным заземляющим устройствам.
- •6.3.1. Характеристика и свойства сети тт:
- •6.3.2. Расчет тока однофазного кз, напряжений прикосновения и смещения нейтрали, расчет требуемой чувствительности узо.
- •6.4. Система it- нейтраль изолирована, корпуса заземлены.
- •6.4.1. Характеристика и свойства сети it:
- •6.4.3. Расчет напряжений прямого и косвенного прикосновений в сети it.
- •7. Автоматические выключатели
- •7.1 Определения
- •7.2. Описание
- •7.3 Основные характеристики автоматического выключателя
- •7.3.1. Номинальный ток (In)
- •7.3.2. Наибольшая предельная отключающая способность (Icu или Icn)
- •7.3.3. Наибольшая рабочая отключающая способность (Ics)
- •7.3.4. Время- токовые характеристики расцепителей
- •7.3.5 Типы расцепителей
- •7.3.6. Категория применения (a или b) и номинальный кратковременно выдерживаемый ток (Icw)
- •7.4. Ограничение тока короткого замыкания, токоограничивающие автоматы
- •7.5. Согласование характеристик автоматических выключателей, каскадирование
- •7.6. Селективность отключения
- •7.6.4. Логическая селективность
- •7.7. Выбор автоматического выключателя и уставок его расцепителей
- •8. Пуск и самозапуск асинхронных электродвигателей
- •8.1. Условия успешного пуска асинхронного двигателя (ад)
- •8.2. Механические характеристики ад
- •8.3. Механические характеристики приводимых механизмов
- •8.4. Учет снижения пускового тока в процессе разгона
- •8.5. Динамический (избыточный) момент и время разгона
- •8.5. Тормозной момент, кривая выбега и время остановки
- •8.5. Проверка возможности одиночного и группового самозапуска ад
- •8.6. Проверка допустимости колебания напряжения для работающих двигателей и освещения при пуске ад
- •8.7. Пример
- •8.8. Устройства плавного пуска (упп) (Softstart)
- •Два способа включения тиристоров
- •9. Схемы распределения электроэнергии.
- •9.1. Требования, предъявляемые к схемам.
- •9.2. Внутрицеховые электрические сети.
- •9.3. Схемы распределительных сетей напряжением выше 1000 в.
- •Список литературы
6. Режимы нейтрали в сетях напряжением ниже 1000 в
6.1. Классификация электрических сетей.
Электрические сети напряжением выше 1000 В в зависимости от системы заземления нейтрали подразделяются на:
- сети с малыми токами замыкания на землю или сети с изолированной или компенсированной нейтралью. В России – это сети напряжением 6 – 35 кВ. Ток однофазного замыкания на землю в сети с изолированной нейтралью приближенно можно определить по эмпирическим формулам I = U · L / 10 – для кабельной сети и I = U · L / 350 – для воздушной сети, где U = [кВ], L= [км], I = [A].
- сети с большими токами замыкания на землю, в России – это сети напряжением 110 кВ и выше.
Международное обозначение режима нейтрали в электрических сетях напряжением ниже 1000 В, используемое во всем мире, состоит из двух или трех латинских букв (Л10, 1.7.3).
Первая буква обозначает позицию нейтрали по отношению к земле:
Т - глухозаземленная нейтраль, от Terre- земля (фр.);
I - изолированная нейтраль, от Isole- изолированный (фр.).
Вторая буква обозначает позицию корпусов по отношению к земле:
Т - корпуса заземлены, N- корпуса соединены с нейтралью источника (занулены), от Neutre- нейтраль (фр).
Третья буква определяет схему соединения нейтрального (N) и защитного (PE) проводников:
С - проводники N и PE совмещены (PEN), от Confondu (фр.),
S - проводники N и PE существуют раздельно, от Separe (фр).
Электрические сети напряжением ниже 1000 В в зависимости от системы заземления нейтрали делятся на три основные группы:
- TN- нейтраль заземлена, корпуса занулены;
- ТТ- нейтраль и корпуса присоединены к разным заземляющим устройствам;
- IT- нейтраль изолирована, корпуса заземлены.
В нормальном режиме работы и при междуфазных КЗ поведение этих трех групп сетей не отличается друг от друга. Но при однофазных замыканиях на землю или на заземленный корпус (70 – 80% всех замыканий) эти сети значительно отличаются друг от друга по степени пожарной опасности, бесперебойности электроснабжения потребителей и по условиям и способам обеспечения электробезопасности, требованиям к заземляющим устройствам, простоте и удобству проектирования и эксплуатации.
Основываясь на трех перечисленных критериях, рассмотрим основные характеристики систем TN, TT, IT, их преимущества и недостатки
6.2. Система tn- нейтраль заземлена, корпуса занулены
Рис.6.1. Сеть TNC.
Существуют два варианта сети TN:
- Четырехпроводная сеть TNC, где функции нулевого защитного (РЕ) и нейтрального рабочего (N) проводников совмещены в одном проводнике PEN;
- Пятипроводная сеть TNS с разделенными нейтральным рабочим (N) и нулевым защитным (РЕ) проводниками.
6.2.1. Характеристика и свойства сетей tnc, tns:
- нейтраль глухо заземлена;
- корпуса присоединены к проводнику PEN (система TNC) или к проводнику РЕ (система TNS), последний присоединен к нейтрали источника и в нескольких точках - к заземляющему устройству;
- ток однофазного замыкания на корпус велик (это короткое замыкание (КЗ));
- косвенное прикосновение (прикосновение к металлическому корпусу, который оказался под напряжением в результате повреждения изоляции) опасно, однофазные КЗ необходимо автоматически отключать;
- автоматическое отключение должно быть обеспечено максимально-токовой защитой (МТЗ); для этого ток однофазного КЗ должен быть достаточно большим, а сопротивление петли «фаза-ноль»- весьма малым;
- прямое прикосновение (прикосновение к токоведущей части) всегда опасно, т.к. напряжение прикосновения равно фазному напряжению сети;
- проверка надежности срабатывания МТЗ производится при проектировании путем расчета, а в эксплуатации - путем измерения сопротивления петли «фаза-ноль».
Рис.6.2. Сеть TNS.
Преимущества:
- единственная защита (МТЗ) от всех ненормальных режимов, экономия за счет возможного отказа от УЗО;
- экономия в схеме TNC благодаря устранению одного полюса выключателей и одного проводника;
- не требуется постоянный эксплуатационный надзор.
Недостатки:
- низкая степень бесперебойности электроснабжения, т.к. при однофазном замыкании на корпус (60 – 85% всех повреждений в сети) происходит отключение питания;
- большой ток однофазного КЗ часто является причиной пожара;
- необходимость проверки сопротивления петли «фаза-ноль» при проектировании и в эксплуатации, для этого персонал должен иметь достаточную квалификацию.
В настоящее время ПУЭ рекомендуют преимущественное применение системы TN для электроcнабжения жилых, общественных, промышленных зданий и наружных установок [10, 1.7.57].