- •1 Краткая характеристика электроприемников цеха по режиму работы и категории бесперебойности электроснабжения
- •2 Выбор напряжения цеховой сети и системы питания силовой нагрузки и освещения
- •3 Выбор электродвигателей, пусковой и защитной аппаратуры
- •4 Расчет электроосвещения
- •4.1 Выбор системы освещения и освещённости цеха
- •Для создания равномерного распределения освещенности по всей площади цеха принимаем равномерное размещение светильников.
- •4.2 Выбор типа и мощности источника света
- •4.2.1 Расчёт рабочего освещения
- •4.2.2 Расчёт аварийного освещения
- •4.3 Выбор кабелей, питающих щитки освещения
- •4.3.1 Выбор кабеля, питающего щиток рабочего освещения
- •4.3.2 Выбор кабеля, питающего щиток аварийного освещения
- •4.4 Выбор схемы питания осветительной установки
- •4.5 Выбор типа и расположения группового щитка, компоновка сети и её выполнение
- •4.5.1 Выбор аппаратов рабочего освещения
- •4.5.2 Выбор аппаратов аварийного освещения
- •5 Расчет электрических нагрузок
- •5.1 Расчет сварочной нагрузки методом эффективных мощностей
- •5.2 Расчёт электрических нагрузок методом упорядоченных диаграмм
- •5.3 Распределение нагрузки по распределительным щитам
- •5.3 Выбор распределительных щитов
- •5.4 Ответвления к электроприемникам
- •6 Выбор числа и мощности цеховых трансформаторов
- •7 Выбор схемы электроснабжения
- •8 Расчёт необходимой компенсирующей мощности, выбор компенсационного оборудования и его размещение в цеховой сети
- •8.1 Выбор выключателей для подключения ку
- •8.2 Выбор кабельных линий для подключения ку
- •9 Уточнение расчетных нагрузок, числа и мощности цеховых трансформаторов
- •10 Выбор питающих кабелей
- •10.1 Выбор сечения кабеля по нагреву
- •10.2 Выбор сечения кабеля по экономической плотности тока
- •10.3 Выбор сечения кабеля по термической стойкости
- •11 Построение карты селективности защиты
- •11.1 Расчет токов трехфазного короткого замыкания
- •11.1.1 Определение сопротивления элементов схемы
- •11.2 Расчёт токов однофазного короткого замыкания
- •11.3 Карта селективности защиты
- •12 Выбор аппаратуры ячейки кру на гпп
- •13 Расчёт показателей качества электрической энергии
- •13.1 Расчет отклонения напряжения
- •13.1.1 Расчет отклонения напряжения в период максимума нагрузки
- •13.1.2 Расчет отклонения напряжения в период минимума нагрузки
- •13.3 Расчет коэффициента несинусоидальности кривой напряжения
- •13.4 Расчет несимметрии токов и напряжений
- •14 Расчёт заземляющего устройства
13.4 Расчет несимметрии токов и напряжений
В электрических сетях несимметрия может быть продольной и поперечной. Продольная несимметрия обуславливается неравенством сопротивлений в трехфазной системе (когда воздушная линия прокладывается не по треугольнику, а в одной плоскости).
На промышленных предприятиях в основном возникает поперечная несимметрия. Поперечная несимметрия вызывается несимметрией нагрузки (на две фазы, на фазу и нуль, по схеме открытого треугольника). Нарушается симметрия токов, появляются обратная и нулевая последовательности, прохождение которых по сетям приводит к появлению несимметрии напряжения на шинах источника питания. Наличие несимметрии приводит к тому, что в асинхронных двигателях возникает обратный момент, они перегреваются и уменьшается коэффициент мощности.
Для расчета коэффициентов несимметрии (обычно на промышленном предприятии определяющей является обратная последовательность) обратной последовательности составляется расчётная схема. В расчетной схеме должны быть указаны расчётные трехфазные и однофазные нагрузки.
Расчетную схему составим для источника несимметрии – машин дуговой сварки. Несимметрия появляется вследствие несимметричной нагрузки (на парах фаз АВ и ВС – по две машины, на паре фаз СА – одна машина). Расчетная схема показана на рисунке 13.5
Рисунок 13.5 - Расчетная схема
В схеме замещения источник несимметрии показывается источником напряжения, а все ветви проводимостью обратной последовательности. Схема замещения приведена на рисунке 13.6
Рисунок 13.6 -Схема замещения обратной последовательности
где: Y2н – результирующая проводимость нагрузки обратной последовательности;
Y2c – проводимость системы, обратной последовательности.
Несимметрия характеризуется коэффициентом несимметрии:
(13.4.1)
где U2 – напряжение обратной последовательности, В;
Uн – номинальное напряжение источника несимметрии, В.
Согласно ГОСТ 13109-97 в электрической сети до 1000 В допустимое значение К2u = 2 %.
Для кабельных линий, и трансформаторов: (Z1 – сопротивление прямой последовательности, Z2 – сопротивление обратной последовательности).
Определим сопротивление высоковольтной кабельной линии 10 кВ обратной последовательности:
(13.4.2)
где Rкл10 и Xкл10 - активное и индуктивное сопротивление кабельной линии 10 кВ, ,по формулам (11.2), (11.3).
Определим сопротивление трансформатора обратной последовательности:
(13.4.3)
где Rт и Xт - активное и индуктивное сопротивление трансформатора,
,по формулам (11.4), (11.6).
Определим сопротивление низкой сети обратной последовательности:
Определяем активное и индуктивное сопротивление магистрального шинопровода КТА2500, l = 12 м:
,
.
где: R0шма - удельное активное сопротивление магистрального шинопровода, мОм/м;
Х0шма - удельное реактивное сопротивление магистрального шинопровода, мОм/м;
Lшма - длина магистрального шинопровода, м.
Определяем активное и индуктивное сопротивление кабельной линии 0,4 кВ, выполненной кабелем 2хАВВГ (4х50), l = 30 м:
,
.
где: R0кл0,4 - удельное активное сопротивление кабельной линии 0,4 кВ, мОм/м;
Х0кл0,4 - удельное реактивное сопротивление кабельной линии 0,4 кВ, мОм/м;
Lкл0,4 - длина кабельной линии 0,4 кВ, м.
Тогда сопротивления низкой сети:
,
.
(13.4.4)
где Rнс и Xнс - активное и индуктивное сопротивление низкой сети,
Определим результирующее сопротивление нагрузки, обратной последовательности:
(13.4.5)
Определяем результирующую проводимость нагрузки обратной последовательности:
(13.4.6)
Определяем проводимость системы обратной последовательности:
(13.4.7)
где Z2c = Zc = jxc = j0,52 мОм – сопротивление системы обратной последовательности.
Определим результирующую проводимость обратной последовательности:
(13.4.8)
Определим результирующее сопротивление обратной последовательности:
(13.4.9)
Определим модуль результирующего сопротивления:
Определим ток обратной последовательности:
(13.4.10)
где: =49280 ВА – эффективная однофазная мощность машины дуговой сварки по формуле (5.2);
Uн = 380 В – номинальное напряжение машины дуговой сварки.
Определим напряжение обратной последовательности:
(13.4.11)
Тогда коэффициент обратной последовательности будет равен:
Полученный коэффициент несимметрии удовлетворяет требованиям ГОСТа. Установки специальных устройств по уменьшению несимметрии не требуется.