Защита асинхронных электродвигателей напряжением до 1 кВ

Асинхронные двигатели напряжением до 1 кВ защищают:

от многофазных, а в случае заземленной нейтрали и зануления корпусов также от одно­фазных КЗ;

от перегрузок, если они возможны по условиям эксплуатации или по характеристике приводного механизма;

от понижения напряжения, если самозапуск двигателей недопустим или нежелателен.

АД напряжением до 1 кВ защищают плавкими предохранителями, расцепителями авто­матических выключателей или тепловыми реле магнитных пускателей (см. гл. 4).

Защиту двигателя от КЗ в сетях с глухозаземленной нейтралью выполняют трехфазной (от междуфазных КЗ и однофазных на землю). Защиту двигателя от КЗ выполняют отдельно для каждого двигателя. Выбор предохранителей см. в гл. 18.

Защита автоматическими выключателями позволяет осуществить все виды защит:

от КЗ - электромагнитными и полупроводниковыми расцепителями;

перегрузки - электротепловыми расцепителями;

снижения напряжения - расцепителями минимального напряжения.

Защита двигателей от КЗ может осуществляться с помощью максимальных токовых реле типа РЭВ в виде токовой отсечки. На рис. 20.14 приведена схема ТО без выдержки времени в трехфазном исполнении. Реле тока КА1 ...КАЗ включены в каждую фазу статора непосредст­венно. При срабатывании хотя бы одного реле размыкается соответствующий контакт КА1 ...КАЗ в цепи катушки контактора КМ и электродвигатель отключается от сети. Для защиты можно использовать и реле, включаемые через ТТ. При выборе тока срабатывания к_отс = 1,3... 1,5, а к_ч > 2,0 при КЗ на выводах электродвигателя.

Защита двигателей от перегрузки осуществляется токовой защитой, реагирующей на возрастание тока, а также температурной защитой. Токовая защита выполняется электромеха­ническими, полупроводниковыми или электротепловыми реле. Защита двигателя от перегрузки должна срабатывать при кратковременных перегрузках, поэтому она имеет выдержку времени и может действовать на отключение, сигнал или разгрузку механизма двигателя.

Защиту от перегрузки устанавливают, когда имеет место технологическая перегрузка или когда необходимо ограничить длительность пуска или самозапуска двигателей

F2

км

-п^ It KT П КЛ! Ку12 КА4 КМ1

П—

ja/i kstj

SBt KM

KST2

Рис. 20.14. Принципиальная схема защиты электродвигателя напряжением до 1 кВ:

а - от междуфазных КЗ (реле максимального тока КА1, КА2, КАЗ) и перегрузки (реле максимального тока КА4); б - от перегрузки с помощью электротепловых реле KST1 и KST2

при пониженном напряжении. Защита от перегрузки, выполняемая с помощью элект­ромагнитных реле, содержит реле тока и реле времени (КА4 и КТ на рис. 20.14, а). Если защита должна отключать двигатель и при обрыве фазы, то ее выполняют двухфазной. Двухфазной должна быть защита и при наличии плавких предохранителей, используемых для защиты дви­гателей от КЗ. Условия выбора тока срабатывания электромагнитных реле тока:

1с.р ^(котсксх 1д.ном )/(квК,)                                                  (20.12)

Iс.р £ (0,75к_СхI_д.ном )/ К,                                                        (20.13)

где 1_дном - номинальный ток двигателя; к_отс =1,1... 1,2; к_в = 0,8.

По первому условию реле не должно срабатывать в нормальном режиме работы двигате­ля; по второму условию реле должно приходить в действие при пусках двигателя, если пуск за­тянулся; t_c3 = 3 с.

При длительной перегрузке и при затянувшемся пуске двигателя реле времени КТ успе­вает сработать и, размыкая контакт КТ в цепи катушки контактора КМ (см. рис. 20.14), отклю­чить двигатель.

Токи срабатывания полупроводниковых расцепителей автоматических выключателей при срабатывании защиты от перегрузки выбирают по приведенным выше двум условиям. За­щита считается эффективной, если

Iс.р <(1,2.Д4)!_д.н₀м                                                                (20.14)

Последнее условие не выполняется расцепителями автоматических выключателей «Электрон» из-за низкого к_в = 0,75 и значительного к_отс = 1,3... 1,5.

Полупроводниковые расцепители автоматических выключателей типов «Электрон», А3700, ВА имеют регулируемую выдержку времени (4... 16 с) при кратности тока, равной 61_{расц ном} . Это обеспечивает недействие защиты в нормальном пусковом режиме.

Защита от перегрузки, выполняемая с помощью тепловых расцепителей или электротеп­ловых реле автоматических выключателей, получается наиболее эффективной, если 61_{расц ном} =

I

д.ном

На рис. 20.14, б показано использование электротепловых реле для защит от перегрузки, а так как эта защита используется для защиты двигателя от работы на двух фазах, то магнитный

пускатель содержит два тепловых реле (КБТ1 и КБТ2). Номинальный ток электротеплового ре­ле определяют по условию

¹ р.ном ~ ¹нг.ном » ¹д.ном ^{/ К}1                                                            ⁽²⁰-¹⁵⁾

где 1_нгном - номинальный ток сменного нагревателя электротеплового реле.

Аппаратом защиты минимального напряжения является магнитный пускатель или кон­тактор, так как при напряжении менее (0,6... 0,7)U_HOM он автоматически отключается, и вклю­чить его можно с помощью схем управления при восстановлении напряжения в сети.

Список литературы

1. Головкин П. И. Энергосистема и потребители электрической энергии. -М.: Энергия,

2. Ермилов А. А. Основы электроснабжения промышленных предприятий. -М.: Энерго- атомиздат, 1983.

3. Иванов В. С, Соколов В. И. Режимы потребления и качество электроэнергии систем электроснабжения промышленных предприятий. - М.: Энергоатомиздат, 1987.

4. Идельчик В.И. Электрические системы и сети: Учебник для вузов. - М.: Энергоатом- издат, 1989.

5. Киреева Э. А. Юнес Т., Айюби М. Автоматизация и экономия электроэнергии в сис­темах промышленного электроснабжения: Справочные материалы и примеры расчетов. - М.: Энергоатомиздат, 1998.

6. Князевский Б. А., Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий. - М.: Высш. шк., 1986.

7. Кудрин Б. И. Электроснабжение промышленных предприятий. - М.: Энергоатомиздат,

1995.

8. Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок. - М.: Высш. шк., 1990.

9. Неклепаев Б.Н. Электрическая часть электростанций. - М.: Энергия, 1986.

10. Переходные процессы в системах электроснабжения: Учебник / В. Н. Винославский, Г. Г. Пивняк, Л. И. Несен и др.; Под ред. В. Н. Винославского. - Киев: Выща шк., 1989.

11. Правила устройства электроустановок. - М.: Энергоатомиздат, 1998.

12. Проектирование промышленных электрических сетей / В. И. Крупович, А. А. Ерми­лов, В. С. Иванов, Ю.В. Крупович. - М.: Энергия, 1979.

13. Справочник: Комплектные электротехнические устройства. - М.: Энергоатомиздат,

1999.

14. Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования / Под ред. В. И. Круповича и др. 3-е изд. - М.: Энергия, 1981.

15. Справочник по проектированию электроснабжения. Электроустановки промышлен­ных предприятий / Под ред. В. И. Круповича, Ю. Г. Барыбина, М. Л. Самовера. - М.: Энергия, 1980.

16. Справочник по электропотреблению в промышленности / Под ред. Г. П. Минина и Ю. В. Копытова. - М.: Энергия, 1978.

17. Электрические сети жилых домов / Г. В. Мирер, И. К. Тульчин, Г. С. Гринберг, В.Н. Смирнов. - М.: Энергия, 1974.

18. Электротехнический справочник: В 3 т. Т. 3. В 2 кн. Кн.1. Производство и распреде­ление электрической энергии. - М.: Энергоатомиздат, 1988.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие................................................................................................................................. 3

Глава 1. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О СИСТЕМАХ

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ......................................................................................... 4

1.1. Общие сведения.................................................................................................................... 4

1.2. Электрические параметры электроэнергетических систем................................................ 7

1.3. Напряжения электрических сетей......................................................................................... 8

1.4. Управление электроэнергетическими системами.............................................................. 10

1.5. Структура потребителей и понятие о графиках их

электрических нагрузок............................................................................................................. 11

1.6. Преимущества объединения электроэнергетических систем........................................... 13

1.7. Организация взаимоотношений между энергосистемой

и потребителями........................................................................................................................ 16

Глава 2. РЕЖИМЫ РАБОТЫ НЕЙТРАЛИ

В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ................................................................................. 17

2.1. Режим работы нейтрали в установках напряжением выше 1 кВ...................................... 17

2.2. Режим работы нейтрали в установках напряжением до 1 кВ....................... 19

Глава 3. КОНСТРУКТИВНОЕ ВЫПОЛНЕНИЕ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ................................................................. 20

3.1. Общие сведения.............................................................................................. 20

3.2. Воздушные линии............................................................................................ 22

3.2.1. Общие сведения.................................................................................... 22

3.2.2. Провода воздушных линий................................................................... 23

3.2.3. Изоляторы воздушных линий............................................................... 24

3.2.4. Опоры воздушных линий...................................................................... 25

3.3. Кабельные линии............................................................................................. 27

3.3.1. Конструкции кабелей............................................................................ 27

3.3.2. Способы прокладки кабелей напряжением 6... 10 кВ......................... 29

3.4. Токопроводы напряжением 6...35 кВ............................................................. 35

3.5. Конструктивное выполнение цеховых сетей напряжением до 1 кВ............. 37

3.5.1. Общие сведения.................................................................................... 37

3.5.2. Электропроводки.................................................................................. 38

3.5.3. Шинопроводы........................................................................................ 41

Глава 4. ОСНОВНОЕ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОДСТАНЦИЙ   46

4.1. Силовые трансформаторы, автотрансформаторы

и преобразовательные агрегаты..................................................................... 46

4.1.1. Общие сведения о силовых трансформаторах.................................... 46

4.1.2. Общие сведения об автотрансформаторах.......................................... 49

4.1.3. Преобразовательные агрегаты............................................................. 49

4.2. Коммутационная аппаратура напряжением выше 1 кВ................................ 50

4.2.1* Выключатели напряжением выше 1 кВ............................................... 50

4.2.2. Выключатели нагрузки напряжением выше 1 кВ................................ 52

4.2.3. Плавкие предохранители напряжением выше 1 кВ............................. 52

4.3. Разъединители, отделители и короткозамыкатели

напряжением выше 1 кВ.................................................................................. 53

4.4. Изоляторы и шины распределительных устройств напряжением выше 1 кВ    54

4.5. Коммутационные аппараты напряжением до 1 кВ........................................ 55

4.5.1. Предохранители напряжением до 1 кВ................................................ 55

4.5.2. Автоматические выключатели............................................................. 56

4.5.3. Контакторы и магнитные пускатели.................................................... 57

Глава 5. СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

В СИСТЕМЕ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ................................................ 58

5.1. Общие сведения............................................................................................... 58

5.2. Выбор номинальных напряжений................................................................... 59

5.3. Источники питания и пункты приема электроэнергии

объектов на напряжении выше 1 кВ............................................................... 59

5.3.1. Источники питания и требования к надежности электроснабжения........................... 59

5.3.2. Схемы подключения источников питания........................................... 61

5.3.3. Типы электроподстанций...................................................................... 62

5.4. Принципы выбора схемы распределения электроэнергии............................ 63

5.5. Схемы электрических сетей внутри объекта

на напряжении 6... 10 кВ................................................................................. 64

5.6. Схемы городских распределительных сетей напряжением до 1 кВ............. 70

5.7. Схемы цеховых электрических сетей напряжением до 1 кВ......................... 72

5.8. Схемы осветительных сетей........................................................................... 76

Глава 6. СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ПОДСТАНЦИЙ 79

6.1. Принципы выбора схем электроподстанций.................................................. 79

6.2. Схемы главных понижающих подстанций и подстанций глубокого ввода 81

6.2.1. Присоединение главных понижающих подстанций и подстанций глубокого ввода к линиям

напряжением 35...220 кВ...................................................................... 81

6.2.2. Присоединение распределительных устройств напряжением 6... 10 кВ к понижающим трансформаторам................................................................................... 83

6.2.3. Схемы с двумя системами шин............................................................ 84

6.3. Схемы распределительных подстанций напряжением выше 1 кВ................ 86

6.4. Схемы трансформаторных подстанций

напряжением 6... 10/0,4...0,66 кВ.................................................................... 89

6.4.1. Присоединение цеховых трансформаторных подстанций

к линиям напряжением 6...10 кВ.......................................................... 89

6.4.2. Присоединение трансформаторных подстанций к линиям напряжением 6...10 кВ для питания городских потребителей............................... 90

6.5. Схемы распределительных подстанций

на напряжении до 1 кВ.................................................................................... 91

ТРАНСФОРМАТОРНЫХ И РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ ПОДСТАНЦИЙ............................... 93

7.1. Принципы компоновки и размещения трансформаторных

и распределительных подстанций.................................................................. 93

7.1.1. Общие сведения.................................................................................... 93

7.1.2. Размещение подстанций........................................................................ 94

7.2. Комплектные распределительные устройства

напряжением до 1 кВ....................................................................................... 96

7.3. Комплектные распределительные устройства напряжением

выше 1 кВ...................................................................................................... 100

7.4. Внутренние распределительные устройства.............................................. 103

7.5. Открытые распределительные устройства напряжением

до 220 кВ....................................................................................................... 105

7.6. Комплектные трансформаторные подстанции.............. ,........................... 106

7.6.1. Назначение и классификация.............................................................. 106

7.6.2. Конструктивное исполнение комплектных трансформаторных подстанций........... 109

7.7. Конструктивное исполнение распределительных

подстанций напряжением 6... 10 кВ............................................................ 114

7.8. Примеры выполнения подстанций напряжением

6... 10/0.4..Д66 кВ......................................................................................... 116

Глава 8. ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРАФИКОВ НАГРУЗКИ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ................................................................... 118

8.1. Графики электрических нагрузок................................................................ 118

8.1.1. Индивидуальные графики нагрузок.................................................. 118

8.2. Групповые графики электрических нагрузок.............................................. 120

8.3. Математическое описание электрических нагрузок................................... 121

8.3.1. Представление нагрузки случайным процессом.............................. 121

8.3.2. Представление нагрузок случайными величинами.......................... 123

8.4. Показатели графиков электрических нагрузок........................................... 125

8.4.1. Коэффициент использования............................................................ 126

8.4.2. Коэффициент включения.................................................................... 126

8.4.3. Коэффициент загрузки........................................................................ 127

8.4.4. Коэффициент формы графика нагрузки............................................ 127

8.4.5. Коэффициент заполнения графика.................................................... 128

8.4.6. Коэффициент энергоиспользования................................................... 129

8.4.7. Коэффициент одновременности максимумов нагрузки................... 129

Глава 9. РАСЧЕТНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ............................................................. 130

9.1. Нагрузочная способность электрооборудования....................................... 130

9.1.1. Общие сведения................................................................................... 130

9.1.2. Нагревание проводов и кабелей......................................................... 132

9.2. Понятие расчетной электрической нагрузки.............................................. 134

9.3. Расчет электрических нагрузок по коэффициенту расчетной активной мощности 136

9.4. Расчет нагрузки электрического освещения................................................ 140

9.5. Порядок определения расчетной нагрузки элемента сети, питающей группу электроприемников напряжением до 1 кВ................................................... 140

9.6. Определение пиковых нагрузок................................................................... 141

9.7. Расчет нагрузки электроприемников напряжением выше 1 кВ.................. 142

9.8. Расчет электрической нагрузки предприятия............................................. 143

Глава 10. РАСЧЕТНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ

ГОРОДСКИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ.................................... 144

10.1. Расчетные электрические нагрузки жилых зданий................................... 144

10.2. Расчетные электрические нагрузки общественных зданий...................... 146

10.3. Электрические нагрузки распределительных сетей напряжением до 1 кВ       147

10.4. Расчетные электрические нагрузки городских электрических

сетей напряжением 6... 10 кВ и центров питания........................................ 148

Глава 11. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДА И ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 149

11.1. Определение расхода активной электроэнергии объекта электроснабже­ния 149

11.2. Потери активной электроэнергии на передачу

в электрических сетях................................................................................. 150

11.3. Расчет нагрузочных потерь электроэнергии в линиях.............................. 151

11.3.1. Расчет нагрузочных потерь электроэнергии в линиях

по средней нагрузке......................................................................... 151

11.3.2. Расчет нагрузочных потерь электроэнергии в линиях

по времени потерь............................................................................ 151

11.4. Потери активной электроэнергии в трансформаторах............................. 151

Глава 12. ПАРАМЕТРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ

И ИХ НОРМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ................................................. 152

12.1. Электрические параметры сети.................................................................. 152

12.2. Характеристика симметричных синусоидальных

рабочих режимов........................................................................................ 154

12.3. Схема замещения сети................................................................................ 155

12.4. Погонные параметры линий....................................................................... 155

12.5. Схема замещения линии............................................................................. 159

12.6. Сопротивления и проводимости трансформаторов................................. 159

12.7. Нагрузки в схемах замещения.................................................................... 161

12.8. Параметры элементов электрических сетей системы

электроснабжения промышленных предприятий...................................... 164

12.8.1. Общие сведения................................................................................ 164

12.9. Общие понятия о расчете разомкнутой

распределительной сети............................................................................. 166

12.10. Зависимости между электрическими величинами

для элемента сети...................................................................................... 167

12.11. Упрощенный метод расчета параметров режима.................................. 168

12.12. Потери мощности и напряжения в элементах электрических сетей промышленных предприятий с учетом статических характеристик приемников электроэнергии и батарей кон­денсаторов 170

12.12.1. Влияние статических характеристик потребителей

на нагрузочные потери мощности в элементе сети................... 171

12.12.2. Потери напряжения в элементах электрической сети предприятия с учетом ста­тических характеристик нагрузки........................... 173 Глава 13. КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНЫХ

МОЩНОСТЕЙ

В СИСТЕМЕ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ............................................ 174

13.1. Параметры режимов электрических систем.............................................. 174

13.2. Баланс активных мощностей...................................................................... 175

13.3. Баланс реактивных мощностей.................................................................. 176

13.4. Исходные положения по компенсации реактивной мощности

в системах электроснабжения промышленных предприятий................... 178

13.5. Основные потребители реактивной мощности на промышленных предприятиях    179

13.6. Потребление реактивной мощности асинхронными двигателями.......... 180

13.7. Источники реактивной мощности (компенсирующие устройства)........... 182

13.7.1. Синхронные двигатели как источник реактивной мощности.......... 182

13.7.2. Силовые конденсаторы................................................................... 183

13.8. Размещение компенсирующих устройств в системах электроснабжения промыш­ленных предприятий                                             184

13.9. Регулирование мощности компенсирующих устройств........................... 187

13.10. Влияние компенсирующих устройств на параметры режимов электрических се­тей 187

13.11. Батареи конденсаторов в сетях с резкопеременной

и вентильной нагрузкой............................................................................ 190

Глава 14. КОРОТКИЕ ЗАМЫКАНИЯ В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ......................................................................................................... 192

14.1. Общие сведения........................................................................................... 192

14.2. Причины возникновения и последствия коротких замыканий................. 193

14.3. Назначение расчетов токов КЗ.................................................................. 194

14.4. Переходный процесс при коротком замыкании в простейшей трехфазной цепи при питании от источника неограниченной                                                                                                      мощно­сти  195

14.5. Переходный процесс при трехфазном коротком замыкании

на зажимах генератора............................................................................... 197

14.6. Основные соотношения между токами при трехфазном КЗ.................... 199

14.7. Система относительных единиц................................................................. 200

14.8. Расчетные схемы и определение результирующих сопротивлений цепи короткого замыкания................................................................................................... 202

14.9. Расчет токов КЗ от системы неограниченной мощности......................... 205

14.10. Определение токов КЗ в произвольный момент времени

по расчетным кривым............................................................................... 206

14.11. Расчет токов КЗ на понижающих подстанциях с вторичным напряжением 6...10 кВ 208

14.12. Расчет токов КЗ в сетях и установках напряжением 6...10 кВ

с учетом электродвигателей.................................................................... 210

14.12.1. Общие сведения............................................................................ 210

14.12.2. Расчет токов КЗ от синхронных двигателей

на напряжении выше 1 кВ........................................................... 212

14.12.3. Расчет токов КЗ от асинхронных двигателей

на напряжении выше 1 кВ........................................................... 213

14.12.4. Расчет ударного тока КЗ, генерируемого синхронными и асинхронными двигателями напряжением выше 1 кВ.............................................................. 213

14.13. Расчет токов трехфазного КЗ в сетях и установках напряжением до 1 кВ     214

14.13.1. Общие сведения............................................................................ 214

14.13.2. Сопротивления элементов цепи трехфазного КЗ

в установках напряжением до 1 кВ............................................. 215

14.13.3. Расчет токов трехфазного КЗ в сетях и установках напряжением до 1 кВ 216

14.14. Расчет токов несимметричных КЗ в сетях и установках напряжением ПО и 220 кВ 218

14.14.1. Общие сведения............................................................................ 218

14.14.2. Сопротивления обратной и нулевой последовательно­стей     218

14.15. Порядок расчета токов однофазного КЗ в конечной точке шинопровода напряже­нием 0,38 кВ                  219

14.16. Электродинамическое и термическое действие токов КЗ....................... 221

14.16.1. Электродинамическое действие токов КЗ................................. 221

14.16.2. Термическое действие токов КЗ.................................................. 222

14.17. Способы ограничения токов КЗ............................................................... 223

Глава 15. ВЫБОР АППАРАТОВ И ПРОВОДНИКОВ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ НАПРЯЖЕНИЕМ                                                                                                       ВЫШЕ          1

кВ......................................................................................... 225

15.1. Общие сведения........................................................................................... 225

15.2. Выбор и проверка выключателей напряжением 1...220 кВ....................... 226

15.3. Выбор и проверка предохранителей напряжением выше 1 кВ................. 228

15.4. Выбор и проверка разъединителей, отделителей, короткозамыкате- лей    229

15.5. Выбор и проверка реакторов..................................................................... 230

15.6. Выбор шин и изоляторов............................................................................ 234

15.7. Выбор и проверка трансформаторов тока................................................ 234

15.8. Выбор трансформаторов напряжения....................................................... 236

Глава 16. ВЫБОР ПРОВОДНИКОВ НАПРЯЖЕНИЕМ ВЫШЕ 1 кВ........... 237

16.1. Общие сведения........................................................................................... 237

16.2. Допустимые нагрузки кабелей напряжением 6...35 кВ............................. 238

16.3. Выбор сечений жил кабелей напряжением выше 1 кВ............................... 240

16.4. Допустимые нагрузки на неизолированные провода............................... 242

16.5. Выбор сечений жил неизолированных проводов воздушных

линий напряжением выше 1 кВ................................................................... 243

Глава 17. ВЫБОР СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ.................................. 244

17.1. Общие сведения................................... 1...................................................... 244

17.2. Допустимые перегрузки трансформаторов по предельной температу­ре     246

17.3. Выбор трансформаторов главной понижающей подстанции................... 249

17.4. Принципы выбора единичной мощности

трансформаторов цеховых подстанций.................................................... 249

17.5. Выбор числа цеховых трансформаторов на предприятии

с учетом степени компенсации реактивной мощности............................. 250

17.5.1. Предварительный выбор числа цеховых трансформаторов на предприятии 250

17.5.2. Определение мощности конденсаторов напряжением

до и выше 1 кВ................................................................................. 250

17.5.3. Выбор варианта числа цеховых трансформаторов....................... 251

17.6. Определение числа трансформаторов в каждом цехе.............................. 252

17.7. Подбор совокупностей электроприемников, питаемых

от трансформаторной подстанции цеха.................................................... 253

Глава 18. ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ НА НАПРЯЖЕНИИ ДО 1 кВ 254

18.1. Выбор автоматических выключателей...................................................... 254

18.2. Выбор шинопроводов................................................................................. 255

18.3. Выбор предохранителей напряжением до 1 кВ......................................... 255

18.4. Выбор сечений проводов и кабелей напряжением до 1 кВ

с учетом выбора защиты............................................................................ 256

Глава 19. КАЧЕСТВО ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ 257

19.1. Общие сведения....................................................................... :.................. 257

19.2. Показатели качества электроэнергии........................................................ 258

19.2.1. Основные и дополнительные показатели качества электроэнер­гии 258

19.2.2. Отклонение частоты и причины его возникновения....................... 259

19.2.3. Отклонение напряжения.................................................................. 260

19.2.4. Колебания напряжения.................................................................... 260

19.2.5. Несинусоидальность напряжения................................................... 263

19.2.6. Несимметрия напряжения............................................................... 265

19.2.7. Провал напряжения......................................................................... 266

19.2.8. Импульсное напряжение.................................................................. 267

19.2.9. Временное перенапряжение............................................................. 267

19.3. Влияние качества электроэнергии на работу электроприемни­ков  268

19.3.1. Влияние отклонения частоты в энергосистеме на работу электроприемни­ков       268

19.3.2. Влияние отклонения напряжения на работу электроприемни­ков 269

19.3.3. Статические характеристики асинхронных двигателей............... 272

19.3.4. Влияние колебаний напряжения на работу электроприемни­ков  274

19.3.5. Влияние несимметрии напряжения на работу электроприемни­ков 275

19.3.6. Влияние несинусоидальности напряжения на работу электроприемни­ков   277

19.4. Регулирование показателей качества напряжения в системах электроснабжения объектов   277

19.4.1. Задачи регулирования напряжения при симметричных режи­мах 277

19.4.2. Выбор схем электроснабжения для улучшения качества электроэнер­гии  283

Глава 20. АВТОМАТИЗАЦИЯ И РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ...................................................................................... 285

20.1. Назначение релейной защиты и автоматики............................................. 285

20.2. Основные требования, предъявляемые к релейной защите

и автоматике............................................................................................... 286

20.3. Основные принципы действия релейной защиты...................................... 28

20.4. Автоматические и телемеханические системы регулирования, контроля и управле­ния 291

20.5. Параметры релейной защиты.................................................................... 292

20.6. Защита плавкими предохранителями........................................................ 293

20.7. Защита автоматическими выключателями............................................... 296

20.8. Реле и их разновидности............................................................................. 296

20.9. Типы реле................................................................................................... 298

20.10. Защита кабельных линий.......................................................................... 300

20.11. Защита трансформаторов напряжением 6... 10/0,4 кВ............................. 304

20.12. Защита асинхронных электродвигателей напряжением до 1 кВ............ 308

Список литературы............................................................................................. 31

1. Заданы мощность системы S_номЕ, равная базисной мощности; сопротивление Х_с* сис­темы до точки К₁, приведенное к мощности системы; напряжения на понижающем трансформа­торе U₁ и U₂; номинальная мощность трансформатора S_ношт и напряжение КЗ и_кз* _ х_т* транс­

форматора.

^S ном.Т

S K 2

X

4. Трансформатор на понижающей подстанции работает с расщепленной обмоткой. Расчет токов КЗ в точке К₁ аналогичен описанным выше случаям. Расчет токов КЗ в точ­ке К₂ ведется с учетом схемы замещения. Сопротивления трансформатора с расщепленной об­моткой определяются из соотношений

Примечания. 1. n_i - номер гармонической составляющей напряжения; п_х - нечетные гармоники, не крат­ные 3; п₂ - нечетные, кратные 3; п₃ - четные.

Основной причиной возникновения несимметрии напряжения являются потребители с несимметричным потреблением мощности по фазам. К ним относятся: однофазные потребите­ли, включаемые на фазное либо междуфазное напряжения; трехфазные потребители с несим­метричным потреблением мощности по фазам (в частности, дуговые сталеплавильные печи, сварочные установки). Причиной несимметрии напряжений может быть также несимметрия со­противлений сети по фазам.

Токи КЗ для точки К₁:

[2] Н.Т1 ⁼X Н.Т2 ⁼X

[3] По термической стойкости

[4] Нормально допустимые значения, приведенные для п, равных 3 и 9, относятся к однофазным электриче­ским сетям. В трехфазных трехпроводных электрических сетях эти значения принимают вдвое меньшими приве­денных в табл. 19.2.

сетям с разными номинальными напряжениями приведены в табл. 19.1.

Нормально допустимые значения коэффициента n-й гармонической составляющей на­пряжения в точках общего присоединения к электрическим сетям с разными номинальными напряжениями U_ном приведены в табл. 19.2.

Предельно допустимое значение коэффициента n-й гармонической составляющей на­пряжения вычисляют по формуле

Ки(п)пред = ¹,^5KU(п)норм ^{,                                        (199)}

где к_и(пП)_норм - нормально допустимое значение коэффициента n-й гармонической состав­ляющей напряжения, определяемое по табл. 19.2.

Несимметрия напряжения

Несимметрия трехфазной системы напряжений появляется при наличии в трехфазной электрической сети напряжений обратной и нулевой последовательностей, значительно мень­ших по величине соответствующих составляющих напряжения прямой (основной) последова­тельности.

Несимметрия трехфазной системы напряжений характеризуется коэффициентами не­симметрии обратной последовательности К_2и, %, и нулевой последовательности К _0U, %, кото­рые представляют собой отношение действующего значения напряжения соответственно об­ратной и нулевой последовательности к действующему значению напряжения прямой последо­вательности (к номинальному напряжению):