- •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
1.7. Постоянная времени нагрева τ и длительность расчетного максимума нагрузки.
В качестве примера в таблице приведены значения постоянных времени нагрева τ проводов разных сечений.
F мм2 |
Изолированные провода в трубе, τ, мин | ||
4 10 25 |
1 пров |
3 пров |
4 пров |
2,5 6,7 13 |
3 7,5 15,7 |
4 9,5 19,5 |
Вывод: для средних сечений проводов постоянная времени τ равна примерно 10 минутам, следовательно переходный процесс нагрева для них закончится за время 3* τ,≈ 30 мин.
Поэтому, учитывая, что наибольшее распространение имеют проводники сечением10-25 мм2, в качестве расчетной мощности выбирается 30-ти минутный максимум графика нагрузки.
30-ти минутный максимум (греющий максимум) - это средняя нагрузка за максимально нагруженный 30-ти минутный интервал в групповом графике нагрузки.
1.8. Расчет температуры проводника при прохождении тока кз и проверка кабелей на невозгорание.
Методика проверки кабеля на невозгорание заключается в расчете температуры жил кабеля в конце короткого замыкания и сравнении ее с допустимой .
1.Определяется начальная температура жил кабеля (до короткого замыкания).
За начальную температуру принимают максимально возможную температуру предшествующего режима:
Т = Т0 + (I2 / Iдд2 ) * (Тдд-Т0расч) ,
где Т0 – фактическая температура окружающей среды во время короткого замыкания,0С (для Самарской области при прокладке в земле Θ0 = 20 0С, при прокладке в воздухе Θ0 = 300С;
ТДД – расчетная длительно допустимая температура жилы, 0С (для кабелей с пропитанной бумажной изоляцией на напряжение 1 кВ - 80 0С, 6 кВ – 65 0С, 10 кВ – 60 0С; для кабелей с пластмассовой изоляцией - 70 0С и для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена - 90 0С);
Т0расч – расчетная температура окружающей среды, 0С (для земли - 150С, для воздуха - 25 0С).
2.Определяется значение коэффициента К
К = b * IКЗ2 * tО/ F2 ,
где b – постоянная, м4/(кА2 · с), для алюминиевых жил -45,65, для медных – 19,58;
IКЗ – максимальное установившееся значение тока трехфазного короткого замыкания на шинах источника питания с учетом подпитки от электродвигателей 6-10 кВ, кА.
tО – время протекания тока короткого замыкания, с.
tО = tМТЗ ВВ + tР + tВ + tА ,
где tМТЗ ВВ – время действия МТЗ резервной защиты (на вводе на секцию в РП (ГПП), с. Для примера расчета равно 1,25 с. ;
tР – время срабатывания электромеханических реле (0,1 с.) или микропроцессорных защит (0,05 с.);
tВ – время отключения масляного (0,1 с.) или вакуумного (0,03 с.) выключателя;
tА – эквивалентная постоянная времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания от удаленных источников, равная 0,1 с для сети 6-10 кВ.
3.Определяется температура жил в конце короткого замыкания
ТК =Т * еК + а (еК – 1),
где а – величина, обратная температурному коэффициенту электрического сопротивления при 0 0С, равная 228 0С.
Пример расчета.
Кабель с алюминиевыми жилами 3х150 и бумажной пропитанной изоляцией напряжением 10 кВ проложен частично в земле, частично на воздухе.
I = 195 A, Iдд земл = 275 А, Iдд возд = 210 А, Iкз = 8,64 кА,
tМТЗ ВВ = 1,25 с, tР = 0,05с, tВ = 0,03 с, tА = 0,1 с.
1. Начальная температура Т З = 20 + (60 – 15) · (195/275)2 = 42,6 0С – в земле,
Т В = 30 + (60 – 25) · (195/210)2 = 60,2 0С – в воздухе.
2. tО = 1,25 + 0,05 + 0,03 + 0,1 = 1,43 с.
К = 45,65 · 8,642 · 1,43 / 1502 = 0,22.
3. При прокладке кабеля в земле
ТКЗ = 42,6 · е0,22 + 228 (е0,22 – 1) = 108 0С,
При прокладке в воздухе
ΘК В = 60,2 · е0,22 + 228 (е0,22 – 1) = 131 0С.
Предельно допустимые температуры нагрева проводников, при которых кабели пригодны к дальнейшей эксплуатации после отключения короткого замыкания, приведены в табл.[11]. В частности, для кабелей 6-10 кВ с бумажной пропитанной изоляцией она составляет 200 0С, (по условию невозгорания – 350 0С).
Отсюда следует вывод о возможности его нормальной дальнейшей эксплуатации после отключения короткого замыкания.