В.5) Сети с глухозаземленными нейтралями

в.5.1) Сети 220 кВ и выше

Здесь фактор стоимости изоляции имеет еще большее значение, поэтому в этих сетях применяется глухое заземление нейтрали, т.е. у всех трансформаторов сети нейтрали замкнуты (см. рис. I.22. – сеть № 4).

Схема замещения аналогична рис. I.10, но сопротивление R в данной сети еще меньше и определяется только сопротивлением проводника и контура заземления.

При этом во время однофазных замыканий на землю напряжение на неповрежденных фазах относительно земли близко к U_Ф:

Токи КЗ чуть выше, значит потребитель все равно отключается, заземлитель дороже, но изоляция дешевле.

в.5.2) Сети до 1 кВ

Схема замещения сети № 4 (рис. I.22) показана на рис. I.27.

С

N

B

A

L₂

L₃

0

М1

М2

L₁

I_K⁽¹⁾

I_K⁽¹⁾

Нельзя

Заземление

Рис. I.27. Схема замещения для сети с глухозаземленной нейтралью

Такие сети применяются для напряжений менее 1 кВ для одновременного питания трехфазной и однофазной нагрузки, включенных на фазные напряжения. В них нейтраль трансформатора (генератора) присоединяется к заземляющему устройству непосредственно. Для фиксации фазного напряжения при наличии однофазных нагрузок применяют нулевой рабочий проводник, связанный с нейтралью.

Т.к. сети до 1 кВ самые разветвленные и наиболее доступные для обслуживающего персонала, то необходимо быстрое отключение электроустановки при пробое изоляции и появлении напряжения на корпусах электродвигателей и другого электрооборудования. Для выполнения данной функции к нулевому рабочему проводнику преднамеренно подключают металлические части электроустановок, нормально не находящиеся под напряжением, т.е. данный проводник становится еще и нулевым защитным проводником.

При наличии зануления пробой изоляции на корпус вызовет однофазное КЗ и срабатывание защиты с отключением установки от сети.

При отсутствии зануления корпуса (двигатель М2) повреждение изоляции вызовет опасный потенциал на корпусе.

Иногда рабочий и защитный проводники разделены.

I.2 Графики нагрузок электроустановок

График нагрузки представляет собой графическое отображение режима работы электроустановки по различным параметрам.

а) Классификация графиков нагрузки.

1. По виду фиксируемого параметра:

• графики активной мощности P;

• графики реактивной мощности Q;

• графики полной мощности S;

• графики тока электроустановки I.

По периоду времени, за который они отражают изменение нагрузки:

• суточные;

• сезонные (зимние, летние);

• годовые;

по месту изучения режима работы энергосистемы:

• графики нагрузки потребителей, отражающие изменения нагрузки на шинах потребительских подстанций;

• сетевые графики нагрузки - на шинах районных и узловых подстанций;

• графики нагрузки электростанций;

• графики нагрузки энергосистемы, характеризующие режим работы энергосистемы в целом.

б) Участие различных электростанций в покрытии суточного графика активной нагрузки систем (см.рис I.28).

Рис. I.28. Суточный график нагрузки системы и графики электростанций, участвующих в выработке электроэнергии

В суточном графике различают: базовую часть, соответствующую ; полупиковую часть ; пиковую часть .

Нагрузки между электростанциями в ЭЭС распределяются таким образом, чтобы обеспечить максимальную экономичность режима в целом по системе.

Покрытие базовой части суточного графика возлагают:

1. на АЭС, изменение режима которых нецелесообразно по соображениями безопасности;

2. на ТЭЦ, максимальная экономичность которых имеет место, когда электрическая мощность соответствует тепловому потреблению;

3. на ГЭС в размере, соответствующем минимальному пропуску воды, необходимому по санитарным требованиям и условиям судоходства.

Покрытие полупиковой части графика возлагают в основном на низкоманевренные станции – КЭС и ТЭС с ПГУ.

Покрытие пиковой части графика возлагают на высокоманевренные электростанции – это ГЭС, ТЭС с ГТУ и ГАЭС.

Чем неравномернее график нагрузки системы, тем большая мощность ГЭС, ТЭС с ГТУ и ГАЭС необходима, чтобы обеспечить экономичную работу КЭС, без резкого снижения их нагрузки в ночные часы, а также в выходные и предпраздничные дни или отключения части агрегатов в эти часы. Таким образом, участие высокоманевренных электростанций в покрытии графика системы при достаточной мощности их позволяет выровнять графики нагрузки КЭС, ТЭЦ, ТЭС с ПГУ и АЭС и обеспечить наибольшую экономичность энергосистемы в целом.

в) Назначение графика нагрузки.

График нагрузки предназначен для:

1. определения времени пуска и останова агрегата электростанций, а также включения и отключения трансформаторов на подстанциях;

2. определения количества вырабатываемой и потребляемой электроэнергии, а также расхода топлива и воды;

3. ведения экономичного режима электроустановки;

4. планирования сроков ремонта оборудования;

5. проектирования новых и расширения действующих электроустановок потребителей (энергосистем).

На рис. I.29 показан годовой график нагрузки ЭЭС.

P_н.г

t, мес

II

III

I

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

I

Рис.I.29. Годовой график нагрузки

г) Технико-экономические показатели, определяемые по графикам нагрузки:

1. наибольшая мощность по суточному графику нагрузки, продолжительностью не менее 30 мин. принимается за суточный максимум нагрузки Р_макс.;

2. площадь, ограниченная кривой графика активной нагрузки, численно равна энергии, произведенной энергоустановкой за рассматриваемый период времени Т

,

где n - число ступеней на суточном графике; T_i - продолжительность i-той ступени; P_i - мощность соответствующей ступени;

3. средняя мощность нагрузки за рассматриваемый период Т

;

4. степень неравномерности графика оценивается коэффициентом неравномерности

Коэффициент неравномерности – это отношение значения минимальной мощности к максимальному за установленный интервал. Он не может быть больше 1 и при выравнивании графика стремиться к 1;

5. степень заполнения графика оценивается коэффициентом заполнения

Коэффициент заполнения показывает, во сколько раз выработанная (потребленная) энергия за рассматриваемый период времени меньше энергии, которую можно было бы выработать (потребить) за то же время, если бы нагрузка установки все время была максимальной. Коэффициент заполнения не может быть больше 1;

6. продолжительность использования максимума нагрузки

где Т_max - условная величина, которая показывает, сколько часов за рассматриваемый период установка должна была бы работать с неизменной максимальной нагрузкой, чтобы выработать (потребить) действительное количество электроэнергии Э_а за этот период времени.

Для графиков нагрузки станций вводятся следующие показатели:

1. коэффициент резерва;

Коэффициент всегда должен быть больше 1.;

2. коэффициент использования установленной мощности:

;

3. продолжительность использования установленной мощности

.

Под Р_уст следует понимать суммарную установленную мощность всех агрегатов электростанций, в том числе и резервов. Для более эффективного использования оборудования стремятся обеспечить такой режим, чтобы К_и.уст был максимальным. В Росии в среднем Т_уст = 5000 ч в год.