2012-01-01 Государственный экзамен по специальности «электроснабжение»

Билет №9

Задача:

Выбрать сечение кабелей W1 иW2. и трансформатор Т (без учета реактивной мощности)

Исходные данные приведены в таблице

1 вариант. МРС – металлорежущие станки

Наименование оборудования	Рном, кВт	cosφсм	Ки
МРС 1,2,5,12	7,5	0,5	0,15
МРС 3,11,13	9,0	0,55	0,18
МРС 4,6,14,15	12.0	0,6	0,25
МРС 7,9,10	15,0	0,65	0,2
Тельфер 8,16 (ПВ=0,36)	5,0	0,5	0,3
Вариант 2
Наименование оборудования	Рном, кВт	cosφсм	Ки
МРС 1,2,5,12	5,5	0,6	0,2
МРС 3,11,13	10,0	0,6	0,25
МРС 4,6,14,15	12,0	0,65	0,3
МРС 7,9,10	15,5	0,65	0,35
Тельфер 8,16 (ПВ=0,49)	3,0	0,5	0,3

Вопросы:

1) Показатели качества напряжения и способы их поддержания в заданных пределах.

2) Какими способами можно регулировать частоту вращения асинхронных короткозамкнутых двигателей. Нарисуйте механические характеристики для этих способов.

Нагрузочная диаграмма двигателя и её построение. Классификация режимов работы двигателей по нагреву.

3) Газовая защита трансформатора. Назначение защиты. Конструкция газового реле.

Билет №9

1.Показатели качества напряжения и способы их поддержания в заданных пределах.

Отклонения напряжения. Обычно в пределах какой-либо одной ступени трансформации системы электроснабжения действующие значения напряжения изменяются в сравнительно узких пределах. Поэтому целесообразно поль­зоваться не полными значениями напряжений U, а значениями отклонений напря­жения V (которые обычно выражаются в процентах номинального значения).

Для любого i-ro узла сети

Vi =Ui – Uном / Uном 100 (1)

где Ui - действующее значение междуфазного напряжения в i-м узле сети; Uном - номинальное междуфазное напряжение данной сети.

Для отдельных элементов системы электроснабжения (генераторы, синхрон­ные компенсаторы, трансформаторы и автотрансформаторы! номинальное напря­жение U_n не совпадает с номинальным напряжением U_Hом соответствующей ступени трансформации. В этих случаях отклонение напряжения определяется относи­тельно номинальною напряжения Uп указанных устройств:

Vi' =Ui – Uп / Uп 100 (2)

Из (1) и (2) следует, что при этом отклонение напряжения относительно номинального напряжения сети получается:

Vi ≈ Vi' + Vп

где Vп = Uп – Uном / Uном - отклонение номинального напряжения данного устройства относительно номинального напряжения сети.

По действующим нормам допускаются следующие отклонения напряжения на зажимах приемников электроэнергии:

для осветительных приемников б производственных и общественных помеще­ниях от -2,5 до +5%; Для асинхронных электродвигателей от - 5 до + 10% и во всех прочих случаях oт -5 до +5%.

Регулированием напряжения называют процесс изменения уровней напряжения в характерных точках системы электроснабжения с помощью специальных технических средств, который производят автоматически по наперед заданному закону.

Необходимость такого процесса вызывается изменением отклонений напряжений от номинального значения за пределы допустимых. Допустимые отклонения напряжения для различных приемников электроэнергии определены ГОСТ.

Для регулирования напряжения в системах электроснабжения промышленных предприятий могут быть использованы следующие технические средства:

а) генераторы собственных электростанций предприятия;

б) трансформаторы с РПН; в) линейные регуляторы;

г) управляемые батареи конденсаторов;

д) синхронные двигатели, снабженные автоматическими регуляторами воз­буждения (АРВ);

е) синхронные компенсаторы.

Генераторы собственных электростанций пред­приятия. Генераторы электрических станций обычно связаны линиями элект­ропередачи с приемниками электроэнергии и шинами цеховых подстанций через повысительные и понизительные трансформаторы. Приемники электроэнергии, получающие питание непосредственно от шин генераторного напряжения электри­ческих станций, составляют небольшую долю общего числа приемников электро­энергии промышленного предприятия.

Отклонение напряжения на выводах генератора более чем на 5% номиналь­ного приводит к необходимости снижения его мощности. Поэтому использование генераторов собственных электростанций в качестве средств регулирования напряжения в системах электроснабжения промышленных предприятий ограни­чено.

Трансформаторы (автотрансформаторы) с РПН, как правило, должны устанавливаться на понижающих подстанциях, от которых питаются промышленные электрические сети. Распределительные трансформа­торы с напряжением обмотки ВН 6 - 20 кВ должны выполняться с РПН в тех случаях, когда для осуществления технологических процессов требуется осо­бенно высокое качество напряжения (например, электрические печи и т.п.). Их применение должно быть специально обосновано соответствующими технико-экономическими показателями и расчетами.

В настоящее время практически все массовые серии трансформаторов и авто­трансформаторов до напряжения 500 кВ предусматривается выпускать только в исполнении с РПН. Расширен диапазон регулирования трансформаторов с РПН и одновременно увеличено число и уменьшены размеры отдельных регулировоч­ных ступеней. Так, двух- и трехобмоточные трансформаторы мощностью 6,3 - 80 MB-А на 110 кВ имеют диапазон ±16%, число ступеней ±18 и размер сту­пени 1,78%. Ряд серий трансформаторов и автотрансформаторов на 220 кВ имеет РПН в пределах ±10 X 1,2%.

Автотрансформаторы с высшим напряжением до 330 кВ изготовляются с РПН на стороне СН. При этом не всегда обеспечиваются требуемые режимы напряжения на стороне НН. Поэтому в необходимых случаях должны дополнительно устанав­ливаться линейные регуляторы на стороне НН автотрансформатора.

По условиям работы переключающих устройств трансформаторы с РПН могут быть разделены на следующие основные группы:

1) трансформаторы 35 - 110 кВ с АРН на понижающих подстанциях, питаю­щих промышленные сети, имеющие, как правило, не менее 20 -30 переключений в сутки;

2) индивидуальные стабилизирующие трансформаторы малой мощности дли электроснабжения специальных потребителей, требующих особо высокого ка­чества напряжения, характеризующиеся частыми переключениями. В этих слу­чаях приходится применять переключающие устройства, работающие с существен­ной недогрузкой. В наиболее тяжелых случаях целесообразно применять бес­контактные устройства с плавным регулированием, например трансформаторы с подмагничиванием, с подвижными обмотками и т. д.;

3) трансформаторы с РПН в промышленных установках для питания электри­ческих печей и электролизных ванн, где частота переключений достигает иногда 200 в сутки. Эти трансформаторы снабжаются сравнительно мощными переклю­чающими устройствами с большим диапазоном регулирования.

Линейные регуляторы (линейные регулировочные автотрансфор­маторы):

1.Трехфазные 400 - 630 кВА, РПН ± 10%, число ступеней ±6 6 - 35 кВ.

2. Трехфазные 1600 - 6300 кВА, РПН ± 10%, число ступеней±8 6 - 10 кВ.

3. Трехфазные 16 - 100 МВ-А, РПН ± 15%, 6,3 - 36,75 кВ.

4.Трехфазные 63 и 125 МВ-А, РПН± 15%, 110 кВ.

Синхронные двигатели могут быть использованы для peгулирования, если они имеют автоматический регулятор возбуждения АРВ с уста­новкой по заданному напряжению. Не все типы СД и не во всех случаях должны бить использованы в качестве источников реактивной мощности и средств регули­рования напряжения. Например, тихоходные СД для этих целей не применяю. из-за низкого к. п. д.

Целесообразность применения СД для регулирования напряжения опреде­ляется технико-экономическим расчетом.

Синхронные компенсаторы (СЮ являются источниками реак­тивной мощности и служат для компенсации реактивной мощное; и регулирования напряжения в электрических сетях. Работу синхронных компенсаторов можно сравнить с холостым ходом СД. Отсутствие активной нагрузки на валу позволяет использовать облегченные конструкции СК (в частности, применяется облегчен­ный вал).