ESP_dlya_FMA

						nн
				1		(Si2 ti )
`						i 1
K1							,	(2.2)
		n	т	S`		24 h`
				нт

где Sнт` - предполагаемая номинальная мощность трансформатора; nТ –

количество трансформаторов; nН – количество «ступенек» ГЭН на интервале начальной нагрузки.

Для интервала максимальной нагрузки h` исходного графика нагрузки рассчитывается коэффициент максимальной нагрузки K2`

K `				1
2		n		S`
			т
				нт

nм

(Si2 ti ) i 1

h`

			Sэ2		,	(2.3)
		n	т	S`
				нт

где nМ – количество «ступенек» ГЭН на интервале максимальной нагрузки h`; Sэ2 - эффективное (среднеквадратическое) значение мощности нагрузки на интервале ее максимума.

Рассчитывается максимальный коэффициент загрузки трансформатора

K `

Sр

.

макс

S`нт

Сравнивается значение

K ` с

K `

: если

K`

0,9 K`

, следует принять

2

макс

2

макс

K`

K`

,

если, K` 0,9 K`

следует принять

K`

0,9 K`

, а

2

макс

2

макс

2

макс

продолжительность интервала времени перегрузки h` корректировать по

формуле

h

(K2` )2 h`

,

(2.4)

(0,9 K `

)2

макс

Если исходный суточный график нагрузки трансформатора содержит два близких по значению максимума различной продолжительности,

значения h и K2` определяются по максимуму большей продолжительности, а

значение K1` – как среднеквадратичное значение остальной нагрузки. Если исходный суточный график нагрузки трансформатора содержит несколько

последовательных близких по времени максимумов, значения	K2`	и h
определяются для совокупности всех максимумов, а значение	K `	– как
	1
среднеквадратичное значение оставшейся нагрузки.
По таблицам для допустимых систематических перегрузок,

приведенным в ГОСТ 14209-85, определяется допустимое значение

коэффициента перегрузки K2 .				Он зависит	от коэффициента начальной
нагрузки	K `, среднегодовой эквивалентной				температуры	охлаждающей
	1
среды	, продолжительности перегрузки h и от системы охлаждения
трансформатора.
Определяется			расчетное	значение	номинальной	мощности
трансформатора
`	Sэ2
Sнт		,				(2.5)
	nт K2
Полученное			расчетное	значение	номинальной	мощности

трансформатора округляется до ближайшего большего стандартного значения ( Sнт ).

Выбранную мощность Sнт проверяют по условиям послеаварийного режима. Под этим режимом понимается работа ТП при отказавшем одном из двух трансформаторов, либо при появлении дополнительной сторонней нагрузки, как результате действий персонала по восстановлению электроснабжения после отказа СЭП. С этой целью определяют K1 и K2 с

помощью выражений () и () заменяя S`нт на Sнт . Используя таблицы ГОСТ

14209-85 для послеаварийных режимов определяют допустимое время работы трансформатора в режиме перегрузки. Если допустимое время по

ГОСТ равно или превосходит фактическое h , выбранный трансформатор в состоянии работать с перегрузкой по исходному графику. В противном случае следует выбрать более мощный трансформатор или предусмотреть мероприятия по разгрузке трансформатора в послеаварийном режиме.

2.2. Коммутационные и коммутационно-защитные силовые электрические аппараты.

Все электрические аппараты делятся на два класса: низковольтные (до

1000 В) и высоковольтные (выше 1000 В). Коммутационные аппараты предназначены для производства коммутаций токов в электрических цепях.

Коммутационно-защитные аппараты служат для защиты от сверхтоков и производства нечастых коммутаций. В пределах своего габарита и в зависимости от величины коммутируемого тока аппараты имеют коммутационную способность: высокую, среднюю и низкую.

Основными техническими характеристиками коммутационных и коммутационно-защитных аппаратов являются:

Номинальное напряжение Uн , кВ.

Номинальный ток Iн , А.

Номинальный ток отключения Iно кА. Он характеризует коммутационную

способность аппарата, т.е. указывает предельно допустимое значение тока после отключения которого, аппарат в состоянии продолжить нормальную работу. Это свойство аппарата может характеризоваться более точно полной мощностью отключения Sно , кВА.

Ток термической устойчивости Iту , кА. Он представляет собой предельно допустимое значение тока, при котором за время tту не происходит термическое разрушение контактов.

Время термической устойчивости tту , с. Это время в течение которого Iту ,

протекая по контактам аппарата, не вызовет повреждения его контактов.

Ток динамической устойчивости iду , кА. Это предельно допустимое мгновенное значение тока, при котором не происходит отброс контактов с последующим их свариванием возникающей электрической дугой.

Собственное минимальное время отключения выключателя tмо , с. Эта характеристика не относится к аппаратам с ручным приводом.

Таблица 2.1. Высоковольтные коммутационные и коммутационно защитные аппараты

Коммутационная	Вид	Условное				Условное
		символическое			графическое
способность
		обозначение		изображение
	Выключатель	Q
Высокая
	Предохранитель	FU
Средняя	Выключатель	Q
	нагрузки
Низкая	Разъединитель	QS

Высоковольтные коммутационные аппараты с высокой коммутационной способностью (Таблица 2.1). Эти аппараты (выключатели)

могут коммутировать токи в диапазоне от нуля до величины короткого замыкания. В зависимости от принципа действия и конструкции существуют масляные, воздушные, вакуумные, элегазовые и электромагнитные выключатели. В системах электроснабжения промышленных предприятий наиболее часто применяют вакуумные, масляные и элегазовые выключатели.

Высоковольтные коммутационные аппараты со средней коммутационной способностью. Средняя коммутационная способность позволяет коммутировать токи от нуля до максимальных рабочих токов нагрузки.

Высоковольтные коммутационные аппараты с низкой коммутационной способностью. Аппараты с низкой коммутационной способностью дают возможность коммутировать токи от нуля до токов холостого хода линий электропередачи и силовых трансформаторов, но главное их назначение – создание видимых разрывов в электрических цепях для обеспечения условий безопасности персонала службы эксплуатации.

Высоковольтные предохранители (FU) предназначены для защиты электрических цепей высокого напряжения 6 и 10 кВ от коротких замыканий и перегрузки. Основные технические характеристики не отличаются от характеристик коммутационных и коммутационно-защитных аппаратов за исключением тока термической устойчивости и времени термической устойчивости. Важной характеристикой предохранителя, определяющей его защитные свойства, является номинальный ток плавкой вставки.

Низковольтные коммутационно – защитные электроаппараты. В

электроустановках напряжением ниже 1000В в качестве защитно-

коммутационных электроаппаратов применяются автоматические воздушные выключатели (QF) и плавкие предохранители (FU).

Рис. 2.3. Условное графическое изображение:

а) автоматических воздушных выключателей; б) плавких предохранителей.

Автоматические воздушные выключатели (автоматы) предназначены для производства нечастых коммутаций и защиты электрических цепей от коротких замыканий и перегрузки. Для защиты от перегрузки предназначены

тепловые расцепители (ТР), а для защиты от ТКЗ – электромагнитные (ЭМР).

Основные технические характеристики автоматов описаны выше. Кроме основных характеристик, защитоспособность автоматов характеризуется их амперсекундными (защитными) характеристиками. ТР имеют зависимую от времени, а ЭМР – независимую защитные характеристики.

Низковольтные предохранители предназначены для защиты электрических цепей от коротких замыканий и перегрузки. Основные технические характеристики предохранителей не отличаются от характеристик автоматов, за исключением тока термической устойчивости и времени термической устойчивости. Важной характеристикой предохранителя является номинальный ток плавкой вставки. Этот параметр определяет защитные свойства предохранителя.

Технические характеристики автоматов и низковольтных предохранителей приведены в разделе 9.2.

2.3. Выбор и проверка коммутационных и коммутационно-защитных электрических аппаратов.

Выбор и проверка электроаппаратов производится на основе их технических характеристик. Условия выбора и проверки для электроаппаратов высокого и низкого напряжений аналогичны:

Выбор по номинальному напряжению

Uн Uну ,

где Uн,Uну - номинальные напряжения аппарата и электроустановки.

Выбор по номинальному току

Iн Iр ,

где Iн, Iр - номинальный ток аппарата и расчетный ток нагрузки.

Проверка отключающей способности

Iно I (3) ,

где Iно,I (3) - номинальный ток отключения и отключаемый установившийся ток КЗ.

Проверка термической устойчивости аппарата

I 2	t	ту	I (3)	2	(t	к	T ) ,	(2.6)
ту							а

где Iту , tту - ток и время термической устойчивости аппарата; tк - время протекания ТКЗ с момента его возникновения до полного отключения; Tа -

постоянная времени затухания апериодической составляющей ТКЗ.

Проверка динамической устойчивости аппарата iду iуд ,

где iду - номинальный ток динамической устойчивости аппарата.

2.4. Трансформаторы тока и напряжения

2.4.1. Трансформаторы тока (ТА).

Трансформаторы тока предназначены для преобразования тока с целью обеспечения возможности подключения слаботочных приборов и устройств к силовым электрическим цепям большой мощности и высокого напряжения.

Рис. 2.4. Условное графическое изображение трансформаторов тока.

Основные технические характеристики трансформаторов тока:

Номинальное напряжение (кВ).

Номинальный ток первичной обмотки ( Iн1 , А).

Номинальный ток вторичной обмотки ( Iн2 А). Величина Iн2

равна 5 или 1 А. Большинство приборов и устройств имеет номинальный ток

равный 5 А.

Коэффициент трансформации КТА Iн1 .

Iн2

Класс точности. Для коммерческого учета электроэнергии применяются ТА с классом точности S, например – 0,5S. Такие ТА обеспечивают паспортный класс точности на всем диапазоне рабочих токов.

Номинальная нагрузка – это сопротивление нагрузки вторичной обмотки Zн2 в Ом, при котором ТА работает в своем классе точности.

Оценка нагрузки ее активной мощностью P	I 2	Z	н2	(Вт)	является
н2	н2
физически более правильной, однако фиксированное значение Iн2					позволяет

однозначно определять нагрузку по ее сопротивлению. Сопротивление нагрузки должно включать в себя сопротивления проводников соединяющих все элементы, подключенные к вторичной обмотке ТА.

Характерной особенностью ТА является то, что разрыв в цепи нагрузки его вторичной обмотки является для него аварийным режимом сопровождающимся перегревом ТА с последующим выходом его из строя.

Режим короткого замыкания вторичной обмотки ТА является для него нормальным режимом.

Для защиты вторичных цепей ТА при пробое изоляции со стороны первичной обмотки один из концов вторичной обмотки подлежит обязательному заземлению.

2.4.2. Трансформаторы напряжения (TV).

Трансформаторы напряжения предназначены для преобразования напряжения с целью обеспечения возможности подключения приборов и устройств к силовым электрическим цепям высокого напряжения. Кроме этого, TV обеспечивают отделение электрических цепей высокого напряжения от цепей вторичной коммутации (цепи защит, измерения,

автоматики и т.д.), что является гарантией защиты обслуживающего персонала от поражения электрическим током при пробое изоляции высоким напряжением.

Рис. 2.5. Условное графическое изображение трансформаторов напряжения.

Основные технические характеристики трансформаторов тока:

Номинальное напряжение (кВ). Это номинальное напряжение первичной обмотки TV.

Номинальное напряжение первичной обмотки (Uн1 , кВ).

Номинальное напряжение вторичной обмотки (Uн2 , В). Величина

Uн2 фиксирована на стандартном значении и равна 100 В.

Фиксированное значение Uн2 позволяет унифицировать подключаемые к TV устройства и сделать их независимыми от

Uн1.

Коэффициент трансформации КТV Uн1 .

Uн2

Класс точности.

Номинальная мощность нагрузки – это максимальная мощность,

которая может быть подключена к вторичной обмотке TV, в

пределах его класса точности.

P	U	н2	I	2		Uн22	,	()
н2						Z2

где I2 Uн2 - ток нагрузки вторичной обмотки TV.

Z2

Сопротивление нагрузки Z2 определяется аналогично ТА.

В электроустановках промышленных предприятий напряжением 6 и 10

кВ применяются преимущественно TV с двумя вторичными обмотками.

Одна из них, соединенная в «звезду» предназначена для подключения приборов и устройств. Другая вторичная обмотка, соединенная в

«разомкнутый треугольник» служит для контроля изоляции, обеспечивая фиксирование замыканий на землю.

Для защиты вторичных цепей TV при пробое изоляции со стороны первичной обмотки один из концов вторичной обмотки подлежит обязательному заземлению.

3. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СЕТИ И ПОДСТАНЦИИ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЙ

3.1. Электрические сети Электрической сетью является совокупность электроустановок для

приема, преобразования, передачи и распределения электроэнергии,

состоящая из подстанций, распределительных устройств, токопроводов,

воздушных и кабельных линий электропередачи, работающих на определенной территории. Промышленные электрические сети бывают трех видов в зависимости от их уровня в иерархической структурной схеме распределения электроэнергии промпредприятия:

Внешние электрические сети (напряжение 10 кВ и более).

Межцеховые электрические сети (напряжение 10 кВ).

Внутрицеховые (цеховые) электрические сети напряжением 0,38

кВ.

Внешние электрические сети предназначены для передачи электроэнергии от электроснабжающей организации до СЭП. Присоединение потребителя к шинам питания может быть выполнено на напряжении 10 кВ.

В этом случае понижение напряжения на вводе СЭП не требуется, а

электроэнергия принимается и распределяется с помощью распределительной подстанции (РП). Если напряжение питания со стороны электроснабжающей организации равно 35 и более кВ, необходима главная понижающая подстанция (ГПП). Напряжение вторичной обмотки ГПП равно

10 кВ.

Межцеховые электрические сети служат для распределения энергии между цеховыми трансформаторными подстанциями и отдельными