ESP_dlya_FMA

высоковольтными ЭП на напряжении 10 кВ. В эти сети электроэнергия поступает из распределительных устройств соответствующего напряжения РП и ГПП. Существует несколько видов схем цеховых электрических сетей.

Рис. 3.1. Одиночная сквозная магистраль.

Рис. 3.2. Одиночная магистраль.

Одиночная сквозная и одиночная магистрали используются преимущественно для потребителей третьей категории.

Рис. 3.3. Двойная сквозная магистраль.

Рис. 3.4. Двойная магистраль.

Рис. 3.5. Встречная магистраль.

Двойные и встречная магистрали применяют для потребителей преимущественно второй и частично первой категорий.

Рис. 3.6. Радиальная (лучевая) схема.

Радиальная схема обладает самой высокой степенью надежности и применяется для потребителей первой категории.

Рис. 3.7. Радиально магистральная (смешанная) схема.

Радиально магистральная схема используется для потребителей всех категорий и является самой востребованной.

Внутрицеховые (цеховые) электрические сети обеспечивают распределение электроэнергии на напряжении 0,38 кВ среди ЭП и ПЭ цеха.

Типы схем для цеховых сетей не отличаются от межцеховых, однако для их исполнения существует значительно больший выбор технических средств для приема и распределения электроэнергии:

Силовые кабели с разным количеством токоведущих жил.

Шинопроводы (магистральные и распределительные).

Силовые шкафы с предохранителями и автоматическими воздушными выключателями.

Выбор проводников (кабель и провод) производится по следующим

параметрам:

Номинальное напряжение проводника должно превышать номинальное напряжение электроустановки (сети) Uн Uну .

Длительно допустимый ток проводника должен быть большим,

чем расчетный ток нагрузки Iдд Iр .

Выбранный проводник должен быть проверен по условиям послеаварийного режима, если такой режим возможен для данного

проводника Iдд Iпа .

Проводник для подключения отдельного ЭП выбирается по расчетной

нагрузке ЭП

	IрЭП			PнЭП	,	(2.7)
		3 cos н Uнл
	где PнЭП			- номинальная активная мощность ЭП, кВт;		cos н -

номинальный коэффициент мощности ЭП; Uнл - номинальное линейное напряжение ЭП, кВ.

3.2.Электрические подстанции Электрической подстанцией называется электроустановка, служащая

для приема, преобразования, распределения электроэнергии и состоящая из трансформаторов, или других преобразователей, силовых шкафов, устройств управления, защиты и вспомогательных устройств.

В зависимости от функционального назначения все подстанции делятся на три вида:

3.2.1. Распределительные подстанции.

Распределительной называется подстанция, служащая для приема и распределения электроэнергии. РП с учетом ее функционального назначения называют «Распределительным устройством» (РУ – 10 кВ). Номинальное

напряжение промышленных РП равно 10 кВ. Характерной схемой промышленной РП является схема с одной секционированной системой сборных шин. РП комплектуются силовыми шкафами серий КСО

(комплектный стационарный с односторонним обслуживанием) и КРУ

(комплектное распределительное устройство) [].

Рис. 3.8. Схема РП с одной секционированной системой сборных шин и силовыми шкафами серии КРУ.

Рис. 3.9. Схема РП с одной секционированной системой сборных шин и силовыми шкафами серии КСО.

ПРИМЕЧАНИЕ. На рисунках с 1.7 по 1.15 использованы условные символические обозначения: КЛ – кабельные ЛЭП, ТСН1, 2 –

трансформаторы собственных нужд РП, Q1, 2 – выключатели вводов в РП

(имеют высокую коммутационную способность), Qс – секционный выключатель ( в нормальном режиме отключен), Q3 – выключатель отходящей линии, QS – линейный разъединитель, QSG – заземляющий разъединитель, сблокированный с линейныv разъединителем,

трансформатор собственных нужд ТСН обеспечивает энергией цепи автоматики, защиты, управления, установки освещения, вентиляции,

различных переносных приборов необходимых в процессе эксплуатации оборудования РП. Кабельные отходящие линии передают электроэнергию к ТП, другим РП и отдельным высоковольтным ЭП. Оборудование РУ-10кВ,

как правило, монтируется в специальном закрытом помещении. Такое РУ называется ЗРУ-10 кВ (закрытое распределительное устройство). В тех случаях, когда оборудование, изготовленное с соответствующей степенью защиты от воздействия окружающей среды, устанавливается на открытой площадке, РУ-10кВ называют ЗРУН – 10кВ (закрытое распределительное устройство наружной установки).

3.2.2. Трансформаторные подстанции.

По назначению их разделяют на два вида:

Главные понижающие подстанции (ГПП), которые предназначены для приема электроэнергии на напряжении, превышающем 10 кВ,

трансформирования ее до напряжения 10 кВ и распределения ее между потребителями и отдельными высоковольтными ЭП. Распределение энергии производится на напряжении 10 кВ через межцеховые электросети, цеховые ТП и РП.

Рис. 3.10. Схема ГПП с двумя силовыми трансформаторами и одной секционированной системой сборных шин. Т1, Т2 – силовые трансформаторы, FV – разрядник.

Часть схемы, расположенная выше силовых трансформаторов, на ГПП размещается на открытой площадке и называется открытым распределительным устройством с указанием напряжения, например: ОРУ –

110 кВ. Разрядники обеспечивают защиту силовых трансформаторов и прочего оборудования от возможных перенапряжений со стороны питающих воздушных ЛЭП. Эти перенапряжения чаще всего возникают при появлении грозовой активности вдоль трассы воздушной ЛЭП. Разъединители в составе ОРУ позволяют восстановить работу ГПП при отказе одной из питающих ЛЭП или одного из трансформаторов. Распределительное устройство РУ-10

кВ (ЗРУ-10 кВ) является полным аналогом ЗРУ-10 кВ.

Цеховые трансформаторные подстанции (ТП) предназначены для приема электроэнергии на напряжении 10 кВ, трансформирования ее до напряжения 0,38 кВ и распределения между группами ЭП и мощными одиночными ЭП. Все ТП, в зависимости от конструкции и степени защиты от воздействия окружающей среды делятся на два вида [1]:

1.Стационарные ТП. Их особенностью является наличие здания,

сооружения или помещения, в котором размещается электрооборудование

подстанции.

Рис. 3.11. Принципиальная однолинейная схема стационарной ТП. Т1, 2 – силовые трансформаторы, ТА – трансформаторы тока,

QS – низковольтные разъединители, QF – автоматический воздушный выключатель.

2.Комплектные ТП (КТП). Для их размещения не требуется

специальное помещение. Они имеют конструкцию, позволяющую

устанавливать их на открытых огороженных площадках внутри зданий и сооружений. Вариант КТП, имеющий защиту от воздействия окружающей среды, может устанавливаться на открытой площадке вне помещений и называется КТПН (КТП для наружной установки). Все коммутационно защитные аппараты (автоматические воздушные выключатели)

устанавливаются на выкатных тележках. Подстанции этого вида позволяют быстро менять аппараты, что увеличивает оперативность ремонтов и сокращает время простоя подстанции во время ремонта.

Рис. 3.12. Принципиальная однолинейная схема КТП и КТПН. Т1, 2 – силовые трансформаторы, ТА – трансформаторы тока,

QS – низковольтные разъединители, QF – автоматический воздушный выключатель.

3.2.3. Преобразовательные подстанции.

Предназначены для преобразования трехфазного переменного тока в постоянный ток или переменный ток другой частоты. В основной комплект преобразовательной подстанции входит силовой трансформатор с многократно расщепленной обмоткой, вентильные блоки и другое оборудование обеспечивающее работу подстанции. Для преобразовательных блоков применяют: трехфазную нулевую схему, шестифазную нулевую схему с уравнительным реактором и трехфазную мостовую схему преобразования. Расщепленная обмотка силового трансформатора и соответствующее количество вентильных блоков позволяют уменьшить степень искажения кривой напряжения (гармоники), а значит – улучшить

качество электроэнергии в точке подключения преобразовательной

подстанции.

4.РЕЖИМЫ РАБОТЫ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

4.1.Понятие о режимах работы

Под режимом работы СЭП понимается ее состояние, которое характеризуется соответствующими параметрами: величиной нагрузки в узлах сети СЭП и характером ее изменения, уровнем напряжения в сети,

отклонением напряжения в различных точках сети от его номинального значения, наличием и величиной несимметрии напряжения,

несинусоидальностью напряжения, состоянием нейтрали сети по отношению к «земле». Кроме этого, режимы работы СЭП характеризуются многими другими параметрами.

Для более общей характеристики состояния СЭП используют понятия:

Нормальный (рабочий) режим. Это есть состояние полной работоспособности СЭП при котором все ее параметры и технические характеристики соответствуют расчетным номинальным значениям.

Возможные отклонения параметров от номинальных значений не приводят к появлению заметного ущерба.

Временно допустимый (послеаварийный) режим характерен снижением работоспособности СЭП при наличии отклонений некоторых или всех параметров режима ее работы, не превышающих допустимые пределы.

Это режим сопровождается появлением заметных ущербов.

Аварийный режим – отклонения параметров СЭП существенно превышают допустимые значения, теряется работоспособность (отказ СЭП).

Аварийные режимы, как правило, весьма кратковременны, а их появление связано с различными повреждениями СЭП. Ущерб от аварийного режима определяется характером повреждения. Характерным примером аварийного режима СЭП является короткое замыкание, которое сопровождается повреждением оборудования и токоведущих частей. Стоимость замещаемого

оборудования и ремонтных работ составляет величину ущерба. Кроме этого,

с состав ущерба промышленного потребителя может входить составляющая,

связанная с недоотпуском продукции в результате перерыва в электроснабжении.

4.2. Короткие замыкания в цеховых электрических сетях напряжением до 1000 В

Короткое замыкание является аварийным режимом, время существования которого должно сводиться к минимуму. Это достигается соответствующими настройками средств защиты. Правильная настройка защит позволяет избежать больших ущербов. Расчет токов короткого замыкания (ТКЗ) необходим для выбора параметров настройки средств защиты, для проверки токоведущих частей и коммутационных аппаратов на термическое и динамическое действие ТКЗ. Существуют трехфазные,

двухфазные и однофазные короткие замыкания [1].

Расчет ТКЗ в электроустановках и сетях напряжением ниже 1000 В, в

сравнении с высоковольтными установками и сетями, имеет несколько особенностей. Это связано с значительной удаленностью этих сетей от первичных источников электроэнергии и относительно малым напряжением.

В любой рассматриваемой точке сети наиболее мощным является трехфазное короткое замыкание. Процесс короткого замыкания, являясь аварийным, представляет собой переходный процесс от нормального режима к послеаварийному.

Рис. 4.1. Процесс трехфазного короткого замыкания.

iп ,iа - периодическая и апериодическая составляющие ТКЗ,

I " - начальное действующее значение апериодической составляющей ТКЗ, iуд - ударный ток короткого замыкания (мгновенное значение),

I - установившееся значение ТКЗ (действующее значение).

Периодическая составляющая ТКЗ протекает по короткозамкнутой цепи под действием ЭДС эквивалентного генератора. Под эквивалентным генератором понимается совокупность генераторов электрических станций подпитывающих рассматриваемую точку короткого замыкания.

Апериодическая составляющая вызвана ЭДС самоиндукции в короткозамкнутой сети при резком изменении в ней тока при появлении короткого замыкания. Эта составляющая исчезает после достижения ТКЗ установившегося значения.

Токи короткого замыкания (КЗ) рассчитываются в разных точках сети в зависимости от их назначения.

Рис. 4.2. Общий вид схемы для расчета ТКЗ.

Порядок расчета трехфазного ТКЗ:

1. Выбор расчетной точки КЗ (рис. 4.2).

К1 – выбор параметров срабатывания QF1 и проверка отключающей способности QF1 и QF2.

К2 - выбор параметров срабатывания QF2 и проверка отключающей способности QF2 и QF3.

К3 – расчет трехфазного КЗ не обязателен.

2. Формирование расчетной схемы замещения.