Общие принципы построения защит электрооборудования и электрических сетей

Построение сетей до 1 кВ: методы, выбор оборудования, требования

Приближение высокого напряжения к месту потребления вследствие совершенствования технологий изготовления электротехнического оборудования, увеличения плотности электрической нагрузки привели к тому, что на промышленных предприятиях, как правило, отсутствуют силовые сети до I кВ вне помещений. Обобщенно структура сети выглядит следующим образом: цеховая трансформаторная подстанция ЗУР с низшим напряжением до 1 кВ, к которой присоединена внутрицеховая сеть (электрически связанные уровни 1УР, 2УР и ЗУР находятся в одном производственном здании).

К внутрицеховым сетям предъявляются требования надежности, экономичности, учета возможности роста нагрузки и возможности изменения места расположения ЭП (в специальных случаях).

Требования к схемам до 1 кВ

К проводникам и схемам до 1 кВ предъявляются следующие требования:

  1. Сечение проводников не должно допускать их разрушения в нормальном и аварийных режимах;
  2. Исполнение проводников, способ их прокладки должны соответствовать условиям окружающей среды, исключая возможность механического повреждения, и учитывать присоединение к ЭП;
  3. Схема электрической сети должна обеспечивать минимальную длину и минимальные затраты на нее, обеспечивая резервирование в необходимых случаях.

При разработке сетей до 1 кВ учитывают следующие инженерные рекомендации:

  1. Пространственное расположение проводников не должно приводить к появлению так называемых встречных потоков мощности, что ведет к увеличению длины линий и увеличению потерь мощности.
  2. Схема сети должна соответствовать технологическому процессу (циклу) и учитывать вопросы бесперебойности его питания. Например, при отказе одного элемента должны терять питание ЭП одного процесса, а не по одному ЭП из нескольких независимых технологических процессов.
  3. Резервирование питания осуществляется не ниже ЗУР, т. е. схема присоединения к ЗУР, 2УР ответственного ЭП (первой категории по надежности) и малоответственного ЭП (третьей категории) не отличаются.

Важным параметром, влияющим на выбор элементов сети и экономичность режимов, является напряжение сети, которое, в свою очередь, определяется номинальным напряжением ЭП. Выбирают ЭП в технологической части проекта, поэтому для электроснабженцев они выступают как исходные данные.

Напряжение 660/380 В (при режиме глухозаземленной нейтрали получаем два уровня напряжения для включения однофазных ЭП) целесообразно для предприятий с большой удельной плотностью электрических нагрузок, необходимостью по технологическим условиям отдалять подстанции ЗУР от ЭП до 1 кВ, при наличии большого количества двигателей в диапазоне более 100 до 630 кВт. напряжение 660/380 В считается перспективным даже с учетом установки отдельного трансформатора для питания осветительной нагрузки.

Напряжение 220/127 В считается устаревшим и не применяется для новых объектов.

Использование режима сети с изолированной нейтралью оправданно при повышенных требованиях к электробезопасности, что в общем случае требует техникоэкономического сравнения вариантов совместного питания силовой и осветительной нагрузки напряжением 220 В, или питания силовой нагрузки 380 В, а для осветительной — установки отдельного осветительного трансформатора с вторичным напряжением 220 В.

Схемы питания электропотребителей до 1кВ

Для питания отдельных ЭП на 1УР применяют:

  • радиальную схему, когда каждый ЭП питается по своей питающей линии и от своего коммутационного аппарата;
  • магистральную схему, питающую одновременно несколько ЭП;
  • смешанную схему, которая является комбинацией первых двух схем.

На этом уровне рассмотрения схемы управление включение и отключением ЭП осуществляется автоматическими выключателями и магнитными пускателями, контакторами.

Магнитные пускатели и контакторы обязательны при подключении ЭД, при частых коммутациях других ЭП. Место установки магнитных пускателей допускается в начале линии и непосредственно у ЭП и определяется требованиями технологии.

Канализация электроэнергии к отдельным ЭП осуществляется кабелями или проводами.

Отдельные ЭП или магистраль ЭП присоединяют к 2УР, которыми могут быть распределительные пункты (РП), групповые щитки питания, шинопроводы (ШП) или щит станции управления (ЩСУ).

Если среда в помещении допускает установку коммутационных аппаратов, то используют схему либо с РП, либо с ШП. Если ЭП располагаются концентрированными группами, то целесообразно применение схемы с РП.

В свою очередь, РП могут получать питание по радиальной, магистральной или смешанной схеме. Как правило, РП получают питание от ЗУР — РУ цеховой ТП.

Однако допускается их присоединение к устройствам 2УР — к РП, ШП, ЩСУ.

Промышленностью выпускаются РП с рубильниками и предохранителями, автоматическими выключателями и магнитными пускателями с числом присоединений от 4 до 12 (в зависимости от мощности отходящих линий).

Простейшая схема распределения нагрузки сети 0.4кВ

Правила распределения электропотребителей в сетях до 1кВ

Не допускается подключение к РП ЭП с Рном более 70 кВт (их подключают непосредственно к ЗУР). На вводе РП устанавливается коммутационный аппарат или осуществляется глухое подключение.

Наличие аппарата определяется схемой подключения РП к питающей сети, необходимостью отключения отдельного РП при КЗ или профилактических работах.

При радиальной схеме коммутационный аппарат на вводе не обязателен; если РП включены в магистральную или смешанную схему, то вводной коммутационный аппарат необходим.

Если количество ЭП значительно, они равномерно распределены по помещению или продольно концентрируются, то целесообразно применение ШП как более экономичного по сравнению с кабелями на ту же пропускную мощность. Присоединять ШП к ЗУР, т.е. к РУ цеховой ТП, можно через линейные автоматы.

ШП не имеет ограничений по числу присоединений отдельных ЭП и их мощности» т.е. возможно присоединение всех ЭП цеха, производственного помещения. В этом случае допустимо применение блочной схемы без РУ цеховой ТП, т.е. ШП присоединяются непосредственно к вводным автоматам цеховой ТП, а резервирование можно осуществлять перемычками между ШП.

Наметилась тенденция заменять часть ШП сложной конфигурации (повороты, обходы и т.д.) пучком кабелей.

Если среда в производственном помещении не допускает установки коммутационных аппаратов общего исполнения, то необходимо применение схемы с ЩСУ, который устанавливается в отдельном помещении с нормальной средой, как правило, в помещении с цеховой ТП. ЩСУ — не типовой элемент, он не изготавливается целиком промышленно, а формируется для конкретного цеха на каждое присоединение — либо из автоматов, магнитных пускателей или контакторов, либо из блоков управления, содержащих их в сборе.

При схеме с ЩСУ также возможно подключение крупных ЭП непосредственно к ЗУР. ЩСУ к ЗУР, т.е. к РУ цеховой ТП, присоединяется либо через линейный автомат, либо от шин РУ на шины ЩСУ шинным мостом без коммутационного аппарата (инженерная рекомендация — если к ЩСУ присоединено более 80 % общего количество ЭП).

Источник: http://pue8.ru/elektricheskie-seti/81-principy-postroeniya-i-shemy-setey-do-1-kv.html

Общие принципы построения схем электрических сетей. Схемы городских и сельских электрических сетей. Схемы электрических сетей промышленных предприятий

Разработка схем электрических сетей производится совместно с построением конфигурации сети и выбором ее номинального напряжения (см. параграф 9.5). При этом должны быть решены вопросы числа ступеней трансформации, принципиальных схем подстанций и их подключения к сети, числа трансформаторов подстанций и числа линий.

Многообразие условий, связанных со взаимным размещением нагрузок и источников питания, их географическим расположением приводит к большому количеству конфигураций и схем электрической сети, которые отличаются различными свойствами и технико‑экономическими показателями.

Тем не менее можно сформулировать некоторые общие принципы построения конфигурации и схем сетей с учетом требований, предъявляемым к ним.

Одно из требований к схеме сети заключается в обеспечении необходимой надежности электроснабжения. Как уже отмечалось в параграфе 9.2, в соответствии с ПУЭ все электроприемники по требуемой степени надежности разделяются на несколько категорий. Следовательно, схема сети должна выбираться с учетом важности потребителей.

Следует при этом отметить, что потребители электроэнергии во многих случаях состоят из электроприемников, которые относятся к различным категориям по надежности, что затрудняет выбор надежных и в то же время экономичных схем.

При сильном различии вариантов схем по надежности рекомендуется оценивать экономический ущерб от перерывов в электроснабжении.

Схема сети по своей конфигурации и параметрам должна обеспечивать нормируемое качество электроэнергии у потребителей (см. главы 12 и 13) как в нормальных, так и послеаварийных режимах. Оно характеризуется качеством частоты и качеством напряжения.

Следующим требованием является достаточная гибкость сети, позволяющая осуществлять передачу мощности в различных режимах, в том числе ремонтных и послеаварийных. Конфигурация и параметры сети должны обеспечивать возможность последующего ее развития без существенного переустройства.

Построение сети должно быть таким, чтобы осуществлять максимальный охват территории для  электроснабжения всех потребителей, находящихся на ней. При развитии сети следует максимально использовать действующие сети.

Схема и параметры сети должны обеспечивать оптимальный уровень токов короткого замыкания, возможность выполнения релейной защиты и автоматики.

При формировании конфигурации и схемы сети должны быть выполнены экологические условия за счет уменьшения площади отчуждаемой земли под линии и подстанции.

Схемы должны позволять построение сетей из унифицированных элементов (линий и подстанций).

По принципу соединения потребительских узлов между собой и с центрами питания (ЦП) различают схемы разомкнутых (рис. 10.1) и замкнутых (рис. 10.2) сетей. В разомкнутых сетях каждый узел нагрузки подключен только к одному центру питания, а в замкнутых – к одному (см. рис. 10.2,а,б) либо к нескольким центрам питания (см. рис. 10.2,в‑ж).

Разомкнутые сети могут быть нерезервированные (см. рис. 10.1,а‑г), резервированные (см. рис. 10.1,д‑ж), либо частично резервированные (см. рис. 10.1,з).

Схемы нерезервированных сетей применяются для электроснабжения потребителей III категории. Иногда нерезервированние сети выполняют также для питания потребителей II категории.

К достоинствам этих сетей относится их простота и дешевизна, к недостаткам – погашение потребителей в случае повреждения линии

Источник: https://vunivere.ru/work48964

Общие принципы построения защит электрооборудования и электрических сетей

Функциональная схема защиты содержит следующие основные органы: Измерительный орган ИО, непрерывно контролирующий состояние защищаемого объекта и определяющий условия срабатывания (илн несрабатывания) в соответствии со значениями параметров электрических сигналов, поступающих на его вход от измерительных преобразователей ИП. Логический орган ЛО, формирующий логический сигнал при выполнении определенных условий. Исполнительный орган Исп.О, формирующий на основе сигнала логического органа управляющее воздействие УВ на выключатель …

Читайте также:  Волновые электростанции - примеры трех проектов

Функциональная схема защиты содержит следующие основные органы:

Измерительный орган ИО, непрерывно контролирующий состояние защищаемого объекта и определяющий условия срабатывания (илн несрабатывания) в соответствии со значениями параметров электрических сигналов, поступающих на его вход от измерительных преобразователей ИП.

Логический орган ЛО, формирующий логический сигнал при выполнении определенных условий.

Исполнительный орган Исп.О, формирующий на основе сигнала логического органа управляющее воздействие УВ на выключатель защищаемого объекта.

Дополнительно в схеме защиты предусматривается сигнальный орган СО, формирующий логические сигналы о срабатывании защиты.

Функциональная схема защиты как устройства автоматического управления

Защиты подразделяют на основные и резервные.

Основной называется защита, предназначенная для работы при всех или части видов коротких замыкания (к. з.) в пределах всего защищаемого элемента со временем, меньшим, чем у других установленных защит.

Резервной называется защита, предусматриваемая для работы вместо основной защиты данного элемента при ее отказе или выводе из работы, а также вместо защит смежных элементов при их отказе или отказах выключателей смежных элементов.

В соответствии со способами обеспечения селективности при внешних к. з. различают две группы защит: с абсолютной селективностью и с относительной селективностью.

Относительную селективность имеют защиты, на которые по принципу действия можно возложить функции резервных при к. з. на смежных элементах. С учетом этого такие защиты в общем случае должны выполняться с выдержками времени.

Абсолютную селективность имеют защиты, селективность которых при внешних к, з, обеспечивается их принципом действия, т. е, защита способна сработать только при к. з. на защищаемом элементе. Поэтому защиты с абсолютной селективностью выполняются без выдержек времени.

Короткие замыкания в системе электроснабжения, как правило, сопровождаются возрастанием тока. Поэтому первыми в энергосистемах появились токовые защиты, действующие в тех случаях, когда ток в защищаемом элементе превышает заданное значение. Такие защиты выполняются плавкими предохранителями и реле.

Токовые защиты могут кроме полных токов фаз использовать также слагающие обратной и нулевой последовательностей тока, практически отсутствующие в нормальном режиме.

Если сравнивать действующее значение тока (или его симметричных составляющих) с заданными значениями, то защита будет иметь относительную селективность. Если же сравнивать комплексы токов по концам защищаемого элемента, то указанную защиту называют дифференциальной токовой. Этот принцип позволяет выполнить защиту с абсолютной селективностью.

В качестве измерительных органов применяются также минимальные реле напряжения, которые срабатывают, когда значение воздействующей величины становится меньше заданного.

Защиты напряжения могут фиксировать повреждения и по появлению слагающих напряжения обратной и нулевой последовательностей. В этих случаях измерительные органы выполняются на основе максимальных реле напряжения.

В ряде случаев не удается выполнить защиты на основе отмеченных простейших принципов. Поэтому применяется дистанционный принцип, который предусматривает совместное использование тока и напряжения защищаемого объекта таким образом, что при к. з. на границе защищаемой зоны в измерительном органе защиты (реле сопротивления) формируется сигнал, пропорциональный сопротивлению петли к. з.

На основе рассмотренных принципов могут быть выполнены защиты с относительной селективностью.

При реализации защит с относительной селективностью для элементов системы электроснабжения, получающих питание от двух или более источников питания, для обеспечения их селективности возникает необходимость фиксировать направление мощности к. з. и тем самым обеспечивать их действие при условии определенного направления этой мощности (например, от шин в линию). В этих случаях рассмотренные токовые и дистанционные защиты выполняются направленными.

Способность определять направление мощности обеспечивается применением специальных органов направления мощности (как правило, в токовых защитах) или приданием направленности действия измерительному органу (направленные реле сопротивления в дистанционных защитах).

Источник: http://talkipad.ru/561-obschie-principy-postroeniya-za.html

Справочник по проектированию электрических сетей

Выбор схемы развития электрических сетей заключается в определении:

схем выдачи мощности новых (расширяемых, реконструируемых) электростанций;

пунктов размещения новых ПС, связей между ними (граф сети) и схем присоединения ПС к существующим и вновь сооружаемым сетям;

объема реконструкции существующих линий и ПС, достигших физического или морального износа;

количества и мощности трансформаторов на ПС;

предварительных схем электрических соединений электростанций и ПС;

типа, мощности и размещения компенсирующих и регулирующих устройств;

сечений проводов (конструкций фазы) линий электропередачи;

уровней токов КЗ и мероприятий по их ограничению; экономических показателей развития и функционирования сети.

На современном уровне, при высокой степени охвата обжитой территории страны сетями, речь идет, главным образом, об оптимизации развития существующей электрической сети, при которой необходимо исходить из общих принципов ее построения с учетом перспективы.

Выбор схемы электрических сетей выполняется, как правило, на следующие перспективные уровни:

ЕНЭС — расчетный срок 10 лет;

распределительная сеть — расчетный срок 5 лет;

сеть внешнего электроснабжения промышленных предприятий, электрифицируемых участков железных дорог, перекачивающих станций магистральных нефтепроводов, газопроводов и продуктопроводов, выдачи мощности электростанций и т. п. — сроки ввода в работу (освоения мощности) объекта, с которым связано сооружение проектируемой сети.

Топология электрических сетей развивается в соответствии с географическими условиями, распределением нагрузок и размещением энергоисточников.

Многообразие и несхожесть этих условий приводят к большому количеству конфигураций и схем электрической сети, обладающих разными свойствами и технико-экономическими показателями.

Оптимальное решение может быть найдено путем технико-экономического сравнения вариантов (см. раздел 6).

Составление наиболее целесообразных вариантов схемы является достаточно сложной задачей, так как при большом количестве пунктов питания и узлов нагрузок количество возможных вариантов получается очень большим. Использование имеющихся компьютерных программ существенно облегчает решение задачи, хотя опыт и искусство проектировщика продолжают оставаться решающим фактором.

Основные требования к схемам сети.

При проектировании схем электрических сетей должна обеспечиваться экономичность их развития и функционирования с учетом рационального сочетания сооружаемых элементов сети с действующими.

В первую очередь необходимо рассматривать работоспособность действующих сетей при перспективном уровне электрических нагрузок с учетом физического и морального износа линий и ПС и их возможной реконструкции (см. п. 4.10).

Развитие сети должно предусматриваться на основе целесообразности использования технически и экономически обоснованного минимума схемных решений, обеспечивающих построение сети из типовых унифицированных элементов в соответствии с нормативно-технической документацией по проектированию ПС и линий.

Схема электрической сети должна быть гибкой и обеспечивать сохранение принятых решений по ее развитию при возможных небольших отклонениях:

уровней электрических нагрузок и балансов мощности от планируемых;

трасс ВЛ и площадок ПС от намеченных;

сроков ввода в работу отдельных энергообъектов.

На всех этапах развития сети следует предусматривать возможность ее преобразования с минимальными затратами для достижения конечных схем и параметров линий и ПС.

При проектировании развития сети рекомендуется предусматривать комплексное электроснабжение существующих и перспективных потребителей независимо от их ведомственной принадлежности и формы собственности. При этом рекомендуется учитывать нагрузки других потребителей, расположенных в рассматриваемом районе, а также намечаемых на рассматриваемую перспективу.

При проектировании развития системообразующей сети следует исходить из целесообразности многофункционального назначения вновь сооружаемых линий:

увеличение пропускной способности сети для обеспечения устойчивой и надежной параллельной работы ОЭС;

надежная выдача мощности электростанций;

питание узлов нагрузки.

Рекомендуется избегать прямых связей между электростанциями (без промежуточных отборов мощности), для чего их необходимо прокладывать через крупные узлы нагрузки.

При проектировании развития электрических сетей необходимо обеспечивать снижение потерь электроэнергии до экономически обоснованного уровня.

Схема электрической сети должна допускать возможность эффективного применения современных устройств релейной защиты (РЗ), режимной и противоаварийной автоматики (ПА).

Построение электрической сети должно соответствовать требованиям охраны окружающей среды (см. п. 4.11).

Схема должна обеспечивать оптимальный уровень токов КЗ, значения которых на шинах электростанций и ПС не должны превышать следующих:

Источник: https://litra.info/book/spravochnik-po-proyektirovaniyu-elektricheskikh-setey/page-17.html

Электрооборудование электрических сетей

Распределительные пункты и трансформаторные подстанции оснащают основным и вспомогательным электрооборудованием.

Основным называют оборудование, непосредственно участвующее в передаче и распределении электрической энергии. Вспомогательное предназначено для обеспечения указанных выше процессов.

К обеспечивающим системам относятся управление (включая средства диспетчерского телеуправления), релейная защита и электроавтоматика, измерение параметров электрических величин, учет электроэнергии, собственные нужды (освещение, отопление, вентиляция, подогрев приводов и др.).

В составе любого РП и ТП имеются одно или несколько распределительных устройств РУ.

Распределительным устройством называется сооружение, предназначенное для сбора электрической энергии от ее источников и распределения ее между потребителями на одном напряжении. На ТП может быть два РУ – напряжением выше 1 кВ и напряжением до 1 кВ.

В общем случае в состав РУ входят:

– сборные типы (необходимы для подключения к ним всех элементов – источников и приемников);

– ошиновка – токоведущие части отдельных элементов (трансформаторов, линий);

– коммутационные аппараты, необходимые для включения или отключения электрических цепей;

– измерительные трансформаторы тока и напряжения;

– оборудование высокочастотной обработки линий электропередачи.

Выключатель – аппарат, предназначенный для ручного (дистанционно или с места установки аппарата) и автоматического включения и отключения токов нагрузочных режимов и КЗ. Возможность коммутанта обеспечивается дугогасительным устройством.

Выключатель нагрузки – выключатель, способный коммутировать токи нагрузочных режимов. Отличается от выключателя относительно слабым дугогасительным устройством.

Разъединитель – аппарат, предназначенный для обеспечения видимого разрыва в обесточенной электрической цепи. Разъединитель не может коммутировать токи нагрузочных режимов, тем более коротких замыканий, из-за отсутствия дугогасительного устройства.

Отделители и короткозамыкатели в совокупности предназначены для отключения поврежденного трансформатора на подстанциях без выключателей.

Коммутационные аппараты напряжением до 1 кВ по существу выполняют те же функции, что и аппараты напряжением выше 1 кВ, но часто имеют другие названия. В таблице 1 приведена аналогия между указанными аппаратами.

Таблица 1 – Таблица аналогий коммутационных аппаратов

Читайте также:  Оптические бесконтактные выключатели
Коммутационные аппараты
Напряжением до 1 кВ Напряжением выше 1 кВ
Выключатель Автоматический выключатель (автомат)
Выключатель нагрузки Контактор, магнитный пускатель
Разъединитель Рубильник

Следует отметить, что магнитным пускателем называют контактор, оснащенный защитой от перегрузки (тепловыми реле).

Измерительные трансформаторы тока ТА и напряжения ТU предназначены для уменьшения тока и напряжения до значений, которые могут быть измерены обычными амперметрами (с пределами измерения 5 А или 1 А) и вольтметрами (с пределом измерения 100 В).

Разрядники F предназначены для защиты оборудования РУ от перенапряжений.

Предохранители F предназначены для защиты оборудования от действия токов короткого замыкания, а в отдельных случаях – и от перегрузки.

Принципы построения городской электрической сети

Электрическая сеть строится на базе следующих принципов:

– максимальное приближение ЦП к приемникам;

– исключение «холодного» (т.е. обесточенного) резерва;

– раздельная работа ИП по условиям снижения уровня токов КЗ;

– применение АВР для питания приемников I категории;

– ступенчатое распределение электрической энергии (принципы распределенной коммутации и распределенной трансформации);

– широкое применение кабельных (а не воздушных) линий электропередачи.

Аппаратура и материалы

При выполнении лабораторной работы используются ресурсы сети Internet (класс открытого доступа), справочники по электрооборудованию, а так же типовые проекты, проспекты и каталоги продукции фирм и компаний, выпускающих электрооборудование.

Указания по технике безопасности

Во время выполнения лабораторной работы студент обязан выполнять указания инструкций по технике безопасности, находящихся в лаборатории электроснабжения и классе открытого доступа.

Методика и порядок выполнения работы

1. Студент получает индивидуальное задание от преподавателя.

2. Студент находит необходимый справочный материал

В качестве справочного материала могут быть использованы:

– справочники по электрооборудованию, изданные не позднее, чем 5 – 6 лет назад;

– каталоги и альбомы ведущих предприятий и фирм, выпускающих электрооборудование;

– подробные рекламные материалы;

– информацию, содержащуюся на сайтах компьютерной сети Internet;

– материалы, имеющиеся на кафедре АЭС в бумажном и электронном виде.

Использование ресурсов сети Internet при выполнении данной лабораторной работы обязательным не является, но их использование крайне желательно, так как дает самую свежую информацию.

3. Производится изучение найденного материала.

4. Оформляется отчет по лабораторной работе (индивидуальный).

Содержание отчета и его форма

Отчет по лабораторной работе оформляется индивидуально и должен содержать:

– титульный лист с указанием названия лабораторной работы, индивидуального задания, а также группы и Ф.И.О. студента;

– цель работы;

– сведения об источниках полученной информации;

– необходимые данные по схемам и параметрам оборудования (желательно в табличной форме)

– область применения данного оборудования;

– выводы по работе.

Пример отчета приведен в Приложении 1.

Вопросы для защиты работы

1. Что такое электроприемник, потребитель, система электроснабжения?

2. Что такое РП, ЦРП?

3. Как подразделяются электроустановки по величине напряжения, режиму нейтрали, роду тока и частоте?

4.Рассмотрите особенности графического изображения схем и планов электроснабжения применительно к каждому из уровней системы электроснабжения.

5. Рассмотрите принципы выбора аппаратов по номинальным параметрам совместно с техническими условиями энергосистем и требованиями потребителей.

6. Свяжите выбор высоковольтных выключателей с номинальными параметрами, задаваемыми заводами-изготовителями, и расчетными величинами возможных режимов электрических сетей предприятия, включая режим КЗ.

7. Нужна ли проверка аппаратов на термическую стойкость? Если да, то в каких аппаратах?

8. Определите максимальное количество приборов, которые могут быть присоединены к выбранному трансформатору тока.

9. Для расстояний между шинами и между изоляторами, принятыми заводами-изготовителями для стандартных ячеек КРУ, проверьте токоведущие устройства на динамическую стойкость.

10. Каковы особенности и аппаратные средства измерения: отклонений и колебаний напряжения; несимметрии напряжений; несинусоидальности напряжения (коэффициента несинусоидальности и коэффициента гармонической составляющей напряжения)?

11. Каковы назначение, организация, виды учета и расхода электроэнергии?

12. Какие счетчики электроэнергии и информационно-измерительные системы применяются в системах электроснабжения?

Список рекомендуемой литературы

1. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей. – М.: МарТ, 2003.

2. Правила устройства электроустановок. Изд. 7-е. – М.: Энергоатомиздат, 2002.

3. Кудрин Б.И. Электроснабжение промышленных предприятий. – М.: Энергоатомиздат, 1995.

4. Кужеков С.Л., Гончаров С.В. Городские электрические сети: Учебное пособие – Ростов н/Д: МарТ, 2001.

Министерство образования Российской Федерации

ФГАОУ ВПО «Северо-Кавказский федеральный университет»

Кафедра АЭС

Отчет

по лабораторной работе

«Изучение современного электрооборудования»

Индивидуальное задание «Ячейки КСО–6 (10)–Э1»

Выполнил:

студент 4 курса

группы Э–081

Иванов С.П.

Проверил:

преподаватель

Макаров В.П.

Ставрополь, 2012.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Подробное изучение конструкций КСО.

Сведения об источниках полученной информации

Информация взята из проспекта ОАО ПО «Элтехника» «Техническая информация ТИ–013–2000. АВРОРА КСО – 6 (10) – Э1», а также с сайта www.elteh.ru.

НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Ячейки «АВРОРА» типа КСО–6(10)–Э1 предназначены для комплектования распределительных устройств напряжением 6 и 10 кВ трехфазного переменного тока частотой 50 Гц с изолированной или компенсированной нейтралью и применяются в распределительных и трансформаторных подстанциях.

Ячейки предназначены для работы внутри помещений при следующих условиях:

– высота над уровнем моря до 1000 м;

– температура окружающего воздуха от минус 25°С до плюс 40°С;

– окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая токопроводящей пыли и агрессивных газов или паров в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию.

По требованию заказчика в ячейках устанавливаются нагревательные элементы, обеспечивающие нормальные температурные условия работы аппаратуры, включающиеся автоматически.

Ресурс по механической стойкости до первого капитального ремонта:

– 50000 циклов включений – отключений вакуумного выключателя ВВ/ТЕL;

– 2000 включений и 2000 отключений выключателя нагрузки (разъединителя), заземляющего разъединителя, производимых предназначенными для них приводами;

– 1000 открываний и 1000 закрываний каждой двери.

Коммутационный ресурс вакуумного выключателя ВВ/ТЕL:

– при отключении номинального тока – 50000 циклов включений – отключений;

– при отключении тока (60–100) % от номинального тока отключения – 100 циклов.

Коммутационный ресурс выключателя нагрузки:

– 100 включений и 100 отключений при коммутации номинального тока.

Ячейки «АВРОРА» имеют срок службы 20 лет.

Источник: http://lektsia.info/3x44a8.html

Методические рекомендации по выполнению электротехнических расчетов с примерами решения типовых задач для студентов неэлектротехнических специальностей

Принципы построения и элементы устройства электрических сетей.

^ – совокупность электроустановок для передачи и распределения электроэнергии, состоящая из электрических подстанций, распределительных устройств, токопроводов, воздушных и кабельных линий электропередачи, работающих на определенной территории.

Электрические сети по уровню напряжения подразделяются на две группы:

  • ^ к которым относят сети напряжением 110 кВ и выше;
  • Местные сети, к которым относят сети напряжением до 35кВ и протяженностью, как правило, не более 30 км (электрические сети городов, промышленных предприятий и сети сельскохозяйственного назначения).

Следует отметить, что сети напряжение 35 кВ занимают промежуточное положение и в зависимости от назначения могут относиться как к местным, так и к районным электросетям.

В сетях одного напряжения различают линии электропередачи, передающие электроэнергию от источников (электростанций или районных трансформаторных подстанций) к распределительным пунктам, называемые питающими, и линии, соединяющие распределительные пункты с потребителями электрической энергии, называемые распределительными.

^ – электроустановка, служащая для приема и распределения электроэнергии и содержащая коммутационные аппараты, сборные и соединительные шины, вспомогательные устройства и устройства автоматики и защиты, а также контрольно измерительные приборы. РУ, предназначенное для распределения электроэнергии на одном напряжении без трансформации и преобразования называют распределительным пунктом (РП).

^ электроустановка, предназначенная для преобразования и распределения электроэнергии и включающая в себя трансформаторы и другие преобразователи электроэнергии, распределительные устройства, устройства управления и защиты, а также вспомогательное оборудование. Различают следующие виды ЭП:

  • ^ – электротехническое устройство, предназначенное для приема, изменения уровня напряжения и распределения электроэнергии;
  • Преобразовательная подстанция (ПП) — электротехническое устройство, предназначенное для приема и изменения уровня напряжения;
  • ^ – подстанция, электрооборудование которой (трансформатор, коммутационная и защитная аппаратура на стороне высшего напряжения, распределительное устройство низшего напряжения и т.д.) полностью укомплектовано и размещено в металлическом шкафу, доставляемом на место установки в готовом к эксплуатации виде.

По конструктивному исполнению ЭП бывают открытыми, электрооборудование которых устанавливается на открытой специально отведенной площадке, закрытыми, электрооборудование которых размещается в отдельных или пристроенных зданиях и помещениях, передвижные, как правило комплектные, электрооборудование которых размещается в специальном металлическом корпусе, имеющем специальные приспособления для удобной транспортировки. Открытые ЭП применяются в небольших населенных пунктах с воздушными электрическими сетями. Закрытые ЭП наибольшее применение получили в городских электрических сетях. Передвижные ЭП обычно используют для электрических сетей строительных площадок. Для всех типов подстанций электрооборудование изготавливается в виде комплектных устройств высокого и низкого напряжений КСО-366 и ЩО-70 соответственно. РУ низкого напряжения для большинства типов КТП имеет не более 4 линейных панелей ЩО-70, при этом общее количество отходящих линий напряжением 0,38/0,22 кВ от подстанции не превышает 16. Стандартная передвижная КТП, применяемая на строительных площадках, состоит из трансформатора типа ТМ (трехфазного с масляным охлаждением), коммутационного аппарата на стороне высшего напряжения (разъединитель типа РВ-10/100), предохранителей высокого напряжения (типа ПК-10) и РУ низкого напряжения (типа РУ-0,4 кВ, состоящего из комплекта коммутационной и защитной аппаратуры, чаще всего это автоматические выключатели типа А 3100 или плавкие предохранители типа ПН-2).Обязательным элементом каждой ЭП является заземляющее устройство, к которому подключаются нейтрали трансформаторов. Наиболее распространенными способами передачи электроэнергии в городах являются воздушные (передача электроэнергии осуществляется по проводам, расположенным на открытом воздухе и закрепленным на опорах при помощи изоляторов и арматуры) и кабельные (передача электроэнергии осуществляется по одному или нескольким параллельным трех- или четырехжильным кабелям с соединительными муфтами и концевыми заделками) линии. Кроме того, на электростанциях, подстанциях и распределительных устройствах для прокладки силовых электрических сетей главным образом используются шинопроводы и шинные сборки, представляющие собой медные или алюминиевые полосы прямоугольного сечения. Сооружение воздушных линий (ВЛ) дешевле, чем подземных (кабельных), эксплуатация их проще и удобнее, так как повреждения легко обнаруживаются при осмотре, но они более опасны и менее надежны, чем подземные.ВЛ состоит из проводов, закрепленных на изоляторах, которые в свою очередь установлены на опорах. ВЛ напряжением 35 кВ и выше имеют голые (не изолированные) алюминиевые или сталеалюминиевые провода, гирлянды стеклянных или керамических подвесных изоляторов и металлические или железобетонные опоры.Подземные линии, как правило, выполняют изолированными одно-, двух-, трех- и четырехжильными кабелями. Токоведущие жилы кабелей изготовляют из меди или алюминия круглого или секторообразной сечения. Изоляционным материалом жил служит кабельная бумага, пропитанная масло-канифольным составом, резина или полиэтилен. Кроме того, для защиты от проникновения влаги кабель заключается в герметичную оболочку из свинца, алюминия, пластиката, или резины, а для защиты от механических повреждений кабели могут иметь броню из стальных лент.Электрические сети выполняют, используя открытые и скрытые проводки.

Читайте также:  Энкодеры - датчики угла поворота

^ прокладывается по поверхности стен, потолков, фермам и другим строительным конструкциям зданий и сооружений. В этом случае провода и кабели размещаются непосредственно по поверхностям строительных конструкций, на тросах, изоляторах, в трубах, гибких металлических рукавах, пластиковых коробах и т.д. Открытая проводка бывает стационарной, передвижной и переносной.

^ прокладывается внутри конструктивных элементов зданий и сооружений (в стенах, полах, фундаментах, перекрытиях и т.д.). В этом случае провода и кабели могут размещаться в трубах, замкнутых каналах и пустотах строительных конструкций, под штукатуркой и т.д.

Выбор вида электропроводки производится исходя из условий окружающей среды (влажности, температуры, наличия пыли или химически агрессивной среды) и пожарной безопасности (взрывобезопасности). Питающие и распределительные сети выполняются таким образом, чтобы в случае ремонта была возможность их замены. Групповые сети могут быть сменяемыми и несменяемыми.

В кирпичных жилых и небольших общественных зданиях групповые сети несменяемые и прокладываются по стенам под штукатуркой или в пустотах плит перекрытий потолков.

В крупнопанельных жилых и крупных общественных зданиях групповые электросети выполняются скрыто в каналах железобетонных панелей и перекрытий, образуемых при изготовлении этих изделий на заводах, или в пластмассовых трубах, размещаемых в подготовке пола при строительстве.Шинопроводы выполняются открыто и скрыто.

Открытый шинопровод представляет собой шины (медные или алюминиевые), закрепленные на изоляторах. Изоляторы монтируют на стальных конструкциях, которые укрепляют на стенах, колоннах, потолках или фермах. Ответвления к приемникам электроэнергии выполняются проводами или кабелями.

Закрытые шинопроводы представляют собой шины, расположенные на изолирующих гребенках внутри стального короба. Они обычно собираются из отдельных нормальных секций (длиной 3 м). Ответвления в этом случае выполняются при помощи специальных коробок или ящиков, укрепляемых на коробе.

Ящики содержат либо только зажимы для присоединения проводов, либо трубчатые предохранители и зажимы, от которых питание электроприемников осуществляется по изолированным проводам, в стальных трубах или металлических рукавах.

Шинопроводы крепятся на стойках из стальных труб или кронштейнах, расположенных на стенах или колоннах, или подвешиваются на стальных растяжках к фермам.Схемы первичных соединений КТП и состав электрооборудования определяются их назначением и категорией присоединяемых к ним потребителей.

Во всех случаях в целях удешевления рекомендуется их выполнять упрощенно, без сборных шин на стороне высшего напряжения или с одной системой шин, устанавливать не более двух силовых трансформаторов, применять простейшие коммутационные устройства, обеспечивающие требуемую степень надежности и безопасности.

В зависимости от размеров объекта, его производственного потенциала и перспективы развития системы электроснабжения могут быть различными, но существует ряд общих принципов, выполнение которых является обязательным при проектировании электроснабжения любого объекта.

Исходными положениями для построения системы электроснабжения являются потребляемая мощность электроприемников, их категория надежности и наличие источников питания (ИП). Характеристики потребителей электроэнергии определяют требования к надежности электроснабжения, объему резервирования элементов системы электроснабжения, применению средств сетевой автоматики.

Наличие энергоемких потребителей и их территориальное размещение обуславливают конфигурацию электрических сетей.

Проектирование системы электроснабжения любого объекта предполагает:

  • определение расчетной электрической нагрузки (суммарной потребляемой мощности всего силового электрооборудования и электрического освещения) объекта;
  • выбор КТП и определение ее оптимального месторасположения;
  • составление плана распределительных электрических сетей;
  • составление принципиальной электрической схемы электроснабжения объекта;
  • разработку технических мероприятий по обеспечению электробезопасности.

^ называют потребляемые (расчетные) мощность или ток всех потребителей объекта. Расчетная нагрузка складывается из силовой нагрузки и нагрузки на электроосвещение. Определение расчетных нагрузок производится с помощью следующих методов: метода удельного расхода электроэнергии; метода коэффициента спроса, метода упорядоченных диаграмм и т.д.

Выбор КТП осуществляется по конструктивному исполнению, номинальному напряжению и номинальной мощности. Количество трансформаторов в КТП определяется мощностью потребителей и их категорией по надежности электроснабжения. Например, для потребителей III категории наиболее экономичны однотрансформаторные подстанции. Определение оптимального местоположения КТП производится на основании картограммы электрических нагрузок (плана территориального размещения потребителей электрической энергии на объекте), центр которой и является местом теоретически оптимального расположения КТП.

При составлении плана распределительных электрических сетей следует учитывать: количество подводящих линий к КТП; тип распределительных устройств и их место установки (принимая во внимание минимальную протяженность линий электропередач); оптимальный выбор распределительного щита, по количеству подключенных к нему потребителей (при достаточном резервировании) и т.д.Критерием оптимальности принятой системы электроснабжения являются: минимум затрат на ее сооружение и последующую эксплуатацию; обеспечение нормируемых показателей качества электроэнергии; устойчивость к перегрузкам; электробезопасность.
Параметрами называют совокупность величин, характеризующих режим работы электрических сетей и физические свойства ее элементов. Первые называются параметрами режима, вторые – параметрами линейных элементов сетей.Параметрами режима являются, например, полная, активная и реактивная мощности, величины токов, напряжения и частота. Значения этих параметров практически зависят от состояния системы, изменение одного параметра вызывает соответствующее изменение другого.Параметрами элементов сетей являются активные и индуктивные сопротивления (проводимости) линий электропередачи и трансформаторов. Значения этих параметров практически зависят только от физических свойств элементов сети, способа соединения их между собой, конструктивного исполнения. Параметры линейных элементов сетей входят в качестве расчетных коэффициентов в уравнения, устанавливающие зависимость между параметрами режима.Основные соотношения между параметрами режима для элементов трехфазной системы электроснабжения выражаются известными из курса электротехники уравнениями.Активная мощность определяется суммарной совмещенной нагрузкой потребителей. Связанная с ней активная энергия необратимо преобразуется в электроприемниках в энергию других видов: механическую, тепловую, лучистую, химическую.

Реактивная мощность идет на создание переменных электромагнитных полей в электродвигателях, трансформаторах и в самих линиях электропередачи. Реактивная энергия накапливается попеременно в магнитных и электрических полях токоприемников и возвращается обратно в источник. Эти чередующиеся перемещения энергии в линии вызывают сдвиг фаз между током и напряжением. Косинус угла сдвига фаз, являющийся одним из важнейших энергетических показателей работы электротехнических установок, носит название коэффициента мощности.

Полная мощность представляет собой верхний предел активной мощности электроустановок и сетей. Мощность генераторов электростанций, трансформаторов, электрических сетей и установок ограничивается максимально допустимым током, протекающим по электрической цепи соответствующей установки.

Поэтому снижение коэффициента мощности или рост реактивной нагрузки ведет к снижению располагаемой активной мощности системы, а следовательно, к ухудшению использования оборудования электростанций и всех других элементов системы электроснабжения.Активное сопротивление проводов и кабелей зависит от материала проводника, его сечения и длины линий.

Индуктивное сопротивление, обусловленное переменными магнитными полями, возникающими вокруг и внутри проводов и жил кабелей при прохождении по ним переменного тока, зависит от частоты тока, проницаемости материала и очень незначительно – от сечения проводов. Полное сопротивление линии электропередач зависит от их активного и реактивного сопротивления.

Под расчетной электрической мощностью понимают такую мощность, при длительном потреблении которой элементы системы электроснабжения нагреваются до такой температуры, какой бы они достигли при потреблении действительной, изменяющейся во времени, мощности.

Определение расчетной электрической мощности – один из наиболее ответственных этапов проектирования системы электроснабжения, поскольку завышение расчетной мощности вызывает неоправданный рост средств, вкладываемых в энергетическое строительство, а ее занижение – создает условия для возникновения аварийных режимов в системе электроснабжения из-за перегрузки ее элементов.

Существует несколько методов расчета электрических нагрузок. Наименее трудоемким из них, при достаточной для практических целей точности, является метод коэффициента спроса. Коэффициент спроса kСявляется статической характеристикой, определяющей долю потребляемой мощности РР в установленной (паспортной) РУ. Величина коэффициента спроса изменяется в диапазоне от 0 до 1 для различных групп электроприемников в зависимости от их фактической загрузки, режима работы.

Расчетная электрическая мощность находится в следующей последовательности:

  • Определяется расчетная активная мощность для всех групп электроприемников по формуле

(1);

  • Определяется расчетная реактивная мощность для всех групп электроприемников по формуле

(2),

где — коэффициент реактивной мощности, определяемый по заданному значению ;

  • Определяется расчетная полная мощность для всех групп электроприемников по формуле

(3);

  • Определяется расчетная полная мощность для всех групп электроприемников с учетом коэффициента совмещения максимумов по формуле

(4),

где kСМ – коэффициент совмещения максимумов нагрузки, принимаемый для вновь строящихся объектов равным 0,85.

Все расчеты для удобства дальнейшего проектирования желательно свести в таблицу.

Источник: http://userdocs.ru/fizika/5701/index.html?page=2

Ссылка на основную публикацию