электроснабжение
.pdfСпособы прокладки силовых кабелей
Кабельная линия – линия для передачи электроэнергии, состоящая из одного или нескольких параллельных кабелей с соединительными, стопорными и концевыми муфтами и крепежными деталями.
Кабельная траншея – открытое искусственное сооружение, вырытое в земле с определенной глубиной и шириной и предназначенное для прокладки в ней кабелей. После прокладки кабелей и их испытаний траншея засыпается землей.
Кабельное сооружение – сооружение, предназначенное для размещения в нем кабелей, кабельных муфт и другого оборудования, обеспечивающего нормальную работу кабелей. Сооружения – кабельные туннели, каналы, короба, шахты.
Кабельный туннель – закрытое сооружение с расположенными в нем опорными конструкциями для размещения на них кабелей и кабельных муфт, со свободным проходом по всей длине.
Кабельный канал – закрытое или заглубленное непроходное сооружение.
Кабельный блок – кабельное сооружение с трубами для прокладки в них кабелей с относящимися к ним колодцами.
Кабельная камера – подземное сооружение, закрываемое глухой съемной бетонной плитой и предназначенное для укладки кабельных муфт или для протяжки кабелей в блоки. Камера со входом – кабельный колодец.
Кабельная эстакада – горизонтальное сооружение, предназначенное для прокладки кабелей над землей (может быть проходной или непроходной).
Кабельный лоток – из негорючих материалов. Предназначен для прокладки в ней кабелей.
Кабельная шахта – специальное вертикальное сооружение в здании с закладными деталями в стенах, в кот. вмонтированы крепления.
Кабельная галерея – надземное или неземное закрытое полностью или частично проходные кабельные сооружения.
Измерительный комплекс учета: ТТ, ТН, счетчик, линии связи, телеметрия.
Точность учета Счетчики:
-одноэлементные (однофазные) P U I cos
-двухэлементные (в сетях с изолированной нейтралью)
PU AB I A cos( UAB IA ) UCB IC cos( UCB IC )
-трехэлементные (в сетях с эффетивнозаземленной нейтралью)
PU A I A cos A UB IB cos B UC IC cos C
Счетчики:
Индукционные счетчики
+ Диск – модель асинхронного двигателя - Трение, тормозящие моменты
Индукционные счетчики не могут быть с классом точности меньше 1. Отклонение оси от вертикали не более 2 .
Индукционные счетчики – самые незащищенные при несанкционированном доступе
Электронные счетчики – построены на микропроцессорной системе с использованием модуляции входного сигнала.
Цифровые счетчики – используют АЦП для тока и напряжения
|
1 |
T |
|
P |
u i |
|
|
T |
|
||
|
0 |
- 96 точек на период. |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
1 |
|
|
P |
u j ij t |
|
|
T |
|
||
|
j 1 |
|
Класс точности 0,2S.
Измерительные трансформаторы напряжения (Линейное 100 В; Фазное 57,7 В)
Функции: снижение напряжения до безопасного для жизни человека уровня; поддержание максимально точного коэффициента трансформации Виды ТН: НОМ – напряжения однофазный масляный (6-35 кВ); НОЛ – напряжения
однофазный литой (6-35 кВ); НТМИ – трехфазный масляный измерительный (6-10 кВ); НТМК – трехфазный с компенсацией угловой погрешности (6-10 кВ); НАМИ – антиферрорезонансный (6-10 кВ); НАМИТ – антиферрорезонансный улучшенных свойств (6-10 кВ); НКФ – каскадный с фарфоровым корпусом (от 110 кВ); НДЕ – делитель емкостной: высокий температурный эффект, старение изоляции.
U погрешность напряжения |
V |
- угловая погрешность |
|||||||||||
U |
U2 U '1 |
|
100% |
V |
U '1 ^ U2 |
|
|||||||
U '1 |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
U` - которое должно быть |
|
|
|
||||||||||
Для коммерческих измерений ТН должен иметь: |
|
|
|||||||||||
|
U |
|
0,5%; |
|
|
V |
|
20 ' |
|
На |
точность оказывает |
||
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
влияние вторичная нагрузка: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S2ном |
– мощность, при |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
которой U 0, 5% |
Поскольку, сигнал идет на измерительные приборы каждого фидера, S больше!
Выход: витковая коррекция – на всех ТН.
ТН должны иметь практически неизменный коэффициент трансформации на всем времени эксплуатации. Нагрузка вторичных цепей должна быть предельно мала. ТН работают практически на ХХ. Номинальная мощность ТН – мощность нагрузки вторичных цепей, при которых погрешность не превышает номинальной для коммерческого учета.
ХХ – S2 = 0 отсюда Zm велико и ток Im стремится к 0, значит I` = 0 и Um = U2, Um = U`1 а значит погрешность ТН равно 0.
Измерительные трансформаторы тока
Назначение: создание гальванической развязки между силовой сетью и оборудованием; поддержание коэффициента трансформации
Номинальный вторичный ток: 5 А и 1 А(500 кВ).
Токовая погрешность: I I2 I '1 100%
I2
Угловая погрешность: I I '1 ^ I2
Для коммерческого учета необходим класс точности 0,5.
Нелинейность характеристики погрешности ТТ обусловлена кривой намагничивания. Для класса точности 0,5:
I1/Iном |
|
I |
|
|
I |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
||||
1...1,2 |
<0,5 |
30' |
||||
0,2 |
<1,0 |
60' |
||||
0,05 |
<1,5 |
90' |
Выход: Замена ТТ, выпуск ТТ с двумя первичными обмотками.
В измерительных комплексах учета используют ТТ с классом точности 0,5S
При возникновении к.з. ТТ меняют свои свойства, необходима процедура размагничивания. Использование ТТ с точностью 0,5S – для учета (специальный) уменьшает погрешность ТТ. ТТ на основе пояса Роговского (без намагничивания). У таких тр-ров отсутствует погрешность, но нужно устанавливать их строго перпендикулярно токоведущим частям.
Линии связи (от ТН до счетчика)
Чтобы снизить потери в ЛС используются провода до 120 мм2. Для целей коммерческого учета U 0, 25%UНОМ . Для
измерения потерь используют метод свободной жилы. Такой метод тоже дает неточные показания, так как в свободную жилу происходит наводка напряжения от
токоведущих частей.
Две параллельные линии для снижения тока, а следовательно и падения напряжения.
(чаще применяется)
Погрешность измерительного комплекса на примере однофазной схемы |
Допущение: счетчик идеальный, ТТ и ТН класса 0,5, линии |
связи не учитываем. |
P U I cos |
P ' U ' I ' cos U I |
U (1 0, 005) I (1 0, 005) cos( 20 ' 30 ') |
P P P ' 100% 1, 9% - только от ТТ и ТН |
P |
Суммарная погрешность = 1,9% + 0,5%(от счетчика) = 2,4% |
Предел относительной погрешности учета.
|
W |
1,1 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
... |
|
|
V |
I |
OC |
ЛС |
|
|
V - предел относительной погрешности ТН
I - предел относительной погрешности ТТ
OC - предел основной погрешности счетчика
ЛС - предел относительной погрешности, вносимой линиями связи от ТТ и ТН до
счетчикапредел относительной погрешности, обусловленной угловой погрешностью ТТ и
ТН
Недостатки: теряем знак при возведении в квадрат; не учитываем, что погрешности разные при использовании разных трансформаторов. Эта формула справедлива для большого числа одинаковых измерительных комплексов.
Балансовый метод контроля точности
Каждый комплекс имеет погрешность:
НБФАКТ |
|
WПi WОj W |
|
WПi |
|||
|
|
НБДОП Пi Пi 2 Oj Oj 2
Ï i - погрешность i-го измерительного комплекса учета поступившей энергииÏ i - доля поступившей энергии, учтенной i-м комплексом
Î j - погрешность j-го измерительного комплекса учета отпущенной энергииOj - доля отпущенной энергии, учтенной j-м комплексом
Отклонение частоты
Отклонение частоты от номинальной равно разности фактического и номинального значений частоты. Усредненное значение частоты fy вычисляется как результат усреднения N наблюдений fi (число наблюдений должно быть не меньше 15) на
|
1 |
N |
|
интервале времени 20 с: f y |
fi . |
||
|
|||
|
N i 1 |
Отклонение частоты Δf определяется по формуле:
f fy fНОМ
Нормально допустимый диапазон Δf: f 0, 2 Гц . Предельно допустимый диапазон Δf: f 0, 4 Гц .
Качество э/э по отклонению частоты считается соответствующим требованиям ГОСТ, если максимальное из всех измеренных и усредненных за каждые 20 с в течение 24 ч значений отклонения частоты не превышает предельно допустимых значений, а значение усредненного с вероятностью 95% не превышает нормально допустимых значений.
Относительное время превышения диапазонов:
T1 t1 t2 100% 1440
T2 t3 100% 1440
Допустимые значения:
T1 5%
T2 0%
При отклонениях частоты от номинальной ухудшается работа как источников, так и потребителей э/э.
Отклонения напряжения
Установившееся отклонение напряжения – это отклонение напряжения от его номинального значения в установившемся режиме работы электрических сетей, усредненное за расчетный интервал.
Нормально и предельно допускаемые значения установившегося отклонения напряжения на выводах приемников э/э составляют 5 и соответственно. Отличные от нормируемых, нормально и предельно допустимые значения установившегося отклонения напряжения в точках присоединения потребителей к сети 0,38 кВ и выше должны быть установлены в договорах между энергоснабжающими организациями и потребителем.
|
|
|
|
|
N |
|
|
UУ UНОМ |
|
|
U1i 2 |
UУ |
|
100%; |
UУ |
i 1 |
|
|
|
||||
|
|
UНОМ |
|
N |
Значение установившегося значения Uу вычисляется как результат усреднения напряжения основной частоты по N наблюдениям на интервале усреднения 60 с, число наблюдений не менее 18.
Потребитель устанавливает как минимум 2 диапазона напряжений на границе балансовой принадлежности – для зимы и для лета.
При повышении напряжения:
-перегрев статоров АД
-уменьшение срока службы ламп накаливания
-перегрев сердечника трансформатора
-увеличение потребления реактивной мощности вентильными преобразователями
При снижении напряжения:
-уменьшение вращающих моментов АД
-перегрев роторов АД, уменьшение их пусковых и опрокидывающих моментов
-уменьшение светового потока ламп накаливания
-перерасход э/э и ухудшения технологического процесса электропечей
Несимметрия наряжений
a. Коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности –
величина, равная отношению напряжения обратной последовательности к номинальному напряжению.
Вычисляется как результат усреднения N наблюдений K2Ui (число наблюдений не менее 9) на интервале времени 3 с:
|
|
|
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
K22Ui |
|
|
|
|
U2i |
|
K |
|
|
i 1 |
; |
K |
|
|
100%; |
|
2U |
|
2Ui |
|
||||||
|
|
N |
|
|
|
U1i |
|||
|
|
|
|
|
|
|
U2i - действующее напряжение обратной последовательности основной частоты. U1i - действующее напряжение прямой последовательности основной частоты. U2i допускается вычислять по приближенной формуле:
U2i 0,62 UНБi UНМi
UНБi и UНМi - наибольшее и наименьшее действующие значения из трех междуфазных напряжений основной частоты.
Нормально и предельно допускаемые значения K2Ui в точках присоединения к электрическим сетям равны 2 и 4 % соответственно. Измерения проводят в течение 24 часов по 3 секунды. Допускается не более 5% времени превышения нормально допустимого значения.
Составляющая обратной последовательности напряжения наводит в роторах машин переменного тока дополнительные токи двойной частоты. Эти токи приводят к дополнительным потерям в обмотках роторов машин, их перегреву и сокращению срока службы. Кроме того, возникают тормозные вращающие моменты.
b. Коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности –
величина, равная отношению напряжения нулевой последовательности к номинальному фазному напряжению.
Вычисляется как результат усреднения N наблюдений K0Ui (число наблюдений не менее 9) на интервале времени 3 с:
|
N |
|
|
|
|
K0U |
K02Ui |
; |
K0Ui |
U0i |
100%; |
i 1 |
|||||
|
N |
|
|
Uном.ф |
|
При симметрии междуфазных напряжений,U0i допускается вычислять по приближенной формуле:
U2i 0,62 UНБ.Фi UНМ .Фi
UНБ .Фi и UНМ .Фi - наибольшее и наименьшее действующие значения из трех действующих
значений фазных напряжений основной частоты.
Нормально и предельно допускаемые значения K0Ui в точках присоединения к четырехроводным электрическим сетям равны 2 и 4 % соответственно. Измерения проводят в течение 24 часов по 3 секунды. Допускается не более 5% времени превышения нормально допустимого значения.
Трехкратный ток нулевой последовательности в нейтральном проводнике приводит к существенным потерям мощности в сети и значительным снижениям напряжения, а также к опасности для человека при заземлении корпуса электроустановки.
Колебания напряжения |
||
Размах изменения напряжения – величина, равная разности значений Ui и Ui+1 |
||
следующих друг за другом экстремумов или экстремума и горизонтального участка |
||
огибающей среднеквадратичных значений напряжения основной частоты, |
||
определенных на каждом полупериоде в процентах от номинального напряжения: |
||
U |
t |
Ui Ui 1 100% |
|
UНОМ |
|
|
|
|
Суммарное максимально допустимое значение размаха изменения напряжения и |
||
установившегося отклонения напряжения в точках присоединения к сети 0,38 кВ ( |
||
UУ Ut ) должно составлять в нормальных режимах не более 10% от номинального |
||
напряжения. |
||
|
|
Изменение светового потока ламп Фt |
|
|
пропорционально размаху изменения напряжения |
|
|
и частоте изменения напряжения. |
|
|
С ростом частоты колебаний напряжения |
|
|
увеличивается раздражение глаз и уменьшается |
|
|
допустимый нормативный размах изменения |
|
|
напряжения. Так продолжается до ~17,5 Гц. При |
|
|
дальнейшем повышении частоты происходит |
|
|
слияние мельканий света и с частоты 25-30 Гц глаз |
|
|
перестает воспринимать колебания света и |
допустимый размах увеличивается. |
Доза фликера
Фликер – субъективное восприятие человеком колебаний светового потока искусственных источников освещения, вызванных колебаниями напряжения в электрической сети. Доза фликера определяет меру восприимчивости человека к воздействию фликера за определенный промежуток времени и является интегральной характеристикой колебаний напряжения. Определяется фликерметром или в зависимости от размаха и частоты изменения напряжения.
Причина появления фликера - резко переменная нагрузка.