- •1 Краткая характеристика электроприемников цеха по режиму работы и категории бесперебойности электроснабжения
- •2 Выбор напряжения цеховой сети и системы питания силовой нагрузки и освещения
- •3 Выбор электродвигателей, пусковой и защитной аппаратуры
- •4 Расчет электроосвещения
- •4.1 Выбор системы освещения и освещённости цеха
- •Для создания равномерного распределения освещенности по всей площади цеха принимаем равномерное размещение светильников.
- •4.2 Выбор типа и мощности источника света
- •4.2.1 Расчёт рабочего освещения
- •4.2.2 Расчёт аварийного освещения
- •4.3 Выбор кабелей, питающих щитки освещения
- •4.3.1 Выбор кабеля, питающего щиток рабочего освещения
- •4.3.2 Выбор кабеля, питающего щиток аварийного освещения
- •4.4 Выбор схемы питания осветительной установки
- •4.5 Выбор типа и расположения группового щитка, компоновка сети и её выполнение
- •4.5.1 Выбор аппаратов рабочего освещения
- •4.5.2 Выбор аппаратов аварийного освещения
- •5 Расчет электрических нагрузок
- •5.1 Расчет сварочной нагрузки методом эффективных мощностей
- •5.2 Расчёт электрических нагрузок методом упорядоченных диаграмм
- •5.3 Распределение нагрузки по распределительным щитам
- •5.3 Выбор распределительных щитов
- •5.4 Ответвления к электроприемникам
- •6 Выбор числа и мощности цеховых трансформаторов
- •7 Выбор схемы электроснабжения
- •8 Расчёт необходимой компенсирующей мощности, выбор компенсационного оборудования и его размещение в цеховой сети
- •8.1 Выбор выключателей для подключения ку
- •8.2 Выбор кабельных линий для подключения ку
- •9 Уточнение расчетных нагрузок, числа и мощности цеховых трансформаторов
- •10 Выбор питающих кабелей
- •10.1 Выбор сечения кабеля по нагреву
- •10.2 Выбор сечения кабеля по экономической плотности тока
- •10.3 Выбор сечения кабеля по термической стойкости
- •11 Построение карты селективности защиты
- •11.1 Расчет токов трехфазного короткого замыкания
- •11.1.1 Определение сопротивления элементов схемы
- •11.2 Расчёт токов однофазного короткого замыкания
- •11.3 Карта селективности защиты
- •12 Выбор аппаратуры ячейки кру на гпп
- •13 Расчёт показателей качества электрической энергии
- •13.1 Расчет отклонения напряжения
- •13.1.1 Расчет отклонения напряжения в период максимума нагрузки
- •13.1.2 Расчет отклонения напряжения в период минимума нагрузки
- •13.3 Расчет коэффициента несинусоидальности кривой напряжения
- •13.4 Расчет несимметрии токов и напряжений
- •14 Расчёт заземляющего устройства
13 Расчёт показателей качества электрической энергии
Электрическая энергия, вырабатываемая источниками питания и предназначенная для работы электроприёмников, должна иметь такие качественные показатели, которые определяют надёжность и экономичность их работы. Качественные показатели электроэнергии нормируются государственными стандартами; на эти нормы ориентированы технические условия работы электроприёмников, выпускаемых промышленностью.
Расчет производится для таких показателей качества электроэнергии как отклонение напряжения и несинусоидальность напряжения. Проведение расчета необходимо для того, чтобы установить, насколько эти показатели соответствуют установленным на них нормам. Нормирование показателей необходимо вследствие негативного влияния на работу других электроприемников:
- отклонение напряжения создают при своей работе любые электроприемники, т.к. изменение группового графика нагрузки в течении суток приводит к изменению потерь напряжения элементов электрических сетей. Отклонение напряжения может привести к изменению производительности данной установки или агрегата, к браку продукции в данной установке или агрегате, к изменению потребления активной и реактивной мощности, к изменению потерь активной мощности, а так же к изменению срока службы самого электроприемника и изоляции проводников, питающих его;
- колебания напряжения создают при своей работе электроприемники с импульсными и резкопеременными режимами работы (эл.сварочные установки, дуговые печи). Колебания напряжения наибольшее влияние оказывает на освещение и на различную электронную технику (ПК, телевизоры,и т.д.). На электродвигатели и электротехнологические установки колебание напряжения практически не оказывает влияния, т.к. длительность колебаний небольшая. Колебание напряжения сказывается на релейной защите;
-несинусоидальность напряжения вызывают электроприемники, имеющие нелинейную вольт-амперную характеристику (эл.сварочные установки, дуговые печи, газоразрядные лампы). Несинусоидальность напряжения вызывает дополнительные потери мощности за счет протекания высших гармоник, уменьшается срок службы изоляции, из-за высших гармоник в системах управления могут быть сбои;
- несимметрию напряжения создают все однофазные электроприемники (индукционные печи, освещение, дуговые сталеплавильные печи). Несимметрия напряжения в основном оказывает влияние на электродвигатели: если в нормальной трехфазной сети момент вращения направлен в одну сторону, то в несимметричной сети возникает обратный тормозной момент, что вызывает перегрев электродвигателя и сокращение срока службы.
13.1 Расчет отклонения напряжения
Отклонение напряжения рассчитывается для промышленных предприятий как основной показатель качества электроэнергии (ПКЭЭ) независимо от видов и состава электроприемников. Важно правильно рассчитать отклонение напряжения в периоды максимума и минимума нагрузок сети и принять меры по его уменьшению в случаях несоответствия гостированным значениям (ГОСТ допускает значения отклонения напряжения в периоды максимума и минимума сети в пределах (95-105%) от номинального напряжения этой сети в течение длительно допустимого времени, т.е. в течение 95% времени суток).
Влияние электроприемников на отклонение напряжения:
- с увеличение мощности нагрузки – увеличивается падение напряжение в элементах сети, и, соответственно, увеличивается отклонение напряжения, что в свою очередь приводит к еще большему падению.
Влияние отклонения напряжения на электроприемники:
- влияние на электродвигатели: повышенный износ изоляции; изменение частоты вращения;
- влияние на электротехнологические установки: изменение производительности ЭТУ; изменение удельного расхода электроэнергии; уменьшение срока службы;
- влияние на осветительные установки: увеличение потребляемой мощности и электроэнергии; уменьшение светового потока.
Для упрощения расчета принимаем следующий порядок расчета отклонения напряжения:
- рассчитываем отклонения для наиболее электрически удаленного и наиболее мощного электроприемника (в нашем случае – станок фрезерный мощностью 30 кВт, расположенный на ШРА-5) и регулируем напряжения таким образом, чтобы отклонение соответствовало ГОСТу – это режим максимума сети;
- рассчитываем отклонения для наименее электрически удаленного и наименее мощного электроприемника (в нашем случае – станок) и сравниваем отклонение с ГОСТом – это режим минимума сети; Если в одном из случаев не проходит значения по ГОСТу, то следует применять дополнительные или иные средства регулирования уровня напряжение.
Примечание: для всех далее рассматриваемых случаев расстояние от ШМА до ШРА, которое соединяется кабелем определенного сечения марки АВВГ, достаточно малы ( 10 м), поэтому оказать большого влияния на величину падения напряжения в сети они не могут. Тогда в соответствии с допустимой инженерной погрешностью (не более 10 %) исключаем из расчетной схемы эти участки сети для упрощения дальнейших расчетов.