Embed Size (px)
Citation preview
стр. 0
HASKOVO 2010
December 18, 2010
С автор: ГСА
Електроснабдяване
ЗАПИСКИ
стр. 1
Настоящите записки са предназначени за студенти от специалност
,,Електроенергетика и електрообзавеждане” при факултет
„Електротехника и електроника” на ТУ – Габрово. Те представляват
част от основните въпроси свързани с дисциплината
„Електроснабдяване – част 1”.
Записки
на
Студент: ………………………………………………………………….
Факултет №: ……………………, курс: …………., група: ………….
Изготви: инж. Георги Стойков Ангелов
За контакт: [email protected] или [email protected]
Интернет страница: www.haskovo2011.wordpress.com [email protected]
стр. 2
СЪДЪРЖАНИЕ:
№ Въпрос Стр.
- СПИСЪК НА ОЗНАЧЕНИЯТА И СЪКРАЩЕНИЯТА В ЗАПИСКИТЕ 3
1 Видове потребители на електрическа енергия в промишлените предприятия. Категоризация на
консуматорите. 4
2 Електрически товарови графици. Показатели на товарови графици. 6
3 Електрически изчислителни товари. Среден товар. Средноквадретичен товар. 8
4 Максимален продължителен товар – „Рм“. Метод за подредените товарови графици
(Коефициентът на максимума – Км) за определяне на максималният продължителен товар. 9
5 Статистически и емпирични методи за определяне на максималният продължителен товар – „Рм“. 11
6 Върхов товар (Върхов ток – „Iв“). 14
7 Определяне на електрическите товари на еднофазни консуматори. 16
8 Определяне на консумацията и загубите на електрическа енергия в промишлените предприятия. 18
9 Схеми на външната Електроснабдителна система на промишлените предприятия 20
10 Схема за вътрешна разпределителна мрежа за средно и високо напрежение. 22
11 Схеми на цехова разпределителна мрежа за ниско напрежение. 24
12 Схеми на електрическа мрежа на осветителни уредби. 26
13 Класификация и предназначение на подстанциите в промишлените предприятия. Картограма на
товарите. 29
14 Определяне на центъра на електрическият товар (ЦЕТ). 31
15 Определяне на зоната на разсейване на центъра на електрическия товар. 32
16 Определяне на зоните на увеличение на приведените годишни разходи при измерване на
подстанциите от центъра на товара. 34
17 Определяне на броя и мощността на цеховите подстанции. 35
18 Брой и мощност на трансформаторите в главната понижаваща подстанция (ГПП). Претоварваща
способност на трансформаторите. 38
19 Схеми на подстанциите в промишлените предприятия (Схеми на електрическото захранване на
подстанциите в ПП). 40
20 Конструктивно изпълнение на промишлени (цехови) електрически мрежи. 43
21 Определяне на сечението на силовите цехови електрически мрежи за ниско напрежение. 46
22 Избор на предпазители и автоматични прекъсвачи в цеховете за ниско напрежение. 49
23 Изчисление на стоманени шинопроводи и шинопроводи с голямо токово натоварване. 51
24 Изчисление на високочестотни мрежи, тролейни линии, постояннотокови линии, линии за
заваръчни уредби. 53
25 Изчисление на електрически инсталации на осветителни уредби. 55
26 Избор на най-целесъобразното напрежение на електроснабдителната система на промишлените
предприятия (ЕСПП). 57
27 Качество на електрическа енергия. Отклонение и колебание (бързи изменения) на напрежението . 59
28 Количествена оценка на качеството на напрежение. Оценка за загубите от влошено качество на
напрежението. 61
27 Източници на висши хармоници в електроснабдителната система на промишлените предприятия
(ЕСПП). 63
30 Ниво на висшите хармоници. Начини и средства за ограничаването им в електроснабдителната
система на промишлените предприятия (ЕСПП). 66
31 Несиметрия на напреженията и товарите в електроснабдителната система на промишлените
предприятия. 68
32 Режими на работа на неутралата в електроснабдителна система на промишлено предприятие. 71
- Конспект 74
стр. 3
СПИСЪК НА ОЗНАЧЕНИЯТА И СЪКРАЩЕНИЯТА В ЗАПИСКИТЕ
1. Означения:
- Ки – коефициент на използване;
- Кв – коефициент на включване;
- Кн – коефициент на натоварване;
- Кф – коефициент на формата;
- Км – коефициент на максимума;
- Кт – коефициент на търсене;
- Кзап ТГ – коефициент на запълване;
- Ке – коефициент на едновременност;
- Рср – среден активен товар;
- Qср – среден реактивен товар;
- α - коефициент на използване;
- Рср.кв – среден квадратичен товар;
- Рм – максимален активен товар;
- Qм – максимален реактивен товар;
- ne – еквивалентен брой потребители;
- З – специфични приведени годишни
разходи;
- h – коефициент на прецизност;
- Δ - специфични приведени годишни
загуби;
- σ - плътност на максималните
товари;
2. Съкращения:
- ЕЕС – Електро енергийна система;
- ЕСПП – Електро снабдяване на
промишлено предприятие;
- ПП – Промишлено предприятие;
- ТГ – Товаров график;
- ГПП – Главна понижаваща
подстанция;
- РП – Разпределителна подстанция;
- ОРУ – Открита разпределителна
уредба;
- ЗРУ – Закрита разпределителна
уредба;
- КРУ – Комплектна разпределителна
уредба;
- ГРП – Главна разпределителна
подстанция;
- ТП – Трансформаторна подстанция;
- ЦП – Цехова подстанция;
- СВН – Свръх високо напрежение;
- ВН – Високо напрежение;
- Ср.Н – Средно напрежение;
- НН – Ниско напрежение;
- Тр. – Трансформатор;
- ЦЕТ – Център на електрическият
товар;
- ЗИ – Захранващ източник;
- П – Прекъсвач;
- Р – Разеденител;
- АВР – Автоматично включване на
резерв;
- РО – Работно осветление;
- АО – Аварийно осветление;
- Т – Табло;
- ГМ – Главна магистрала;
- РМ – Работна магистрала;
- СТ – Силов товар;
- ОК – Открита външна касета;
стр. 4
РАЗДЕЛ 1:
1в. Видове потребители на електрическа енергия в промишлените предприятия.
Категоризация на консуматорите.
I. Основни понятия за електроснабдителната система на промишлените
предприятия (ЕСПП):
ЕСПП представлява съвкупност от устройства за: производство, пренасяне (пренос)
и разпределение на електрическата енергия.
Предназначението на ЕСПП е да захранва електрическите консуматори.
~ ~
до 220 kV
6, 10, 20 kV
0,38 kV
0,38 kV
0,38 kV
110, 220 kV
6, 10, 20 kV
Е.Е.С.
ГПП ГПП
АРВ
ДВ
Ср.Н
ТП
ТП
ТП
Пр. Пр.
Пр. Пр.
Е.Е.С. – Ел. централи, преноснаи разпределителна мрежа ВН
ГПП (Главна понижаваща подстанция) или ГРП (Главна разпределителна подстанция),във предприятията или фирмите
АВР (Автоматично включване на резерва)
Разпределителни линий СН
ТП (Трафо постове) ЦП (Цехови понижаващи подстанций),
Мрежа и консуматори НН
Принципна схема на Електроснабдителна система на промишлено предприятие II. Потребители на електрическа енергия – режими на работа:
Продължителен режим: при него имаме постоянно напрежение и малко
понижено напрежение. Този режим се използва при работата на: помпи,
вентилатори, компресори и осветление;
Кратковременен режим: се нарича този режим, при които машината, изходната
температура на която е равна на тази на околната среда. Недостатък: има дълъг
работен период (15, 30, 60 и 90 минути). При този режим работят почти всички
спомагателни механизми на металообработващите стругове, шибари, клапани.
Повторно – кратковременен режим: при него периодите на работа на машината,
се редуват с периодите на изключване (работа + пауза = 10 минути). При този
режим работят електродвигатели на крановете, телферите, асансьори и др.
III. Според вида на токът потребителите се делят на:
За променлив ток: електро двигатели, осветители, заваръчни машини за
трифазен и еднофазен ток.
За постоянен ток: галванопластиката, транспорт.
IV. Според номиналното напрежение: консуматорите се разделят на две основни
групи:
За НН до 1000 V;
стр. 5
За ВН над 1000 V – електро двигатели с по – голяма мощност от 100 kW при
напрежение 3 kV, от 200 kW при напрежение 6 kV и от 1000 kW при
напрежение 10 kV. Мощни електрически пещи, живачни токоизправители,
чиито трансформатори са свързани към мрежата 6, 10 и 35 kV.
V. Според честотата на захранващото напрежение:
Потребители за стандартна честота f = 50Hz – това са най – разпространените
консуматори в промишлените предприятия;
Потребители за понижена честота – контактори и електрическо заваряне;
Потребители за повишена и висока честота (f = 10000Hz) – такава честота се
използва при съоръженията за нагряване на металите, стругове в
дървообработващата промишленост, при производството на лагери и др.
VI. Според необходимата сигурност на електрическото захранване: консуматорите
в промишлените предприятия се подразделят на 4 категории с оглед на
надеждността, която трябва да се осъществи при тяхното захранване: 0, 1, 2 и 3
категория.
0. Категория потребители:
Към тази категория се причисляват потребителите на електрическа енергия,
прекъсването на електро снабдяването на които води до опасност на живота на
хората и повреда на скъпи съоръжения, като например: аварийно осветление в
болници, стадиони, родилни домове, операционни, противопожарни и
сигнализационни системи и помпи, жилищни сгради над 17 етажа и др. Тази
категория потребители трябва да се захранва от 2 или повече независими един
от друг източника с автоматично превключване към изправен източник.
1. Категория потребители:
Към тази категория потребители се отнасят консуматорите, прекъсването на
захранването на които води до значителни материални загуби, масова
некачествена продукция (брак) и разстройване на сложен технологичен процес.
При тази категория също имаме 2 независими източника на електро енергия.
Автоматично включване на резервно захранване, но за разлика от предната
категория включването може да се осъществи и ръчно. Ако то може да се
осъществи сравнително бързо в рамките 15 – 30 минути, което не довежда до
производствено – технологични усложнения.
2. Категория потребители:
Към тази категория потребители се отнасят консуматорите, прекъсването на
захранването на които е свързано със значителни намалявания на
производството, престой на много хора, механизми и машини. Тъй като не
съществува опасност за живота на хора, изискванията към тях не са така строги.
При тази категория също имаме 2 независими източника на електро енергия. Но
за разлика от предходните две категории превключването става от дежурен
персонал.
3. Категория потребители:
Към тази категория спадат всички останали консуматори в спомагателни
цехове, неотговорни складове, фирми, жилищни и административни сгради.
Електроснабдяването на тази категория консуматори се осъществява от 1
източник на електрическа енергия. В случай на повреда електроснабдяването се
прекратява, докато се ремонтира повреденият елемент.
Забележка!!!! 0, 1 и 2 категории с 2 – ри
независим източник са сравнително по скъпи.
стр. 6
2в. Електрически товарови графици. Показатели на товарови графици.
I. Електрически товарови графици:
1. Определение:
Кривата на изменение на която и да е от величините: P, Q, I = f (t), се нарича
товаров график (ТГ):
P
t
ТГ
2. Видове товарови графици: (по продължително нагряване):
Сменни;
Денонощни;
Седмични;
Месечни;
Годишни;
3. Индивидуални и групови товарови графици:
Индивидуални – p(t), q(t), i(t);
Групови - P(t), Q(t), I(t).
4. Класификация на товаровите графици:
- Периодични (ритмично производство);
- Циклични (повтарящи се: време на работа [tработа] – еднакво; време за пауза
[tпауза] – различно);
- Нециклични (времето на работа [tработа] и времето на пауза [tпауза] са
различни), а консумираната енергия е константна, W = const;
- Нерегулярни (нищо не се повтаря).
II. Електрически товарови графици.
1. Необходимост:
2. Коефициент на изповането – „Ки“:
Той се определя с отношението на средната активна мощност на консуматорите и
номиналната им мощност. Този коефициент се използва за изчисляването на:
- Индивидуални товарови графици:
- Групови товарови графици:
∑
∑
∑
∑
3. Коефициент на включване – „Кв“:
Коефициентът на включване за един консуматор се определя със:
,
− – време, през което консуматорът е включен;
− – времето на целият цикъл, за който се определа „Кв“;
Заснемане:
Става със измервателни уреди: Волтметър, Ватметър,
Амперметър, Самопишещи уреди, Електромер, чрез енергиен
анализатор
стр. 7
− − са съответно времето на работа и на празен ход.
4. Коефициент на натоварване - „Кн“:
Този коефициент, се определя с отношението между средната активна мощност „рср. вкл.“
За времето на включване „ “ и номиналната мощност:
∫ ( )
⏟
- Индивидуални товарови графици:
- Групови товарови графици:
5. Коефициент на формата - „Кф“:
Този коефициент се определя за интервал от време (цикъл, смяна, денонощие), и се
определя с отношението между средноквадретичният товар и средният товар:
- Индивидуални товарови графици:
- Групови товарови графици:
6. Коефициент на максимума - „Км“:
Коефициентът на максимума в практиката обикновено е прието да се определя за 30
минутна продължителност на максималният товар „РМ“:
,
7. Коефициент на търсенето - „Кт“:
Този коефициент се определя с отношението на максималния 30 минутен товар и
номиналният товар:
8. Коефициент на запълване - „Кзап“:
Коефициентът на запълване на товаровият график за смяна (денонощие) се определя с
отношението на средният товар за най – натоварената смяна и максималният
продължителен товар:
( )
9. Коефициент на едновременност - „Ке“:
Коефициентът на едновременност на активните продължителни товари се нарича
отношение между действителния максимален продължителен товар „Рм,Σ“ на всички
консуматори и сумата от максималните продължителни товари на отделни групи
консуматори:
∑
( )
където: „n“ е броят на групите консуматори.
Отнася се за определена точка от ЕЕС.
стр. 8
3в. Електрически изчислителни товари. Среден товар. Средноквадретичен
товар
I. Увод:
Определение: Прието е средноквадретичният, максималният продължителен и
върховият товар, да се наричат изчислителни. Използват се за:
Оразмеряване елементите на ЕСПП;
Изчисляване на загубите на мощност и енергия;
За оптимизиране на режимите.
P
t
Върхов товар
Рм
Рср. кв.
Рср.
II. Среден товар – „Рср“.
1. Определение:
Средният товар е такъв фиктивен постоянен по стойност електрически товар,
при който за разглежданото време (Т) би се получила същата консумация на
електрическа енергия, както при действителният променлив товар.
∫ ( )
∫ ( )
2. Среден товар в едно предприятие, като се вземе определен обем за енергия:
3. При стадий проектиране (проект):
за един потребител:
За повече потребители:
∑
∑
– отчита се от таблици, той е добре иследван.
4. Ако коефициентът на използване „Ки“ е неизвестен:
, – коефициент на използване за активна и реактивна енергия.
5. Среден товар за осветители:
Рср.осв Рм.осв.
6. Приложение и използване:
1) Определяне загубите на електрическа енергия;
2) Определяне консумацията на електрическа енергия;
3) Определяне необходимата реактивна компенсираща мощност;
4) За определяне на останалите изчислителни електрически товари.
Рср, Рср.кв, Рмах, Рвърхов.
Рн – изходна величина използвана при изчисление
на изчислителните електрически товари.
стр. 9
III. Средноквадретичен товар – „Рср.кв.“:
1. Определение:
Средквадретичният товар (ефективният товар) е такъв фиктивен постоянен по
стойност електрически товар, при който загубите на електрическа енергия във
разглеждан момент от определено време (Т) са равни на загубите при
действителният променлив товар за същото време.
√
∫ ( )
√
∫ ( )
√
∫ ( )
2. За разглежданият период „Т“, се извършва разпределение на „n“ с
продължителност „Δt“. На който съответства консумираната енергия „Wi“:
на практика: , то тогава:
∑
∑
∑ (
)
∑ (
)
∑
∑
√∑
3. Приложение и използване:
1) Пресмятане загубите на мощност и енергия;
2) Изчисляване сечение на проводници за консуматори работещи в повторно
кратковременен режим;
3) За оразмеряване на електрически съоръжения по допустимо нагряване.
4в. Максимален продължителен товар – „Рм“. Метод за подредените
товарови графици (Коефициентът на максимума – Км) за определяне на
максималният продължителен товар
I. Определение:
Рмах, се нарича постоянен продължителен товар който е еквивалентен на очакваният
действителен променлив товар, по най – тежкото топлинно действие ( максимална
температура на нагряване или топлинно износване на изолацията на проводниците и
трансформаторите).
√
Максималният продължителен товар се използва за:
стр. 10
1) Оразмеряване на тоководещи части по допустимо нагряване (избор на
проводници или кабели) и икономическа плътност на тока;
2) Определяне на отклонението на напрежението;
3) Избор на мощността на трансформатор;
4) Изчисляване на максималните загуби на мощност;
5) Приблизително определяне на загубите на енергия.
II. Методи за определяне на – „Рм“.
1. Метод на коефициентът на максимума – „Км“;
2. Статистически метод;
3. Емпирични методи.
III. Метод на подредените товарови графици (Метод на коефициентът на максимума
– „Км“):
1. Определяне на еквивалентният брой консуматори – „ne“:
Този период е приет за основен при определянето на максималният продължителен
товар „Рм“ на група консуматори, във фаза „работен проект“. При този метод:
Рм = Км . Рср = Км . Ки . Рн
При този метод има аналитична зависимост на „Км“ от основните показатели за
режима на работа на отделните показатели.
Км = f (Ки . ne )
Еквивалентен брой консуматори (ne), се наричат такъв брой консуматори със еднакви
номинални мощности и режими на работа, който при сумарна номинална мощност
(Рн) ще имат същият групов коефициент на формата (Кф) и Рн както действителният
брой консуматори (n) със различни номинални мощности и режими на работа:
(∑
)
∑
2. Препоръки:
Кривите за Км се използват при: ne 4; ne 200 и при Ки 0,8, следователно Км = 1
т.е.: „Рм = Рср . Км = Рср . 1 = Рср“
При определяне на „Рм“, се спазва следната последователност:
1) Консуматорите (потребителите) в групата се разделят с променлив или постоянен
товаров график.
nост. ТГ = Ки 0,6; Кв 1; Кзап. ТГ 0,9
2) Определят се средните товари „Рср“ за потребителите с променлив или постоянен
товаров график;
3) За потребителите със постоянен товаров график: Рм = Рср.
При практическо определяне на
максималният продължителен товар за
опростяване, се използват неизведените
формули в литературата за Км, а таблични и
графични зависимости на зависимостта:
Км = f (Ки . ne ).
стр. 11
4) За потребителите със променлив товаров график във зависимост от техният
действителен брой (n) е еквивалентният брой (nе) на консуматори, Рм се определя
по следният начин:
a) ne 4:
Определя се Км и ако е необходимо се причислява за друга продължителност за
интервала „Т“ от следната формула:
√
където:
30 минутен интервал за продължителност на Рм.
Малкото „Т“ ( ) – интервал на осредняване, който се приема 30 минути
при сечение на проводника 3x2,5 mm2 и по – малки. При по – големи
сечения „Т“ е по – голям и за това отчетеният от горната фигура
коефициент „Км“, се причислява за съответната продължителност „Т“ след
това се определят:
b) ne 4 и ne 4:
При това условие Рм се определя по следната формула:
∑
Ако липсват данни за Кн се приемат:
- за потребители със продължителен режим на работа: Кн = 0,9 и cos = 0,8.
- при повторно кратковременен режим на работа: Кн = 0,75 и cos = 0,7.
c) ne 4 :
В този случай Рм се приема като сума от номиналните мощности на
потребителите:
∑
5в. Статистически и емпирични методи за определяне на максималният
продължителен товар – „Рм“
I. Статистически метод за изчисляване на „Рм“:
Използва се при съществуващи изградени предприятия или в условие на експлоатация
на група потребители. Товаровият график на група потребители винаги е случаен
процес, резултат от различни случайни фактори. За това при този метод Рм се
разглежда като случайна величина. Такава случайна величина винаги се
характеризира със:
Средна стойност – „Рср“;
Средноквадретично отклонение – „σ“.
Доказано е, че при 6 7 или повече потребители сумарният електрически товар, се
характеризира и разпределя по: „нормалният закон на разпределение“,
следователно:
стр. 12
1. Нормален закон на разпределение:
където:
- приета кратност на разсейването на средно квадретичното отклонение „ “.
Вероятността, че средният товар „Рср“ за кой да е интервал ще превишава
пресметнатият по горната формула „Рм“, се изразява с вероятност от „ “ т.е. в
зависимост от стойността на „ “. Кривата Вср( ) = f ( ) представлява интегрална
крива (функцията на разпределение) на нормалният „нормален закон на
разпределение“ и има следният вид:
0,5
Вср(β)
β 0 +1 +2 +3-1- 2- 3
Графична зависимост на нормалният закон
Х
Вср(Х)
Хср
При определяне на „ “ се изхожда от следното съображение:
6) Ако: = 0, то тогава: , следователно: (0) = 0,5
При този случай съоръженията ще, се получат недооразмерени тъй като:
Рм = Рср.
7) Ако: = +3, то тогава: , следователно: (+ 3) = 0,001.
Това представлява преоразмеряване на електрическите съоръжения.
8) Ако: = 2,5, то тогава: , следователно: (+ 2,5) = 0,006.
Този случай се гарантира в практиката и дава достатъчно приемливи резултати.
9) За неотговорни потребители (селското стопанство) - = + 2;
2. Среден товар на груповият товаров график:
При достатъчно голяма стойност на „m“ се определя:
където:
m – брой на интервалите със продължителност „Т“, Т = 30минути.
Т = 3 . То = 3 . 10минути = 30минути
3. Средно квадратично отклонение на груповият товаров график:
Той се определя със израза:
√( ) ( )
( )
Препоръки за „ “:
стр. 13
Отчитат се максималните допустими загуби на прегряване и топлинното износване на
тоководещите части. Този метод, се използва за определяне на „Рм“ в предприятия в
условията на експлоатация на група консуматори.
II. Емпирични методи за определяне на „Рм“ – методи с емпирични формули
(детерминирани методи).
1. Метод на коефициентът на търсене – „Кт“:
0,4 0,7 0,9
0,5 0,75 0,8 0,92 0,95
Недостатъци на този метод:
1) Не се отчита броят на консуматорите в групата;
2) „Рм“ се определя приблизително и се използва само за групова оценка.
2. Метод на специфичният товар:
−
− [ ]
„po“ e в диапазона ( ).
Недостатъци на този метод:
1) зависи от стотици фактори;
2) Методът има ограничено приложение и се използва за предварителна оценка;
3. Метод на специфичният разход на електро енергия – „Wспец“:
Използва се за потребите с практически постоянен товаров график, където:
където:
- – количествена продукция за една смяна;
- – спецефичен разход на енергия за една продукция;
- – продължителност на най – натоваренат работна смяна ( 8 – 9 часа).
Така работят вентилатори, компресори, помпи, химическа и хартиена промишленост.
Използва се при проектиране със следната формула:
където:
- – годишен обем на продукцията;
- годишна часова използваемост на максималният товар „Рм“
Този метод е сравнително точен при определяне на Рм.
4. Метод на коефициента на формата – „Кф“:
стр. 14
Приема се, че:
Обикновено този метод се приема при консуматори с повторно – кратковременен
режим.
Приложение:
Този метод се използва при определяне на шинопроводи в цехове. При проектиране
коефициента на формата, се определя от входни данни.
6в. Върхов товар (Върхов ток – „Iв“)
I. Определение:
„Iв“ се нарича възможния максимален ток с продължителност (1 2) секунди.
Той се появява и възниква при:
1) Включване към електрическата мрежа двигатели и други мощни
консуматори;
2) Работа на агрегати с ударни натоварвания;
3) Експлоатационни къси съединения – създавани от заваръчни агрегати,
електро дъгови пещи и др.
„Iв“ се характеризира с големина и честота на появяване. Той се използва при:
1) Избор на стопяеми предпазители: (
);
2) Настройка на автоматични прекъсвачи и релейна защита;
3) Изчисляване колебанията на напрежението;
4) Проверка на режима на самопускане на двигателя.
II. Определяне на върховият ток:
1. При индуктивен товар (АД) и напрежение под 1000V
АД
АД
АД
Пр
Iв
Рср, qср
( )
– най – голям от пусковите токове на АД от групата;
– номинален ток на двигателя;
- коефициент на използване на консуматорите (двигателите) с ;
– максимален ток за цялата група АД.
2. Когато групата има малък брой двигатели:
Със много различаващи, се номинални мощности „Рн“ и включва мощни синхронни
двигатели, тогава:
Група АД с активно – индуктивен товар
стр. 15
√( )
( )
√
– мощности за най – натоварената годишна смяна;
– средни активни и реактивни товари за двигатели с най – голям пусков
ток;
- коефициент на максимума на групата консуматори, без двигатели със
най – голям пусков ток;
3. „ “ за електро двигатели, заваръчни машини, трансформатори за електродъгови пещи
може да се определи по паспортни данни, но когато те липсват имаме следните данни:
1) Асинхронен двигател със накъсо съединен ротор и Синхронен двигател:
2) Асинхронен двигател със навит ротор и Постоянно токов двигател:
3) Заваръчни машини и трансформатор за електрическа пеш:
4. За агрегати с контактно заваряне по паспортни данни:
√
където:
– максимално вторично напрежение;
− вторичен заваръчен ток.
5. Други случай за определяне на тока на възбуждане:
1) При група консуматори, които се включват едновременно:
∑
2) За група двигатели захранвани от Средно напрежение (6, 10, 20 kV) и консуматори
със удържи натоварвания - по специална методика.
6. Върхов ток за кранови механизми:
1) За един кран:
2) За два крана:
3) За три крана:
∑
∑
стр. 16
където:
– номинален ток на най – мощният електрически двигател на първият
(най – мощен) кран;
– номинален ток на следващият по мощност двигател от същият кран;
– коефициент на пускане на най – мощният електрически двигател;
– номинален ток на най – мощният двигател от вторият по мощност кран.
7в. Определяне на електрическите товари на еднофазни консуматори
Въведение:
Определянето на номиналната мощност и на средните товари за еднофазни
консуматори, когато са разпределени между фазите, става аналогично както при
трифазните консуматори:
Когато сумарната мощност „Рн,Σ“ на еднофазните консуматори при
неравномерно разпределение е по – малка от 15% от общата мощност на
всички консуматори, то тогава товарът не се дели по фази.
Ако „Рн,Σ > 15%“ от Рн на равномерно разпределените товари, тогава:
Товарът се превежда към една фаза;
Общият изчислителен товар, се определя като:
Робщ = 3 . Рф.max
Което е 3 пъти товара на най – натоварената фаза.
Във връзка с това е необходимо товарите на линейното напрежение (380V) да се
приведат към фазен товар, с помощта на коефициента на привеждане.
L1 = a
L2 = b
L3 = c
N = 0
I III
IC0 IB0 IA0 IBC IAC IAB
Трифазни
консуматори
Еднофазни
консуматори
Uн = Uф = 220 V
Еднофазни консуматори
(несиметрично разпределение)
Uн = Uлин = 380 V
Привеждаме токовете към една фаза с помощта на векторната диаграма на
токовете и напреженията. За всяка фаза поотделно, се съставя координатна
система на токовете. Оста съвпада със трифазното напрежение. „Ua“ се нарича
ос на активните токове, а оста перпендикулярна на нея: ос на реактивните
токове.
стр. 17
Чертаем векторна диаграма:
Uc
Ua
Ub
Uca
Ubc
Uab
A
BC
Ica
Ibc
Iab
Iao
IabIao
30o30o
Ос на активни токове
Ос на реактивни токовеϕca
ϕbc
ϕab
ϕao
ϕca
ϕab ϕao(-Ica)
IIII
ϕIII
Активният ток на фаза „А“ се определя по следният начин (виж чертежа):
⏟ (
)
⏟ (
)
( )⏟
( ) ( )
„
“ се получава като върху оста на активните токове се сумират проекциите тоест:
„ “ и т.н. IIII
ϕIIIIIII . cosϕIII
„ “ са проекция на точката.
а
( ) ( ) (
)
( ) (
)
(√
) (
√
)
√ (
√ ) √ (
√ )
От активният ток на фаза „а“, се определя активната мощност като произведение
между фазовото напрежение „Uф“ и токът „ “:
√ ⏟
(
√ )
⏟ ( )
√ ⏟
(
√ )
⏟ ( )
( ) ( )
По аналитичен начин се извършва извеждане и за реактивната мощност „Q“:
Ред на чертане:
1) Чертаят се фазните напрежения: Ua, Uв, Uc;
2) Чертаят се линейните напрежения: : Uaв, Uса,
Uвс;
3) Iао – ток на фаза А;
4) Iав, Iса, Iвс - токове на консуматорите;
5) ϕав, ϕса, ϕвс – фазови разлики между
напрежение и ток;
6) IIII и ϕIII – на трифазните консуматори от
чертежа;
7) Плъзгам тока Iав към - Iса
стр. 18
( ) ( )
Коефициентите: ( ) , ( ) , ( ) и ( ) се наричат: коефициенти на
привеждане, на еднофазни товари, включени към линейно напрежение (380V).
Дават се в справочници изчислени в зависимост от „cos “.
Означението: ( ) означава каква част от общият товар „ “ участва във фаза
„а“.
По същият начин, се извеждат формулите и за останалите фази: „в“ и „с“:
{
{
8в. Определяне на консумацията и загубите на електрическа енергия в
промишлените предприятия
А. Определяне на консумацията на електрическа енергия: Консумацията представлява интервален показател на електрическото потребление за:
работна смяна, месец и година. За промишлените предприятия които са в експлоатация,
определят и измерват консумацията на енергия чрез електромери за активна и
реактивна енергия.
При проектиране, годишната консумация на електрическа енергия „Wгод.“, се определя
със аналитични изрази (формули).
I. Активна енергия – „W“:
1. Консумация в цехове и фирми:
⏟
където:
– период от 1 година;
– коефициент на използване;
– сумарни часове през годината за консумация на ел. енергия;
– коефициент отчитащ колебанията на активният товар по работни
смени, дни и сезони.
( )
където:
– дните в годината;
– брой на неработните и празничните дни;
– брой на работните смени;
– продължителност на работа на 1 смяна (8 – 9 часа);
– коефициент отчитащ ремонтите, ( )
2. Когато се разполага със данни за относителното натоварване (β2, β3) за
натоварването на 2 и 3 работни смени спрямо първата (β1), се работи по
следната формула:
( )
където:
– среден товар;
– продължителност на 1-ва
, 2-ра
и 3-та
смяна;
стр. 19
– отчита работата в почивните дни, ( );
– отчита месечните колебания на товарите, ( ).
3. Когато са известни специфичните разходи „Wспец.“ на електрическа енергия
за 1-ца
продукция:
където:
– обем на годишната продукция.
4. Приблизително определяне на годишният разход на електрическа енергия,
се дава със израза:
където:
– максимален товар (4 въпрос);
– годишна часова използваемост на (колко часа в годината има
максимален товар).
II. Реактивна енергия – „V“:
Необходимо е да се отчита и количеството реактивна енергия генерирана
(създадена) от собствените кондензаторни батерии и синхронни двигатели.
където:
– компенсиращи устройства (кондензаторни батерии и
синхронни двигатели).
III. Консумация на енергия за осветление:
⏟
където:
– коефициент на търсенето.
Б. Определяне на загубите на електрическа енергия: Загубите при пренос и трансформация в Електро Енергийната Система (ЕЕС), се
определят като разлика между изработената енергия в електрическите централи и
отчетената и заплатена от консуматорите на електрическа енергия. Този начин невинаги
е точен защото се получават грешки при измерване или двойно отчитане. Друг начин за
определяне на загубите в даден елемент от ЕЕС става чрез измерване в началото и
краят на елемента но тези загуби понякога са от порядъкът на грешката на
измервателните апарати. На практика в предприятие във експлоатация и при
проектиране определянето на загубите става по изчислителен път (със формули), като е
необходимо да се знаят две неща:
Съпротивленията;
Електрическите изчислени товари.
1. Първата формула, при постоянен товаров график. Формулата е неточна при
променлив товаров график. Тук „ΔW“ са загубите на електрическа енергия:
[ ]
където:
– активни загуби на енергия от даден елемент в ЕЕС;
стр. 20
– среден ток;
– съпротивление за една фаза в елементи от ЕСПП;
– време на елемента през годината.
2. Сравнително точен израз се получава чрез използване на средно квадратичният ток:
[ ]
където:
– ток на товара в краят на линиите (3 въпрос).
3. Приблизително определяне чрез използване на „годишното времетраене на
максималните загуби на мощност – τм “ и максималният ток:
[ ]
РАЗДЕЛ 2: Схеми на електроснабдителната система на промишлените
предприятия - ЕСПП
1. Видове схеми:
Външна и вътрешна на ЕСПП, цехови разпределителни мрежи за НН;
2. Изискванията към схеми са:
Сигурност;
Гъвкавост и приспособимост (приспособяване на схемите за различни режими на
работа);
Икономичност;
Високо качество на електрическата енергия (напрежение);
Удобна и безопасна експлоатация;
Възможност за разширение и развитие.
9в. Схеми на външната Електроснабдителна система на промишлените
предприятия - ЕСПП
Видът на схемите зависят от:
Големина и вид на предприятието;
Категория на консуматорите;
Консумирана мощност;
Местоположение на предприятието;
Вид на консуматорите.
стр. 21
1. Електрическо захранване от един захранващ източник:
~ ЗИ
ГРП 6-20 kV
Захранващ източник от ЕЕС
Прекъсвач
Въздушен електро провод
ГРП – Главна разпределителна
подстанция
2. Електрическо захранване от два захранващи източника:
~ ЗИ
ГРП 6-20 kV
~
АВР
3. Схема за захранване на ЕСПП със наличие на заводска централа във ПП:
4. Схема за електрическо захранване на предприятие „дълбок въвод“( дълбок въвод –
дълбоко въвеждане на високо напрежение вътре на територията на
предприятието):
На схема 1 и 2 за опростяване не са начертани разеденителите ( ), а само
прекъсвачите ( ).
АВР
110/10 kV
ГПП 1
Р
Тр.
Пр.
ГПП 2
ГПП 3
АВР
ГПП 4
Д Д
Тази схема е за консуматори 2 и 3
категория. Препоръчва се за малки и
средни предприятия, разположени близо
до захранващият източник.
АВР – Автоматично включване на резерв;
За повишаване на сигурността тя е с два
захранващи източника (въздушни или
кабелни) от ЕЕС и секционирана шинна
система с АВР. Тази вид схема се използва
за консуматори 1 и 2 категория.
стр. 22
Изпълнението на схемата магистрална система на захранване на ГПП1, ГПП2,
ГПП3 и ГПП4. Обикновено е без прекъсвач на първичната страна. Изпълнението
на трансформаторите в схемата са 110/10 kV.
Недостатък: на влизане на електропровод на 110 kV в предприятия изисква
специални мерки за безопасност (Пример: изсичане на дървета);
Предимства: загубите по този електрически провод са значително по – малки в
сравнение със средно напрежение (6, 10 и 20 kV) поради това, че мощността се
пренася по този електрически провод при по – малък ток.
P = U . I
1 сл) Ср. Н – 10 kV
1000 kVA = 10 kV . 100A
2 сл) BН – 110 kV
1000 kVA = 110 kV . 9,1A
ΔW = 3 . I2 . R . T
1 сл) ΔW = 3 . 1002 . R . T
2 сл) ΔW = 3 . 9,12 . R . T
Схемата се препоръчва за промишлени предприятия с много мощности!!!!!!!!
10в. Схема за вътрешна разпределителна мрежа за средно и високо напрежение
I. Въведение:
Разпределението на електрическата енергия на територията на предприятията от Главна
понижаваща подстанция „ГПП“ (Главна разпределителна подстанция „ГРТ“) до Цехова
подстанция „ЦП“ във цеховете, се осъществява от разпределителна мрежа 6, 10 и 20 kV.
Тези схеми се изпълняват като: радиални, магистрални и смесени.
II. Отворена радиална схема – без и с ръчно включване на резервно захранване.
6, 10, 20 kV ГПП (ГРП)
Р
Р
П
ЦП 1 ЦП 2 ЦП 3 ЦП 4
Резервна линия
Р - Разеденител
П - Прекъсвач
ЦП1, ЦП2, ЦП3 и ЦП4 се захранват от ГПП (ГРП). Тази схема е за 2 и 3 категория
потребители. При евентуална повреда в захранването на някой от ЦП захранването и се
възстановява за кратко време (20 60 минути), с помоща на общата резервна
магистрала (прекъснатата зелена линия).
Недостатък: резервната магистрала не се използва при нормален режим на работа и
употреба.
Схемата се употребява при близко разположени ЦП, но сравнително отдалечени от ГПП
(ГРП).
стр. 23
Друга схема може да се осъществи без отделна резервна магистрала, а само със
резервни връзки между отделните ЦП.
Предимства на радиалната:
1) Радиалната схема има по – сигурно захранване;
2) Възможност за централизирано управление и измерване;
3) По – проста разпределителна уредба средно напрежение в ЦП.
III. Отворена магистрална схема - без и с ръчно включване на резервно захранване
6, 10, 20 kV ГПП (ГРП)
Р
Р
П
ЦП 1 ЦП 1 ЦП 1
2 2 2
3 3 3
1 магистрала 2 магистрала 3 магистралаРезервна магистрала
Предимства на магистралната:
1) Необходим е по – малък брой разпределителни линии в ГПП (ГРП);
2) Избягват се междинни разпределителни подстанции;
3) По рационално използване на сечението на линиите.
IV. Отворени радиални и магистрални схеми с АВР.
1. Радиална
6, 10, 20 kV ГПП (ГРП)
ЦП 1 ЦП 2
АВР АВР
АВР
За консуматори 1 категория и осигурява сигурно и непрекъснато ел. захранване при
всички повреди благодарение на наличието на АВР.
Секциониране на шините в ГПП (ГРП) и в ЦП
Отделните магистрали (тук 3 броя) се
захранват от ГПП (ГРП), а всяка от тях
захранва по 3 броя ЦП (може до 4 5
броя). Тази схема има обща резервна
магистрала. Предназначена е за 3 категория
потребители. При повреда захранването се
възстановява за 1 час.
При авария в 1 магистрала, се изключва
нейният прекъсвач „П“ намиращ се в ГПП.
След това се включват последователно
отделните нейни участъци до откриване на
повредата.
Съществува друга схема с взаимно
резервиране между отделните ЦП.
стр. 24
2. Двулъчева магистрална схема със АВР:
6 -
10
kV
ГПП (ГРП
)АВР
Р РП
ЦП 1
АВР
ЦП 2
АВР
1 работна магистрала
2 работна магистрала
Заключение:
Радиалната и магистралната схема в техническо отношение са сравнително
равностойни. По избор на схема са меродавни икономическото отношение.
Радиалната схема се препоръчва при промишлени предприятия със големи товари във
различни посоки.
Магистралните схеми са предпочитани при линейно разположение на товарите на
територията на предприятието.
11в. Схеми на цехова разпределителна мрежа за ниско напрежение
Силовите цехови мрежи се изпълняват като: радиални, магистрални, смесени и
затворени.
I. Радиална схема:
1. За мощни консуматори – това са: компресори, помпи, преси, електрически пещи.
М М М М М
380 V
Работни машини
1) за консуматори 1 категория;
2) сечението на захранващата линия средно напрежение на
магистралата се определя за условие на авариен режим,
тоест при повреда в една от магистралите.
3) Тези схеми работят преразмерени.
стр. 25
2. Консуматори средна и малка мощност:
380 V
ЦП
РT – разределително табло
РT 1 РT 2 РT 3
РT 4
Тези схеми се изпълняват със кабели положени в канали или проводници в тръби.
Преимущества: има сигурно захранване и лесно се поддават на автоматизирано
електро захранване.
Особеност: при втората схема има значителен брой разпределителни табла, които
съдържат комутационна и защитна апаратура (автоматичен прекъсвач, предпазител,
ПЕП, контактори и др.).
II. Магистрална схема:
1.
380 V
ЦП
магистрала 1 магистрала 2 магистрала 3
шина(0,38 кV)
2. Схема: блок „трансформатор – магистрала“:
ЦП
380 VГлавна магистрала
Разпределителна
магистрала 1
Разпределителна
магистрала 2
Разпределителна
магистрала 3
Разпределителна
магистрала 4 В цеховите подстанции нsма разпределително табло, а главната магистрала се свързва
директно към трансформаторът на ЦП от главната магистрала чрез прекъсвач или
автомат.
От главната магистрала се захранват разпределителните магистрали.
Приложение: при равномерно разположение на консуматорите в цеха.
Предимства: лесен и бърз монтаж, лесна реконструкция при промяна на
разположението на консуматорите, опростена схема на ЦП.
Недостатъци: по – малка сигурност в сравнение с радиалната, често се оразмерява
сечението на магистралата с оглед на унификация на сечението на магистралата.
III. Смесени схеми:
Те представляват съчетание от радиална и магистрална схема.
От шини ниско напрежение (380V) се
захранват отделните магистрали които
представляват голи алуминиеви (медни)
шини положени на стената в цеха;
щепселни шинопроводи и др.
стр. 26
1. Магистрално – радиална схема:
380 V
ЦП
(0,38 кV)
Работна магистрала 1 Работна магистрала 2
Разределителни табла
Отделни консуматори Отделни консуматори 2. Радиално – магистрална схема:
380 V
ЦП
(0,38 кV)
Магистрален шинопровод
Радиална захранваща
линия
Смесените схеми намират приложение в морските заводи и др.
IV. Преплетена мрежа за ниско напрежение:
1) Сигурно захранване;
2) Малко отклонение и колебание;
3) При промяна на технологията не е необходимо преустройство на електрическата
инсталация.
12в. Схеми на електрическа мрежа на осветителни уредби
I. В зависимост от функционалното предназначение се различават:
1) Работно осветление (нормално);
2) Аварийно осветление:
- Евакуационно;
- За продължаване на работата.
3) Дежурно и охранно осветление;
4) Ремонтно осветление.
стр. 27
II. Захранване на осветлението от две Цехови подстанции – ЦП:
ЦП 1
ЦП 2
Цех 1 Цех 2
РО РОАО АО
РО – работно осветление
АО – аварийно осветление
Особеност: работното и аварийното осветление в 1 цех се захранват от различни Цехови
подстанции – ЦП (ЦП1 и ЦП2). Това гарантира по – добро осветление в цеха за хората.
III. Захранване от една двутрансформаторна подстанция:
Силов товар
(двигатели)
ЦП
РО РО РО РОАО АО
Цех 1 Цех 2
РО – работно осветление
АО – аварийно осветление
Работното и аварийното осветление се захранват от различни трансформатори в една
двунамотъчна трансформаторна подстанция.
IV. Захранване на малки работни цехове:
1. С една захранваща линия:
Аварийно осветление
Работно осветление
Захранваща
линия 2. С две захранващи линии:
Аварийно осветление
Силов товар
Захранваща
линия
Работно осветление
Захранваща
линия
стр. 28
V. Захранване на аварийно осветление от външен източник – дизелов агрегат или
акумулаторна батерия:
~
Силов товар
(двигатели)
РО РО РО РОАО АОТабла:
Силов товар
(двигатели)
РО РО РО РОАО АОТабла:
Със дизелов агрегат Със акумолаторна батерия
VI. Захранване на външно осветление на промишлено предприятие:
1) Директно от шините на ЦП:
380 VЦП
Към външното осветление 2) От открита външна касета (ОК):
380 V
ЦП
Към външното осветление
ОК
Тези ОК се използват за захранване в
уличното осветление, намират се до
ТП отвън.
Управлението на външни осветления
(включване/изключване) може да
става: ръчно, автоматично и
дистанционно.
стр. 29
13в. Класификация и предназначение на подстанциите в промишлените
предприятия. Картограма на товарите
I. Класификация и предназначение на подстанциите:
Предназначение: подстанциите извършват: приемане, трансформация и разпределяне на
електрическата енергия на територията на предприятието.
Класификации:
1. В зависимост от изпълняващите функции:
Трансформаторни;
Преобразователни – те от своя страна биват:
Преобразуване на променлив ток в постоянен – главно чрез тиристорни
схеми, тези тиристорни подстанции имат нисък „cosϕ“;
По честота – от честота f = 50 Hz в друга честота. Тези подстанции имат
тиристорен честотен преобразовател.
2. По предназначение подстанциите биват:
1) Възлови подстанции – при тях на първичната страна е (110 400) kV,
изграждат се в крупни (големи) промишлени предприятия, служат за връзка от
Електро енергийната система (ЕЕС) и Електро снабдяването на промишленото
предприятие (ЕСПП) тяхната цел е сигурна и опростена снабдителна система.
При тях най – често няма трансформация, а преобразуване на ел. енергия.
2) Главна понижаваща подстанция (ГПП) – тя е със първично напрежение (110
220) kV, а на вторичната страна е 6, 10 и 20 kV. В България
най – разпространеното вторично напрежение в ГПП е 20 kV.
3) Подстанции дълбок въвод – (виж 9 въпрос) този вид подстанции са особено
подходящи за промишлени предприятия с големи мощности.
4) Цехови трансформаторни подстанции (ЦП) – те биват със първично напрежение
6, 10 и 20 kV, а вторичното е : 0,4(380 V) 0,66 kV.
5) Разпределителна подстанция (РП)
Главна разпределителна подстанция (ГРП) - 6 20 kV – първично
напрежение;
РП – служат за пренос и разпределение на електрическа енергия. Те
захранват единични мощни консуматори на територията на
промишленото предприятие.
3. Класификация по конструктивно предназначение:
1) Открити подстанции – над 110 kV;
2) Закрити подстанции;
3) Комплектни подстанции:
Комплектни трансформаторни подстанции;
Комплектни разпределителни подстанции;
Предимства: сглобяват се на място и заемат малко място.
4. Класификация на ЦП според мястото на изграждането им:
цех
Предприятие ЦП 1
ЦП 2
ЦП 3
ЦП 4
където:
1 – външна ЦП;
2 – пристроена ЦП;
3 – възтроена ЦП;
4 – вътрешна ЦП.
стр. 30
II. Картограма на товарите. Избор на местоположение на подстанция:
При разработка на проект на промишлена фирма, се създава общ генерален план за
територията с местоположението на цеховете, комуникации и др.
За определяне на местоположението на подстанцията и създаване на схема на ЕСПП се
изчертава картограма на електрическите товари. Тя се състой от кръгове (върху
фигурата на цеха), лицата на които мащабно съответстват на максималните
продължителни товари на цеховете.
1
2
3
6
47
58
У
Уо
0 ХоХ
А
ГПП
Перспективно изменение на големината на товара
Действителна големината на товара
За всеки цех се начертава кръг центъра на които съвпада с центъра на товара на цеха.
Които център се приема за фиктивен център на потребление на електрическа енергия на
цеха. Главната понижаваща подстанция и Цеховата подстанция трябва по възможност
да се разполагат да центъра на товарите – това позволява да се приближи електро
провода с високо напрежение до центъра на потребление на електрическа енергия. Това
намалява дължината на кабелите от разпределителна мрежа средно напрежение и ниско
напрежение, а от тук се намаляват загубите на електрическа енергия.
Радиусът на кръга на картограмата на товарите чиито площи мащабно съответстват на
максималните товари „Рм“, се пресмятат със следната формула:
√
където:
- – мащаб за лицето на кръга, [
].
Силов товар
Осветление
Картограмите могат да бъдат както за активни товари, така и за реактивни товари.
стр. 31
14в. Определяне на центъра на електрическият товар (ЦЕТ)
Определянето на условният център на електрическите товари става по различни
математически методи.
ЦЕТ – център на електрическият товар.
Определянето на ЦЕТ на отделните цехове или предприятие, представлява символичен
център на потреблението на електрическа енергия, тоест все едно, че товарът е
съсредоточен в този център.
I. Ако електрическият товар е равномерно разпределен по цялата площ на цеха или
предприятието, то ЦЕТ съвпада със центъра на тежестта на геометричната плоска
фигура на цеха върху генералният план;
II. Ако електрическият товар е неравномерно разпределен във цеха или предприятието,
тогава:
∑
∑
и ∑
∑
където:
– максимален товар;
и – кординати на цеховият товар в приетата декартова кординатна система.
Третата координата „Zi“ може да се пренебрегне, ако е изпълнено условието: l 1,5.h
където:
l – разтояние между центровете на товара;
– височина на сданието.
III. По точен начин за определяне на „Хо“ и „Уо“ става чрез използване на Тмi (годишно
часово времетраене на продължителният максимален товар):
∑
∑
и ∑
∑
Чрез тази формула се стига още по близо да товарите със по-голям максимален товар и
годишно часово използване на максималната мощност.
IV. Приема се, че ЦЕТ съвпада с центъра на електрическата мрежа:
Критерии:
- Минимални приведени годишни разходи:
∑
Това представлява сума от приведените годишни разходи за отделни дължини
(разстоянието от тази територия на електрическата мрежа до потребителите).
където:
– специфични приведени годишни разходи;
– определя се от някакво табло до съответният консуматор.
Определя се по два начина.
1. По най – краткото трасе до потребителя, почти права линия;
Ел. табло
Потребител
стр. 32
2. Чрез конфигурация на линиите – от таблото до потребителя се отива при правоъгълна
конфигурация на линията.
Ел. табло Д
При този метод се записва система с частни производни по двете променливи „Х“ и
„У“, която се решава за конкретният случай. Използват се итерационни методи за
решаване предимно на правоъгълна конфигурация на мрежата.
При този метод се извършва обемна изчислителна работа, но той е най-точен.
Координатите на центъра на реактивният товар, се определят по аналогична формула.
V. Изводи:
Всички методи определят ЦЕТ като постоянна точка върху генералният план на
предприятието, но изследванията показват че определянето по горните методи ЦЕТ не е
постоянна точка, а той трябва да се разглежда като условен център на електрическият
товар. Тъй като във времето има непрекъснато изменение на координатите „Х“ и „У“ на
ЦЕТ поради следните причини:
1. Отделните товарови графици на консуматорите се изменят в съответствие с
промяната на технологичните процеси.
2. Изменя се обема и структурата на продукцията, а така също броят на работните
смени във предприятието.
15в. Определяне на зоната на разсейване на центъра на електрическия товар
ЦЕТ (център на електрическият товар) не е точка върху генералният план на
предприятието с координати т. А (Хо, Уо), а зона на разсейване на ЦЕТ. Поради
изменението на електрическите товари на цеховете като случайни величини през
денонощието, ЦЕП се мести в посочената зона.
Зоната на разсейване се определя като се използва закона за разпределение на
координатите на ЦЕП.
Изследванията показват че:
1. Разпределение на случайни координати на ЦЕП е по „нормален закон на
разпределение на случайната величина“ (Закон на Гаус – Лаплас)
( )
√
( )
и ( )
√
( )
където:
( ) и ( ) – плътност на разсейване на случайните независими координати – „х“
и „у“;
и – математически учаквания на случайните кординати на ЦЕТ – „х“ и „у“;
и – средно квадретични отклонения на случайните кординати на ЦЕТ – „х“ и
„у“;
√ и
√
и – коефициенти на прецизност.
2. Координати на ЦЕТ за к-тия
(катия) час от денонощието, са съответно:
∑
∑
и ∑
∑
стр. 33
където:
– коефициент отчитащ съотношението между товара на ития цех през катия
час от денонощието и максималният товар „Рм“ на същият цех в относителни
единици: k = (1 24)h
3. Математическото очакване на случайните координати на ЦЕП, „х“ и „у“ е:
∑
∑
4. Средноквадретично отклонение на случайните координати на ЦЕП, то винаги е:
√∑ ( )
√∑ ( )
5. За определяне на зоната на разсейване на ЦЕТ „повърхността на нормално
разпределение f (х, у), се пресича с равнина успоредна на равнината „Х0У“.
Проекцията на полученото сечение върху равнината „Х0У“, се ограничава от крива
със следното уравнение:
– уравнение на „елипса“
mx . my
6. Ако координатите на ЦЕТ се разглеждат като независими случайни величини,
разпределени нормално, то осите на „елипсата на зоната на разсейване“ са
ориентирани успоредно на осите на произволно избрана координатна система
„Х0У“.
В общият случай тези координати на ЦЕТ трябва да се разглеждат като зависими
случайни величини. Тогава коефициентът на корелация – „кк“ на координатите на
„ХУ“ на ЦЕТ е:
∑ ( )( )
- 1 < kk < +1
7. При това ново положение осите на елипсата сключват с координатните оси ъгъл на
ротация „α“ (той може да бъде: положителен или отрицателен), той зависи от
коефициентът на корелация – „кк“:
(
)
За построяване елипсата на разсейване първоначалната координатна система, се
транслира във точка с координати „ “ и „ “:
mx . my
У У,
X
X,
ψ
ϕ
α 0,
0
В тази елипса попадат координатите на ЦЕТ през
денонощието (+). Полосите на елипсата са съответно:
𝑟𝑥 𝜆
ℎ𝑥 и 𝑟
𝜆
ℎ
След това тя се транслира със ъгъл „α“ и новата
координатна система е „ψ0,ϕ“ е със полоси които
се определят със формулите дадени по-горе.
Следователно зоната на разсейване на ЦЕТ
представлява елипса, чиято форма зависи от
съотношението на коефициентите на прецизност:
„ 𝑥 и “.
Когато „ 𝑥 = “ елипсата се превръща в кръг.
Осите на елипсата на разсейване не могат да
сключват със осите на кординатната система
произволен ъгъл α.
стр. 34
16в. Определяне на зоните на увеличение на приведените годишни разходи при
измерване на подстанциите от центъра на товара
Изграждането на подстанциите (ГПП или ГРП) в „зоната на разсейване“ на ЦЕТ
(център на електрическият товар) винаги не е възможно поради различни причини ( а
именно: съвпадане със съществуваща постройка, водна площ, ЖП линия и др.), по
технологични или архитектурни причини.
Когато подстанция се изгражда извън „зоната на разсейване“ на ЦЕТ се увеличават
загубите при пренос (пренасяне) на електрическа енергия. В такива случай се налага
подстанцията да се построи в съседство на тази зона, но така че да има по възможност
малко увеличение или само малко увеличение на приведените годишни разходи. В
такива случаи територията на промишленото предприятие се разделя на отделни зони,
наречени „зони на увеличение на приведените годишни разходи“.
Ако се приеме, че:
⏟
= h,
то „елипсата“ на разсейване се превръща в кръг, чиито радиус се определя със:
√
ℎ (1) където:
ℎ ℎ
( )
Това приемане (1) и (2) е допустимо ако грешката не превишава 10%, в противен случай
замяната на елипсата е недопустима и тогава зоната на разсейване се чертае като
елипса. Когато при приетите условия елипсата се чертае като кръг „зоната на
увеличение на приведените годишни разходи“ на ЦЕТ могат да се представят също във
вид на кръгове със радиуси: R1, R2, R3.
Това е допустимо от гледна точка на изискванията и изследванията които показват
практически еднакво увеличение на приведените годишни загуби – „Δ“. При измерване
на подстанцията на еднакви разстояния във произволни направления при равни други
условия.
а) случай:
Кръга е с радиус R1, е кръг на разсейване на координатите на ЦЕТ и за него е изпълнено
неравенството:
ЦЕТ
R1
б) случай:
За следващата втора зона ограничена от окръжности с радиуси: R1 и R2, е изпълнено
неравенството:
R1
R2
Увеличението на приведените годишни разходи „Δ“ е до 5%.
Тоест увеличението на приведените годишни разходи „Δ“ в тази
застрахована зона е 10%.
стр. 35
в) случай:
В следващата зона (R1 и R3), тук в сила е следното уравнение:
R1
R2R3
При по нататъшен анализ за всяка зона се получава съответно неравенство, което
характеризира границите на изменение на приведените годишни разходи - „Δ“.
Радиусът „R“ се явява функция на приведените годишни разходи - „Δ“. Анализът на
зависимостта R = f (Δ) показва, че най-простият аналитичен израз чрез които радиусът
съответства на получените от изследванията данни е дробно линейна функция от вида:
( )
където:
- к – коефициент на пропорционалност и характеризира вдлъбността на функцията,
при к > 1.
Коефициентът „к“ се определя в това уравнение при следните условия:
1) √
ℎ;
2) .
Тоест:
От където след заместване се получава:
⏟
( )
Чрез този израз за „ “ се намира зоната на увеличение на приведените годишни
разходи.
17в. Определяне на броя и мощността на цеховите подстанции
I. Определяне на броя на цеховите подстанции (ЦП) и на трансформаторите в тях:
1. Брой на цеховите подстанции:
Sм
Qм
Pм
ϕ1
SМ,
Qкомп
До 20% на приведените годишни разходи „Δ“.
Броят на ЦП се определя от една емпирична формула:
𝑛𝑛 𝑆
𝑘 𝑛 𝑆
стр. 36
където:
– брой на цеховите подстанции;
– от триъгълника на мощностите;
– коефициент на натоварване;
– брой на трансформаторите;
– номинална иконамична трансформаторна мощност.
2. Брой на трансформаторите в ЦП:
Обикновено в ЦП се монтират един, два или максимум три трансформатора. Те биват
едно, дву и три трансформаторни.
II. Определяне на мощността на трансформаторите в ЦП:
(на трансформаторната мощност)
( ) = ?
1. Метод на Гителсон: (1)
( )
където:
– приведени годишни разходи;
– оптимална стойност на трансформаторите в ЦП;
Стандартни каталожни (паспортни) стойности на мощностите за трансформатори:
– 100 KVA, 160 KVA, 250 KVA, 400 KVA, 630 KVA, (800 KVA – по рядко) 1000 KVA,
1250 KVA, 1600 KVA.
По-малки стандартни мощности, които не се употребяват но ги има в каталожните данни: - 25
KVA, 31,5 KVA, 40 KVA, 63 KVA. Приложение: банки, офиси в административни сгради.
От решението на израза за „З“ в (1) и тяхното миминизиране (намиране на ) се получава:
√
√
където:
– параметър зависещ от напрежението и стойността на подстанцията;
– брой на трансформаторите в една ЦП;
(капа) – коефициент отчитащ влиянието на местоположението на ЦП върху дължината на
цеховата мрежа ниско напрежение.
Ако „ = 1“, следователно ЦП е в ЦЕТ;
Ако „ ( )“, следователно ЦП е извън ЦЕТ.
– плътност на максималните товари.
Накрая се избира:
( )
2. Метод на икономическите интервали на плътността на максималните продължителни
товари за определяне на:
стр. 37
Разглежда се само една цехова подстанция със определена трансформаторна мощност, като
плътността на максималните товари се изменя. Въвежда се критерият: „специфични приведени
годишни разходи“:
( ) ( )
[
]
където:
– максимална мощност;
– плътност на цех.
Разглеждаме следната графика:
SН,Тр1
SН,Тр2
SН,Тр3
SН,Тр1
стандартно
SН,Тр2
стандартноSН,Тр3
стандартно
зЛв
KVA год
KVA
m2
σ
σгранично1 σГранично 2
се определя от следното уравнение:
{
Предимства:
Тук си избягва недостатъка на първият метод в коя посока да се закръгля, възоснова на
изчислената „ “ към стандартната номинална трансформаторна мощност.
Недостатък:
Показаните зависимости „з = f(σ)“ се строят при вече приет брой трансформатори (1,2 или 3
броя).
Препоръки:
1) При [
] се използва трансформатор 630 и 1000 KVA;
2) При ( ) [
] – се използват трансформатори по големи от 1600 KVA;
3) При Sнтр < 630 KVA – за цехове с голяма мощност, но малки товари разположени на
територията ПП.
На фигурата са показани икономическите
интервали на плътността на максималните товари
за отделни номинални мощности на
трансформаторите. При различна плътност на
електрическият товар „σ“ трябва да се използва
трансформатор с подходяща номинална
трансформаторна мощност „𝑆 “. Като
граничните стойности на „σ“ (σгран.1 и σгран.2) – те
очертават интервала на плътността на
съответната „𝑆
стр. 38
18в. Брой и мощност на трансформаторите в главната понижаваща подстанция
(ГПП). Претоварваща способност на трансформаторите
ГПП – основна подстанция в която влиза енергията в предприятието от ЕЕС.
I. Брой и мощност на трансформаторите в ГПП:
1. Брой на ГПП – 1 брой.
2. Мощност на ГПП:
- приблизителна формула
„ “ се определя както при ЦП.
Стандартни трансформаторни мощности в България: 6,3 MVA, 10 MVA, 16 MVA,
25 MVA.
Трансформаторите в ГПП биват предимно:
- двунамотъчни,
- рядко тринамотъчни ( 1 първична намотка и 2 вторични намотки).
II. Претоварваща (товарна) способност на силовите трансформатори в ГПП:
Това е способността на трансформатора да се товари с мощности по-големи от
номиналните, без да се скъсява животът им. Животът на един трансформатор е около 20
години.
Допустимото претоварване на трансформаторите е в зависимост от товаровият график
при които те работят. В практиката се допускат 2 вида претоварвания на
трансформатора:
1) По време на експлоатация – работа (систематични претоварвания);
2) В авариен режим:
А) Допустимо допълнително претоварване на трансформаторите – „Sдопустимо претовар.“
Той е в часовете със максимален товар, поради непълното използване на
трансформатора през денонощието. То се пресмята със израза:
( )( )
където:
– коефициент на запълване (виж 2 въпрос);
При: = 0,9, тогава:
( ) правило на претоварване
Б) Когато товарът на трансформаторът се изменя периодично и запазва сравнително
устойчиви характеристики, той може да се замени с постоянен двустъпален товаров
график, еквивалентен на действителният товар график по загуба на мощност:
стр. 39
I
[A]
t
[h]
часове
Iср.екв.1 Iср.екв.2
Действителен товаров график
Двустъпален товаров график
Въвеждат се следните коефициенти:
Коефициент на начално натоварване – „кн“:
където:
- – средно квадретичен ток за интервал от 10 часа преди натоварването.
Коефициент на претоварване – „ “:
В) В случаите когато мощността на трансформаторът е предварително определена е
необходимо да се провери неговото претоварване, като се използва графиката:
Кдопос.претов.граф. = f (Кнат, tп). Ако е изпълнено условието:
Кдопостимо претоварване изчислено Кдопостимо претоварване графично
следователно претоварването е изпълнено:
доп. прет.
граф.
К
Кнатоварване
tп = 12 htп = 10 htп = 8 h
tп = 6 h
tп = 1 h
1,8
1,4
1,0
1,0 0,5 0
Правата линия е в графиката Кдопос.претов.граф. = f (Кнат, tп) с прекъсната линия.
3) От пресечната точка на построената права със съответна крива на допустимо
претоварване, tпретоварване = const.
Пример: tпрет. = 8 часа, с това се определят стойностите на Кнат. и Кдоп.прет.граф.
4) Определя се „Iн.тран.“:
5) По „Iн.тран.“ и „Uн“ се определя мощността на трансформатора – тоест извършва се
проверка на мощността.
Има два важни момента:
1) Моментът във които става
претоварването на трансформаторът;
2) Интервалът преди настъпване на
претоварването, се препоръчва да бъде
поне 10 часа след предишното
натоварване.
Г) Когато е необходимо мощността на
трансформаторът се определя по
следният начин (стъпки):
1) по τ, θохл се избира една от
графиките, тъй като: tп = f (τ, θохл).
където:
τ – топлинна време константа на
трансформатора.
2) построява се права линия по
уравнението:
стр. 40
Аварийни режими:
Те са краткотрайни и не зависят от претоварващият режим на работа.
Трансформаторите допускат аварийни претоварвания с 40% за не повече от 5
денонощия и за сумарно време не повече от 6 часа на денонощие, когато товарът до
моментът на аварията не превишава 93% (Кнат) от паспортната им мощност.
19в. Схеми на подстанциите в промишлените предприятия
(Схеми на електрическото захранване на подстанциите в ПП)
I. Схеми на захранване на Цехова подстанция (ЦП):
1. Радиална захранваща схема за ЦП:
Глухо свързване на кабели – тоест без комутационен апарат:
Тр в
ЦП
Схема със два разеденителя (Р):
Тр в
ЦП
Р
Р
Схема на свързване със щепселна контактна връзка:
Тр в
ЦП
2. Магистрална захранваща схема:
Със шинопровод:
Магистрален шинопровод ВН (обикновенно въздушна линия)
Отклонение за трансформатора в ЦП
Схемата не съдържа комутационна апаратура.
Тази схема е допустима когато разстоянието до следващата ЦП
не е голямо, а линиите са изпълнени с високо качество.
Разеденител тип РM
стр. 41
Схема със кабелна линия:
Р Р
Отклонение за трансформатора в ЦП
Кабелна магистрала
Необходимо е винаги да има разеденител
Схемите за ЦП могат да се изпълнят по различни начини:
Чрез предпазител и разеденител – за ТП до 400 kVA;
Чрез товаро прекъсвач;
Чрез разеденител и прекъсвач.
III. Схеми на електрическо захранване на Главна понижаваща подстанция - ГПП:
1. Радиална схема на електрическо захранване на ГПП:
Схема с разеденител:
РЗ
Тр в
ГПП
ТТ
Р
Р
Схема със късосъеденител:
Тр в
ГПП
ТТ
РЗ
к.с.
Схема със разеденител и прекъсвач:
Тр в
ГПП
Р
ТТ
РЗ
П
РЗ – релейна защита;
ТТ – токов трансформатор.
Схемата се използва при дълги линии за
задействане на РЗ, която чрез получени
импулси извършва изключване в районна
подстанция.
Тази схема е предназначена за
консуматори 3 категория.
к.с. – късосъеденител.
Късосъеденителят е разеденител със автоматично
включване и ръчно изключване.
Той създава изкуствено късо съединение, което
се изключва от прекъсвача в подстанцията.
Предимства: намаляват кабелите за РЗ.
Недостатъци: увеличава се времето на протичане
на тока на късо съединение.
П – прекъсвач.
Тази схема е най-добра, но недостатъкът е че се
оскъпява от наличността на прекъсвача.
Използва се когато трябва да се съкрати времето
при пускане на отговорни консуматори. Чрез нея
се повишава сигурността на електрическото
захранване.
стр. 42
2. Магистрална схема на електрическо захранване на ГПП:
Схема със късосъеденител (к.с.) и отделител (О):
Р Р
ТТО
РЗТр в
ГПП
Схема „разеденител + прекъсвач“:
Р Р
Тр в
ГПП
Р
ТТ РЗ
П
Товаров прекъсвач:
Те са предназначени за изключване на товарни токове (по малки от номиналният
ток на прекъсвача), но не и за изключване на токове на късо съединение които
трябва да се изключат от последователно свързан предпазител след товарният
прекъсвач.
П – прекъсвач.
Тази схема и най – добра, но недостатъкът е че се
оскъпява от наличността на прекъсвача.
Използва се когато трябва да се съкрати времето
при пускане на отговорни консуматори. Чрез нея
се повишава сигурността на електрическото
захранване.
Отделител: това са триполюсни разединители за автоматично
изключване, когато вече е направено изключване от
прекъсвача и не е под товар. Те обикновено са с ръчно
включване.
Принцип на действие:
к.с. прави изкуствено късо съединение при сигнал от РЗ на
трансформатора, след което „О“ автоматично изключва ел.
верига от безтокова пауза получена от действието на АПВ
намиращо се в началото на линията.
Автоматичен товаро- прекъсвач
40А220V NG125N 18615
Merlin Gerin
Диференциална цифрова
релейна защита BE1-CDS240
стр. 43
20в. Конструктивно изпълнение на промишлени (цехови) електрически мрежи
I. Основни понятия за промишлените електрически мрежи:
Електрическата мрежа представлява съвкупност от свързани помежду си линии с еднакво
напрежение които пренасят и разпределят електрическата енергия от източника към включените
към електрическата мрежа консуматори.
В ЕСПП има следните видове електрически мрежи:
1) Разпределителни мрежи – захранват ЦП;
2) Цехови мрежи – захранват силови и осветителни товари в цеховете.
Основни елементи на електрическата мрежа:
1) Линии – проводници, кабели, шини, комплексни шинопроводи и др.;
2) Разпределителни устройства.
II. Цехови електрически мрежи с изолирани проводници:
Те са главно в мрежи НН до 1000 V, предимно с алуминиеви и по-рядко с медни кабели. Тези
мрежи представляват инсталации. Те биват основно два вида:
1. Открити:
На изолатори и ролки (има ги в старите църкви и старите къщи в селата);
В открито или скрито разположени изолирани или метални тръби;
По метални или пластмасови скари;
В изолирани или метални канали;
Окачени на носещи стоманени проводници с прикрепващи скоби.
2. Закрити:
Строителни конструкции и бетонни канали, специално предназначени за кабели;
В скрито положени, изолирани, метални тръби или кутии.
III. Кабелни линии:
Те са основен вид изпълнение в ПП. Кабелните линии се използват както вътре в цеховете така и
отвън на територията на предприятията.
1. Полагане вътре в цеховете:
Открито на стена;
Скрито или открито положени метални тръби;
На скари;
Кабелни канали;
Окачване на носещо въже;
Кабелни специални съоръжения.
2. Полагане на територията на предприятието:
Непосредствено във земята;
В кабелен изкоп;
В тръби – открито или под земята.
3. Кабелни съоръжения:
1) Кабелен тунел под земята:
ПРЪСТ
до
1,8
м
1 м
кабели
В тунелите могат да се изпълняват различни
видове инсталации: електрически ток,
водопровод, топлопровод, телефонни линии,
интернет линии и т.н.
Тунелите се оборудват с вентилация, осветление и
пожарна сигнализация.
стр. 44
2) Кабелни канали:
30 - 60 см
Бетон от пода на цеха Бетон от пода на цехаБетон от пода на цеха
30 - 60 см 30 - 60 см
3) Естакада и галерия:
Това са бетонни или метални стълбове на височина от 4 до 5 метра намиращи се
в ПП.
над 1 м
Естакада Галерия
Естакадите и галериите са най икономичните съоръжения при голям брой
кабели.
4) Кабелен изкоп:
0,7
– 0
,8 м
1 м
– н
а ул
ичн
о п
лъ
тно
1
23
4
5
6
5) Полагане на изкоп в бетонен блок с отвори за кабел:
1. Кабели;
2. Пясък;
3. Защитна плоча или тухли;
4. Трамбована пръст;
5. Сигнална PVC лента;
6. Пръст.
Те се полагат когато кабелът пресича
улично плътно.
стр. 45
6) Полагане на кабел в тръби:
IV. Шинопроводи:
Това са линии, за пренасяне на електрическа енергия, реализирани посредством
„твърди шини“. Те биват:
1) Открити – неизолирани голи шини върху опорни изолатори;
2) Закрити – с метален или изолационен кожух (корпус).
Шините са направени главно от алуминий или негови сплави с различно напречно
сечение.
Шинопроводите биват:
1) Магистрални – за ток до няколко хиляди ампера. Те захранват разпределителни
табла или мощни единични консуматори;
2) Разпределителни шинопроводи – те са за ток до 600 А и имат много отклонения,
чрез разклонителни кутии и обикновено захранват консуматори с напрежение:
220V, 380V.
3) Комплектни шинопроводи – изработват се като защитени и затворени и се
комплектуват със фабрично изработени елементи.
СТЕ
НА
СТЕ
НА
Изолатори
Шини от шинопровода
Изолатори
Шина
Конзола
стр. 46
Раздел 3: Изчисляване на електрически мрежи и инсталации
21в. Определяне на сечението на силовите цехови електрически мрежи за ниско
напрежение
I. Условия за избор на сечението на проводниците:
1. Допустимо нагряване – при продължителен режим на работа. При главно изолиране
на проводниците.
2. Допустима загуба на напрежение „ U“ – това условие е главно при мрежи НН и
Ср.Н.
3. Механична якост – при въздушни електрически мрежи.
4. Термична устойчивост – това условие е главно за изолирани проводници без
автоматичен прекъсвач.
5. Динамична устойчивост – за шини.
6. Защита от претоварване – за някои от вътрешните мрежи НН.
7. По условие за образуване на ефект „корона“ – при мрежи 35 kV и повече.
8. Икономична плътност на тока – това е икономическо условие което дава
препоръчителни сечения.
ИЗВОД: При вътрешните електрически инсталации сечението на проводниците се
избира по:
1) Допустимо нагряване;
2) Проверка по допустима загуба на напрежение;
3) Съгласуване със тока на избраната защитна апаратура.
II. Определяне на сечението на проводниците и кабелите за НН по допустимо
нагряване:
Съставени са таблици за допустимият ток (Iдоп), който може да провежда всяко сечение
на проводник. Сечението се определя по условието:
където:
– корекционен коефициент на максималният продължителен ток в зависимост
от броя на едновременно захранените проводници;
– корекционен коефициент на допустимият ток в зависимост от околната
температура.
√
където:
– допустима температура на жилото на проводника;
– действителна температура на околната среда (въздух [25оС] или земя [20
оС]);
– околна температура при която е в съответната таблица.
и токът на защитната апаратура „ “ (предпазител или автоматичен прекъсвач)
трабва да бъдат в съответното съотношение:
стр. 47
( )
Сечението „S“ се избира от готови таблици съобразно стойността на .
III. Определяне сечението на проводниците по допустима загуба на напрежение:
Падът на напрежение е геометрична разлика в началото и края на елемента (линията), а
загубата на напрежение – алгебричната разлика. За да бъде осигурено на потребителите
качествено електрическо захранването с качествена енергия е необходимо загубата на
напрежение да не надхвърля определени граници:
Вид на електрическата мрежа Допустима загуба на напрежение
1. Вътрешни инсталации в сгради до 2,5 %
2. Разпределителни мрежи НН до 5 %
3. Вътрешни мрежи НН за осветителни
товари на промишлено предприятие. до 5 %
4. Разпределителна мрежа Ср.Н. до 6 %
1. Определяне на сечение за участък от трифазна мрежа без отклонение и промяна на
сечението загубата на напрежение (във ) се определя със израза:
√ ( )
[ ]
| √
√
При мрежа състояща се от няколко последователни участъка с промяна на сечението.
Общата загуба на напрежение е:
∑ ( )
[ ]
където:
– активна мощност за ития участък, [kW];
– дължина на ития участък.
[ ]
[ ] [ ] [ ]
[ ]
2. Максимална загуба на напрежение в трифазна линия:
Получава се като мощността „Р“ и токът „I“ се заменят със съответната стойност „Рм“ и
„Iм“ във горните формули.
Приблизителното определяне на максималната загуба на напрежение в трифазна мрежа
с товар в края се определя със следният израз:
√ ( ) √ ( ⏟
)
Когато индуктивното съпротивление се пренебрегне (при сечение до 25 mm2).
√ ⏟
3. Загуба на напрежение в една фаза:
1) Фазна загуба на напрежение:
∑
( )
стр. 48
2) Линейна загуба на напрежение:
√
Извод:
За намаляване на изчисленията е необходимо да се пресметне „ “ до най-мощните и
най-отдалечени потребители и ако тя не надхвърля допустимата определена стойност,
то предварително избраните сечения са добри и подходящи, ако не – сеченията трябва
да се завишат до по-висока стандартна стойност.
IV. Определяне сечението по икономическа плътност на тока:
Опростено икономически целесъобразното сечение, се определя със израза:
[ ]
− – максимален ток на линията;
− – нормирана стойност на икономическата плътност на тока, [
].
След определяне на „ “ се избира най-близкото стандартно сечение (независимо по-
голямо или по-малко). Този метод се препоръчва при голяма трайност на използване на
максималният товар ( > 4500 h годишно).
12 месеца . 24 часа = 8760 часа
Този метод се използва при мрежи Ср.Н.
V. Във вътрешни електрически инсталации минимално допустимите сечения на
изолирани проводници и кабели в тръби са:
За меден проводник (Cu) – 1 mm2;
За алуминиев проводник (Al) – 2,5 mm2.
За окончателно сечение във всеки участък на вътрешните електрически мрежи се
приема най-голямото сечение получено при трите условия:
1) Допустимо нагряване;
2) Допустима загуба на напрежение;
3) По съгласуване с тока на защитният апарат.
Употребявани кабели в България:
СХЕмТ-ет
САХЕмТ-
ет
0,6/1 kV
1. Медно или алуминиево (А)
токопроводимо жило клас 2.
2. Изолация от химически
омрежен полиетелен (XLPE).
3. Екран от медни ленти.
4. Обвивка от
поливинилхлорид тип (Т).
За пренасяне на ел. енергия
при напрежение 0.6/1 кV с
честота 50 Hz
- за постоянен ток с
номинално напрежение до 3
кV
- за електрифицирания
градски транспорт.
СХЕкТ /
САХЕкТ
- Конструкция: съгласно
БДС 2581-86
- Токопроводимо жило - Сu
и Al многожични уплътнени
по БДС 904 (IEC60228) кл.2 - Изолация - XLPE компаунд
Изпитателно напрежение
AC (») - 5 min
DC (=) - 15 min3.6/6; 6/10;
12/20; 18/30; 20/35kV
11kV; 15kV; 30kV; 45kV;
50kV
29kV; 48kV; 96kV; 144kV;
160kV
САПЕкТ Изолация: графитна Спрян от производство !!!
стр. 49
22в. Избор на предпазители и автоматични прекъсвачи в цеховете за ниско
напрежение
I. Избор на предпазители:
1. Общи сведения:
Всички консуматори на електрическа енергия се защитават от къси съединение и
пренапрежения с помощта на предпазители.
Предпазителите се делят на два основни вида: винтови и високомощни.
Винтовите предпазители: разделят се на два класа:
Клас gF – бързодействащи предпазители. Номиналните параметри на тока на вложката
са: 2, 4, 6, 10, 16, 25, 35, 50, 63, 80 и 100 А.
Клас gT – бавнодействащи предпазители. Номиналните параметри на тока на вложката
са: 6, 10, 16, 20, 25 А.
Високомощни предпазители – при тях е само Клас gT. Номиналните параметри на тока на
вложката са: 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630 А.
Винтовите предпазители имат три типа размери:
Е 27 – допустим ток на основата 27 А, а на вложката: 2, 4, 6, 10, 16, 20, 25 А.
Е 33 – допустим ток на основата 63 А, а на вложката: 35, 50, 63 А.
Тръбна резба - ⁄ – допустим ток на основата 100 А, а на вложката: 80, 100 А.
Намират приложение при монтажа на блоковите табла.
ВП – високомощни предпазители.
ВП – 100: допустим ток на основата 100, 160, 250, 400, 630 А, а на вложката: 10 630 А.
2. Избор на предпазители:
1) За осветление и други консуматори без двигател:
2) За консуматори със двигател:
където:
o – номинален ток на патрона (вложката), А;
o – максимален продължителен ток на мрежата, А;
o – коефициент, които зависи от пускането на двигателя:
= 1,6 – отговорни механизми и агрегати с голяма продължителност на върховият и
пусков ток (кранови механизми, центрофуги, мелници).
= ( ) – при тежък режим на включване;
= 2,5 – при тежък режим на включване от 8 10 секунди;
= 2,5 – при магистрални линии и линии захранващи група консуматори (силови табла);
= ( ) – при линии захранващи нажежаеми лампи с мощност 500W и повече.
3) При електрически мрежи със заземен звезден център:
Допълнително трябва да се спази условието:
( )
където:
o ( ) – минимален ток при еднофазно късо съединение;
o – кратност на еднофазният ток на късо съединение и на тока на защитаваният
апарат ( ), = ( ) ;
стр. 50
4) Номиналните токове на последователно свързаните в електрическата верига
предпазители трябва да се различават най-малко две степени за да се гарантира
селективното действие на защитата (предпазителите).
II. Избор на Автоматични прекъсвачи - АП:
Въздушните АП (Автомати) защитават силовите мрежи от:
Претоварване – чрез топлинен (термичен) изключвател;
От ток на късо съединение – чрез електромагнитен (максимално токов) изключвател.
При избора на автоматичните прекъсвачи се спазват следните 2 условия:
1. По отношение на главната контактна система:
( )
където:
o – възможен максимален ток които АП може да издържи без да се разруши.
2. Относно настройката на изключвателите на АП, трябва да отговаря на следните
изисквания:
1) За термичен изключвател:
( ) ( )
2) За електромагнитен изключвател:
При защита на осветителни линии (с нажежаеми лампи) електромагнитният изключвател
се избира:
– при нажежаема лампа
– при газоразрядна лампа
3) АП заработват достатъчно бързо при еднофазни к.с., ако подобно на предпазителите се
удовлетворява условието:
4) АП включени в електрическа верига със други защитни апарати заработват селективно
когато времетоковите им характеристики не се пресичат, което е спазено ако нормалните
им токове се различават най-малко със две степени.
5) Данни за автоматични мощности на прекъсвачи:
Апарат
Номинален ток,
, [A] Номинален ток на изключвателя
[A]
Изключвателна
способност, [кA]
А1 63; 100 2,5; 3,2; 4; 5; 6,3; 8; 10; 12,5; 16;
20; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100 9
А2 160; 250 40; 50; 63; 100; 125; 160; 200; 250 12
А3 320; 500 80; 100; 125; 160; 200; 250; 320;
400; 500 25
А4 630; 800 200; 250; 320; 400; 500; 580; 630;
650; 700; 750; 800 25
АТ – 00 32 0,35; 0,6; 1,0; 1,6; 2,5; 4; 6; 10; 16;
21; 26; 32 5
АЕ – 1000 25 6; 10; 16; 25 2
А – 250
А - 160
6) Дефектнотокова защита:
Предпазва в случай на токове на отечка. Типичен случай на допир с ръка с изолиран
проводник. При ток на отечка при протичане до 30 mА.
Тя се използва само в инсталации в система на заземяване „TNS“ и „TT“.
Показател
стр. 51
Раздел 4: Изчисляване на специални електрически мрежи ниско напрежение
23в. Изчисление на стоманени шинопроводи и шинопроводи с голямо токово
натоварване
I. Стоманени шинопроводи:
1. Оразмеряване по допустимо загряване.
Използват се при: къси линии (до 15 20 метра), малки товари и малка годишна
използваемост. При тях има големи загуби на мощност (ΔP) и загуба на енергия (ΔW).
Най- разпространеният вид на стоманените шинопроводи е правоъгълният:
b
a
При тях има много силен повърхностен ефект при протичане на ток и токовото натоварване
е само почти по периферията на шината. Затова се работи не по площта на сечението, а с
повърхностната плътност „jL,допустима“.
( )
( ) [
]
където:
- – максимален ток (препоръка: до 300 400 А на шина).
От периметърът „L“ на шината се определя избора на шината от налични стандартни
профили с размери“ a и b.
– при болтова връзка между няколко шини, а при свързване със заварка
.
2. Определяне на сечението на допустимата загуба на напрежение - ΔU:
При стоманени шинопроводи изчисленията основно зависят от ΔU.
където:
- – загуба на напрежение, [%];
- – дължина на шината, [km];
- к – коефициент, които се определя по следният начин:
√ [ ( ) ]
където:
- – съпротивление на стоманата, Ω/km;
- - са съответно вътрешното и вънщното индуктивно съпротивление, Ω/km;
- – линейно напрежение, [V];
- – на потребителите.
Коефициентът „к“ се определя от таблица – k = f (cosϕ) при U = 380 V.
При „U = 380 V“ тогава коефициентът к се коригира:
стр. 52
Загубата на напрежение се определя във следният ред:
1) Коефициентът „к“ се пресмята със формулата:
2) От таблици в литературата за съответният фактор на мощност „cosϕ“ и избран профил на
стоманената шина се избира, по-малката най-близка стойност „к1“ на която съответства
токът „I'“
Ако I' Iм, тогава стойността на „к1“ се приема равна на к (к1 = к).
Когато I' Iм (силно се различава) то тогава от същата таблица се избира коефициент „к2“
на които съответства токът „I''“.
3) След определяне на: к1, к2, I' и I'' следователно „к“ се доуточнява по следната емпирична
формула:
( )
4) При пресметнат „к“ действителните загуби на напрежение са:
това трябва:
II. Шинопроводи с голямо токово натоварване:
Това са мрежите захранващи уредби с ток с голям интензитет (променлив ток 1000 А и повече):
- големи заваръчни машини и трансформатори;
- големи електродъгови пещи;
- магистрални цехови мрежи;
- за връзка между генератор в електрически централи и трансформатор;
- събирателни шини и др.
Използват се предимно алуминиеви и по-рядко медни шини, но никога стоманени.
Особеност: повърхностен ефект и отчитане на ефект на близост между шините.
В уредбите за трифазен променлив ток се използват следните разположения на шините:
1. Разцепени фази:
АI АII АIII BI BII BIII CI CII CIII
Фаза А Фаза В Фаза С Тази схема е нерационална и е приемлива когато разстоянието между фазите е голямо и
намалява ефекта близост и индуктира пренос на мощност между фазите.
2. Преплетени фази:
АI АII АIIIBI BII BIIICI CII CIII
Тази схема е по-добра от предходната но също не е оптимална.
3. Сдвоени фази:
АI АIIBIBII CICII
При тази схема „сдвоени фази“ по две шини на фаза се използва ефекта пренос на
мощност които обаче е симетричен за всички фази и е компенсиран. Получава се
магнитно уравновесена система. Важно предимство е че тя запазва положителните
си качества при еднофазен режим.
При ток над 100 kА се прилагат и тръбни медни шини „преплетени фази“ с
вътрешно водно охлаждане.
стр. 53
24в. Изчисление на високочестотни мрежи, тролейни линии, постояннотокови
линии, линии за заваръчни уредби.
I. Изчисляване на високочестотни мрежи:
Това са консуматори захранвани с напрежение при които честотата е по-голяма от 50 Hz. Това
са:
1) Консуматори до 1000 Hz – електрообзавеждане в текстилна и дърводобивна промишленост;
2) Консуматори до 10 000 Hz – индукционни нагревателни пещи, индукционно закаляване,
нагряване в ковашки цехове;
3) Консуматори до 100 000 Hz – диелектрично загряване и др;
4) Осветителна техника – захранване на лампи от 1000 до 30 000 Hz.
P - jQ
l,s
f > 50 Hz
Знаем че:
√ ( ) [ ]
[ ]
При:
Ако честотата „f“ нарасне , тогава „ “ се изчислява лесно, но съпротивлението „ “ се
изчислява трудно.
Zo
Диам
етър на проводника
( )
- – дълбочина на проникване на електромагнитната вълна (от високочестотният ток).
се получава при висока честота, недобро използване на цялото сечение на проводника.
се определя по емпирична формула:
√
където:
- – специфично съпротивление на проводника, [Ω.sm];
- – ъглова честота,
- ;
-
При алуминий „ “ е по-голяма (по благоприятна) затова се използва за висока честота (а не
мед).
Токът протича (като се „изтласква“) по периферията на
проводника, при висока честота поради повърхностният
ефект (скин ефект), а в центъра на проводника почти няма
токово натоварване.
Реалното сечение (активното) през което протича
високочестотният ток е следното:
стр. 54
Особеност:
Алуминий
Стомана
II. Тролейни кранови линии:
В промишлените предприятия те се използват за захранване на кранови механизми кот се
изпълняват от стоманени шини със ъглови, коритообразни или релсови профили. Поради
необходимостта от по-голяма здравина и износоустойчивост. Сечението на тролейните линии се
избира:
1. По допустимо продължително натоварване (загряване) – чрез Iм. Често се приема, че
Iм Iср.кв.;
2. Извършва се окончателен избор на сечението по „допустима загуба на напрежение – “
Кабел
l
0,4 kV
Движещ се кран
Стоманен шинопровод
15% се разпределят по следният начин:
- (3 4)% в проводници на крана;
- (6 10)% в стоманеният тролеен шинопровод;
- (2 4)% в захранваща линия от ГРТ до крана.
Поради голямата загуба на напрежение в стоманеният шинопровод той може да се
секционирана или шунтира с медна кабелна линия или алуминиева шина.
Стоманен
шинопровод
Алуминиева
шина
III. Постояннотокови линии:
Консуматори: електролизни мощни с голяма продължителност на работа.
Магистрални линии излизащи от мощни изправителни уредби.
Изчисления:
1. По икономическа плътност на тока „jик“:
- Алуминиеви постояннотокови линии, jик = ( ) [
];
- Медни постояннотокови линии, jик = ( ) [
]
jик се задава таблично.
2. По допустимо нагряване:
Сечението на постояннотоковата линия „S“ се избира по следното условие: Iдоп Iм – което
се избира таблично.
3. Проверка по допустима загуба на напрежение:
⏟
IV. Линии захранващи заваръчни уредби:
Товарът създаван от заваръчните уредби е със много нисък (лош) cosϕ, поради което се
налага линиите захранващи тези уредби да бъдат със малко индуктивно съпротивление.
Използват се три начина за използването на тези мрежи (линии):
За медни проводници със сечение S < 16 mm2 и алуминиеви проводници
със сечение S < 25 mm2 и повишена честота до 1000 Hz повърхностният
ефект може да не се отчита и ΔU е както при 50 Hz.
Знаем че:
ΔU = k. Iм. L – при стоманени шинопроводи, но
тук при тролейна линия
ΔU = k. Iв . L
където
- Iв – върхов ток (погледни 6 въпрос).
ΔUдоп. тролейна линия 15%
За тролейни линии обикновено се използва
ъглова стомана с диаметър:
50x50x5 mm или 75x75x5 mm
стр. 55
1. Използване на трифазни 4 жилни кабели по кръстосана схема:
. х
х .Посока на тока
2. Използване на специални 6 жилни кабели с малко индукционно съпротивление:
х
.
х
.
х
.
3. Използване на шарнирни медни шини със посребрени контактни повърхности:
За малки електрически апарати се използват електроженни кабели. У нас се казват:
ПКГД със сечение S = 25 mm2, 35 mm
2, 50 mm
2, 70 mm
2, 95 mm
2, 120 mm
2.
25в. Изчисление на електрически инсталации на осветителни уредби.
I. Общи сведения:
От произведената електрическа енергия осветителните уредби консумират (10 13)%.
В България, тя е около (10 11)% (4.109 kWh), в САЩ – 20%, в Германия – 13%.
Сечението на проводниците и кабелите на цеховите осветителни мрежи се определя по:
1) Максимално продължително натоварване;
2) Проверка по допустима загуба на напрежение;
Магистралните електрически мрежи за цехова осветителна уредба са четирипроводни, а
разпределителните двупроводни (фаза и нула).
II. Определяне на сечението на проводниците на трифазна магистрална линия:
Сечението се определя по следната формула:
√
(
)
където:
– максимален продължителен ток;
- – когато в помещението са включени всички лампи.
– дължина на линията, [m];
– допустима загуба на напрежение,
- - при административни сгради;
- - при промишлени цехове.
– специфична плътност на проводниците, [
]
В този случаи пропускателната способност на кабела
се определя от двойката жила в която влиза
четвъртото тънко жило.
3 + 1 тънко = 2 + 2
В този случаи благодарение на кръстосването тази
линия има подходящо малко индукционно
съпротивление.
стр. 56
III. Определяне сечението на проводниците двупроводна магистрална мрежа:
Сечението се пресмята със израза:
I1
l1
1
I2
l2
2
In
ln
n
∑
( )
За опростяване на изчисленията може да се използва формулата:
където:
– момент на товара, М = Рм . l, [kW.m] ;
– коефициент зависещ от напрежението, броят на проводниците в линията и
видът на материалът (мед или алуминий).
– допустима загуба на напрежение в [%]. Определя се в зависимост от
допустимото отклонение на напрежението за светлинните източници което е 2,5
%.
Номинално
напрежение, [V]
Система на електрическо
захранване
Стойност на коефициента
„С“
Мед - Cu Алуминий -
Al
380/220 Трифазна с нулев
проводник 77 46
380/220 Двуфазна с нулев
проводник 34 20
220 Двупроводна фаза + нула) 12,8 7,7
IV. Определяне сечението на проводниците на разклонена мрежа:
Сечението на цеховата осветителна уредба се определя по „минимум разход на метал“
със израза:
∑ ∑
− ∑ – сумата от моментите на товарите на участъка за които се определя сечението
„s“ и всички последващи участъци които имат същият брой проводници както на
разглежданият участък, [kW.m];
− ∑ – сума от моментите на товарите за всички отклонения коригирани с
коефициентът „α“;
− – коефициент които зависи от броят на проводниците в отклонението, дава се
таблично.
Сечението на проводниците за различните участъци се изчислява последователно, като
се започне от най-близкият клон от източника на захранване и полученото сечение се
закръгля към по-голямото стандартно сечение.
стр. 57
Линия Отклонение Стойност на коефициента „α“
Трифазна с нула Еднофазно 1,83
Трифазна с нула Еднофазно с нула 1,37
Двуфазна с нула Еднофазно 1,33
Трифазна Двуфазно 1,15
Съответствие с ПУЕУ.
Към един отделен токов кръг нетрябва да се включват повече от 20 лампени излази на
фаза, когато токовият кръг захранва ЛЛ се допускат до 50 лампи на фаза. АП на
токовите кръгове на осветление се препоръчва да бъде до 25А за производствени и
административни помещения. Затова кръговете с газоразрядни лампи (живачни,
натриеви, металхалогенни) с мощност над 125 W се допускат предпазители и
автоматични прекъсвачи (автомати) до 63 А.
26в. Избор на най-целесъобразното напрежение на електроснабдителната система
на промишлените предприятия (ЕСПП).
I. Общи сведения:
При изграждането на нова рационална ЕСПП е необходимо да се съобразява със:
Схема на електрозахранване;
Местоположение на подстанциите (ГРП, ГПП и ЦП);
Мощност на силовите трансформатори;
Номинално напрежение на ЕСПП.
Съобразно на напрежението се изчисляват параметрите на електрическите мрежи,
обзавеждането на подстанциите и ел. мрежи, експлоатационни разходи и
капиталовложения.
II. Аналитични способи за определяне на оптималното напрежение в ЕСПП (над
1000V):
Основен критерии:
Минимални приведени годишни разходи – „З“:
където:
– разходи;
– нормативен коефициент на ефективност (около 0,1);
– капиталовложения, [ ]
където:
=
където:
- – капиталовложения за 1 км;
- – обща дължина на линиите.
– това е капиталовложение за електрическо обзавеждане и автоматика:
прекъсвачи, разединители, отделители, късо съеденители, реактори, шини,
измервателни трансформатори, силови трансформатори и др. ;
– капиталовложения необходими за изграждане на генераторна мощност
в централите равна на загубата на мощност в ЕСПП:
стр. 58
където:
– разходи за загуба но електрическа енергия;
– амортизационни разходи;
– разходи за обслужване и ремонт.
C
[лв/год]
К
[лв]
U
[kV]А БUоптмално К
Uоптмално С
КА КБ
СА СБ
К = f (U)
C = f (U)
От графиките се вижда че Uоптимално С е по-голямо от Uоптимално К (Uопт. С > Uопт. К) – най-
често е така. Оптимално – това е там където екстремума е в най-малката точка.
Ако (Uопт. С = Uопт. К) съответства най-добре на практиката за стандартни напрежения – 6,
10, 20 и 110 kV.
При сравняване на тези два варианта по капиталовложение и по разходи „С“
рационалното напрежение се определя опростено чрез „срока на откупуване – Т“:
При повече от два варианта най-изгодното напрежение се определя със приведените
годишни разходи „З“:
З
[лв/год]
U
[kV]6 kV 10 kV 20 kV
З 20 kV
З 6 kV
З 10 kV
III. Практически формули за определяне на най-целесъобразното напрежение, [kV]
захранващо промишлено предприятие:
Тези формули определят нестандартното напрежение което би било подходящо и
целесъобразно:
U = f (P.L)
1. За Германия:
√ [ ]
където:
– пренасяне на мощност, [kVA]:
– разстояние;
2. САЩ:
√
Графиките за: C = f (U) и K = f (U) се
построяват при условие че:
- Sм = постоянна;
- l = постоянна;
При еднаква схема на
електрическо захранване.
𝑘𝑉 6𝑘𝑉
‼!!
𝑘𝑉
От графиката се вижда че най-големи са
приведените годишни разходи за 20 kV, на
второ място 6 kV, а на трето – 10 kV.
стр. 59
3. Русия:
√
4. Швеция:
√
Раздел 5: Качество на електрическа енергия
27в. Качество на електрическа енергия. Отклонение и колебание (бързи
изменения) на напрежението .
I. Общи сведения:
Качеството на електрическата енергия е показател на ЕСПП:
Показатели на качеството:
Отклонение и колебание на честотата:
ЕС – (49,5 50,5) Hz
Америка – 60 Hz
Отклонение на напрежението;
Бързи изменения (колебания) на напрежението;
Несиметрия на напрежението;
Несинусоидалност на напрежението (хармоници);
Изместване на неутралата.
Изискванията на стандартите на показателите, които трябва да бъдат изпълнени със
вероятност 0,9. БДС EN 5060/ 1999 – характеристики на напрежението на енергията
доставена от разпределителните системи.
II. Отклонение на напрежението – „δU“:
1. Определение:
Сравнително бавни, плавни изменения на напрежението обусловени от режима на работа
на консуматорите или захранващият източник, когато скоростта на изменение на
напрежението е по-малка от 1% за секунда.
( ) [ ] [ ]
или
( )
[ ]
където:
( ) – напрежение на мрежата в разглежданият момент;
– номинално напрежение на консуматорите.
Причини за поява на отклонение на напрежението – „ “:
Включване на мощни консуматори, тоест рязко изменение на товара, предизвикващо пад
на напрежение в елементите на мрежата. е винаги нежелано.
зависи от напрежението във различните захранващи точки на мрежата и обикновено
във тях то е различно.
стр. 60
2. Допустими стойности (препоръки):
1) На клемите на електрическите двигатели и на апарати за тяхното управление:
2) Светлинни източници:
а. Нажежаеми лампи:
- Обществени и промишлени сгради – ;
- Жилищни сгради – .
б. Газоразрядни лампи:
3) Заваръчни уредби:
а. Точкова заварка – ;
б. Шевна заварка –
4) Електрически апарати:
5) Силови кондензатори:
Чувствителни на отклонения на напрежението са: електрическите устройства и
автоматика, компютърна техника, телевизори и др.
III. Колебание на напрежението (Бързи изменения на напрежението) – „ “:
1. Определение:
Сравнително бързи, резки, кратковременни изменения на напрежението възникващи
при нарушение на нормалният режим на работа на консуматорите и захранващият
източник при скорост на изменение на напрежението по-голямо от 1% за секунда.
[ ]
Причини за поява на „ “:
Нарушение на нормалният режим на работа при:
1) Къси съединения в консуматорите или захранващият източник;
2) Работа на мощни консуматори със рязко променлив товар:
- Пускане на мощни АД със накъсо съединен ротор;
- Работа на уредби за заваряване (режим на: експлоатационни къси
съединения);
- Електро дъгови пещи (трифазни) – при разтапяне на метала има големи
ударни токове;
- Полупроводникови преобразователи (вентили);
- Мощни ескалатори;
- Прокатни станове със мощни синхронни двигатели.
2. Допустими стойности:
Обикновено максимално допустимите колебания на напрежението се нормират в
зависимост от честотата на тяхното проявяване:
1) - колебанието на напрежението не се ограничава и при неограничена
честота на колебанията.
2) - честотата на колебанията не трябва да бъде по-голяма от 10
пъти в час.
3) - допуска се не повече от 1 колебание в час.
Колебанието на напрежението смущава нормалната работа на електро потребителите.
стр. 61
IV. Осветителни уредби:
Колебанието на напрежението „ “ най-силно влияе върху работата на нажежаемите
лампи с което им намалява трайността (живота) на работа.
При ЛЛ „ “ влияе по-малко поради наличието на луминофор.
Човешкото око е най-чувствително при 8,7 Hz изменение на напрежението, това е 1502
синусоиди в минута.
28в. Количествена оценка на качеството на напрежение. Оценка за загубите от
влошено качество на напрежението.
I. Критерии за количествена оценка за качеството на напрежение:
Отклонението на напрежение „δU“ представлява случайна величина, която зависи от
времето. Качеството на напрежение се оценява чрез статистически критерии.
( )
Визуални методи за оценка на качеството на напрежението:
Това са нестатистически методи, които обикновено са не точни.
Uн
U
2
1
U2,max
U1,max
t U
t
Uн
U
t
Uн
ΔUср2ΔUср12
1
ΔUср2 = ΔUср1, но независимо от това ΔUср2 е по-качествено от ΔUср1.
Извод:
„Umax“ и „ΔUср“ немогат да бъдат критерии за качеството на напрежение.
Действителен критерии за качеството на напрежение:
Това е показателят „средно квадратично отклонение“ на случайната величина.
√
∫
( )
( )
където:
- средна стойност на отклонението;
, [%];
( )
– отклонение на напрежението;
U2max > U1max, но независимо от това кривата
на U1max е по-качествена от U2max.
стр. 62
( ) ∫ ( ( )
)
Така се намира качеството на напрежението.
II. Оценка на загубите от влошени качества на напрежението:
Интегрален показател и характеристика на режима на електрическата мрежа в
промишленото предприятие от гледна точка на качеството на захранващото напрежение
са:
Загубите на предприятието от влошено качество на напрежение – „З“.
( )
където:
– коефициенти които се определят експериментално за различни видове
производства;
– годишна консумация на електрическа енергия;
– измерват се с интегрален волтметър или енергиен анализатор.
На практика при: , тогава:
Което може да се замести със следната еквивалентна формула:
∫ ( )
∫
За ГПП със силов товар и възможност на трансформаторите за регулиране под товар
(с „Янсенов регулатор“) се захранват „n“ на брой консуматори с електрически товар
„Pi(t)“ т.е. изменящи се във времето.
Търсим добавката на напрежение „ ( ) “, за да имаме минимални загуби
от влошено качество на напрежение.
ГПП
δU1 δU2 δU3
Р1 Р2 Р2 Интегралът може да отпадне тъй като във всеки момент от време отклонението „ “
трябва да е минимално, а не само в някакъв период от време. Критерият добива вида:
∑
( )
Обикновено се приема, че „ “ е еднакъв за всички консуматори в ГПП.
∑ ( )
където:
– напрежение между клемите на консуматорите;
∑ 𝑘 𝑖
𝑛
𝑖
∫ 𝑃𝑖(𝑡)
𝑡 𝑇
𝑡
𝛿𝑈𝑖 𝑑𝑡 𝑚𝑖𝑛
При „n“ на брой консуматори имаме:
където:
𝑃𝑖(𝑡) – активен товар на i-тия
клон.
стр. 63
– добавка на напрежение от янсеновият регулатор.
Тъй като търсим минимум на „З“ получени чрез минимална добавка от „ “ то:
( )
∑ ( )
∑ ( )
Извод:
Добавката от Янсеновият регулатор на трансформатора в ГПП ( ) осигурява
качества на захранващото напрежение (на захранващите шини). Това е оптималната
добавка към напрежението осигуряващо оптимален режим на напрежението на тези
шини.
29в. Източници на висши хармоници в електроснабдителната система на
промишлените предприятия (ЕСПП).
I. Общи сведения:
Качеството на електрическата енергия регламентирано в стандарт изисква
потребителите да се захранват със синусоидално напрежение. Синусоидалността на
кривата на напрежение е един от показателите за качество на електрическата енергия.
Несинусоидалността на напрежението се предизвиква от нелинейността на ВАХ (Волт-
Амперната характеристика) на някои от елементите на електрическите мрежи поради,
което протичащите токове са несинусоидални независимо, че захранващото напрежение
е синусоидално.
Напрежението с несинусоидална форма на кривата съдържа хармоник с основна честота
„U1“ и хармоници с по висока честота „Uν“ (където: ν е пореден номер на хармоника).
В промишлените предприятия поради наличието на висши хармоници на тока се
деформира кривата на синусоидалното напрежение на клемите на захранване подавано
на потребителите.
t
uaea
ia
ea
ia
ua
0
На фигурата е показана графиката на тока „iа“ на една от фазите на трифазен
полупроводников елемент (преобразувател, изправител). Несинусоидалните криви на
тока могат да се разгледат като сложни хармонични изменения (колебания) състоящи се
от съвкупност от прости хармонични колебания, но с различна честота. Токовете от
отделните висши хармоници преминавайки по елементите от мрежата създават падове
стр. 64
на напрежението в съпротивлението на тези елементи, които като се наслагват на
основната синусоида на напрежението водят до изменение на синусоидата и формата –
„uа“.
Несинусоидалната форма на кривата на напрежението се състои от хармонични
съставки: „Uν“, а ефективната стойност на всички хармоници е:
√∑
Прието е степента на деформация на синусоидата на напрежение да се характеризира с
коефициентът на несинусоидалност.
√∑
- освен него се нормират големината на отделния хармоник на тока
протичащ в захранващата мрежа и други параметри.
II. Източници на висши хармоници:
Това са: полупроводникови преобразователи и изправители, заваръчни агрегати,
електро дъгови пещи, газоразрядни източници на светлина. Те заедно със силовите
трансформатори имат нелинейна волт-амперна характеристика (ВАХ).
1. Полупроводникови изправители и преобразователи:
Те се използват в металургията и се характеризират с нелинейна ВАХ. Най-често те са
теристори и са основни източници на висши хармоници. Най-често употребявани схеми
на такива изправители са: схема „Ларионов“, шест фазна нулева схема и схема с
уравнителни реактори.
При разлагане на кривите на първичните токове на тези изправителни уредби и схеми се
показва, че освен основния хармоник съществуват и хармоници от по-висок ред.
Поредният номер на които в този случай се определя с равенството:
където:
k – последователен ред на числата (k = 1, 2, 3, 4, ………..);
m – брой на фазите на изправителя.
Разглеждаме формата на първичният ток на шест фазен вентилен изправител:
t
t
t
i
α
γ
γ
0
0
0
cos cos
1)
2)
3)
стр. 65
Разлагането на тези токове в ред Фурие показва, че амплитудата и фазата на висшите
хармоници зависи от ъгъла на комутация „γ“ и ъгълът на регулиране (управление) „α“.
Разглеждат се три случаят на комутация (превключване):
1) Предполага се че комутацията протича по права линия и кривата на променливият
ток има симетрична правоъгълна форма, комутация не се отчита. Токът на
хармониците се определя по формулата:
2) Комутацията е опростена по права линия в рамките на ъгъла на комутация „γ“, токът
ще бъде:
3) Комутацията се извършва по косинусоида:
5, 7, 11, 13, 17, 19, .... т.н. хармоници.
Така също и анормални хармоници (четни и кратни на „3 ): 2, 3, 4, 6, 8, 9,
10... т.н. хармоници.
Анормалните се получават следствие на асиметричните импулси за управление.
2. Дъгови електрически пещи:
Те се използват в машиностроенето и металургичната промишленост. Поради
нелинейната ВАХ на електрическата дъга, дъговите пещи генерират висши хармоници
на тока, чиято форма от значителна степен зависи от режима на работа на дъгата
различните периоди на топене. Номерата на висшите хармоници при електро дъговите
пещи се определят по следната формула:
ν = 6к ± 1
Относителната стойност на амплитудата на тока се определя със:
( )
където: ( ) – е в относителни единици;
зависи от k' и
:
= f (k',
) k' =
където:
Е 0 - противо е.д.н. на дъгата;
Е т - е.д.н. на Електро енергийната система.
хк и гк — съответно индуктивно и активно съпротивление във веригата на
дъгата.
- к' = 0,3 0,4 — в началният период на топене в пеща;
- к' = 0,05 0,1 - при завършване на топенето.
3. Заваръчни агрегати:
Изправителите на заваръчните агрегати обикновено работят в три режима:
A. При двувентилна комутация – не е типичен, при малки товари;
B. При дву- и тривентилна комутация - при средни товари;
C. При големи товари хармониците се определят със:
v = 6к ± 1
А токът на хармоника:
,,IV" се получава чрез разлагане в ред на „Фурие . Изследванията
/ I показват, че първичните токове на изправителите съдържат
освен хармоници (получени пo:𝑣 𝑘 𝑚 ):
𝐼𝑣 𝐼𝑣𝑣 𝑠𝑖𝑛
𝜈 𝜈
ν ν
стр. 66
4. Газоразрядни светлинни източници и тяхната ПРА:
Те са източници на хармоници, при които определящи са 3 и 5 хармоник. Трети
хармоник съставлява от (5ч-20)% от тока на първият хармоник, а 5 ят
хармоник е в
границите (1-т-6)%. Останалите хармоници оказват незначително влияние по-малко от
1%. Големината на висшите хармоници зависи от мощността на лампата и от типа на
ПРА.
30в. Ниво на висшите хармоници. Начини и средства за ограничаването им в
електроснабдителната система на промишлените предприятия (ЕСПП).
A. Определяне нивото на висшите хармоници:
Допускания: полупроводниковите преобразователи са симетричен товар.
Пренебрегва се активното и капацитивно изменение на елементите на ЕСПП. Приема се че
индуктивното съпротивление се изменя линейно.
1. Съставя се заместваща схема на токовете на висшите хармоници за една фаза.
Полупроводниковите изправители се заместват с еквивалентен източник на висши хармоници на
ток (Iν). Заместващата схема е удобна при изчисление на коефициента на несинусоидалност
„кнесинусо.“ на висшите хармоници на е.д.н. (Еν).
Пример: Разглежда се конкретна схема на която се съставя заместваща схема.
~
«
ТП АД Sнт2
Sнт1
U = 0,38 kV
Еквивалентна заместваща схема
Iν Xдв,ν Xтр-2,ν
Xтр-1,ν
Xс,ν
(система)
2. Възоснова на заместващата схема се определят параметрите на елементите на ЕСПП:
Съпротивление за: двигатели, генератори, трансформатори и др. за ν-тия
хармоник.
1) За силов трансформатор:
където:
- – отчита повърхностният ефект;
- – индуктивно съпротивление на обратната последователност, [Ω];
- – номер на хармоника.
където:
ТП – тиристорен преобразувател, които
внася висши хармоници в схемата;
АД – асинхронен двигател.
където:
Iν – еквивалентен източник на висши
хармоници на ток заместващ ТП;
Хдв,ν – замества АД;
Хтр-2,ν – замества Sнт2;
Хтр-1,ν – замества Sнт1;
Хс,ν – пад на ЕЕС.
стр. 67
2) За реактори и електропроводи:
3) За кондензаторна батерия:
В крайна сметка се определя еквивалентното съпротивление. се определя чрез имперична
формула.
3. Определят се големината на хармониците на тока и напрежението:
1) Хармоници на тока:
Определя се за еквивалентен източник на висши хармоници:
∑√
2) Определяне на висшите хармоници на напрежението
Това е фазното напрежение на амплитудата на „ “
където:
- – дължина в конкретен възел на заместващата схема;
4. Определяне на коефициентът на несинусоидалност:
√
√∑
където:
- – първи хармоник;
На практика се работи за висши хармоници до 19-я
.
В. Влияние на висшите хармоници на напрежението върху режима на работа на
електрообзавеждането:
1. Висшите хармоници на тока предизвикват допълнителни загуби на електрическа енергия в
елементите на ЕСПП:
∑
2. Висшите хармоници на напрежението повишават интензивността на стареене на
инсталацията. Например: кондензаторните батерии за 2 години увеличават tgδ 2 пъти.
3. Висшите хармоници на тока и напрежението влияят на точността на електро измервателните
уреди, електромерите (при тях се увеличават с 10%), влошават работата на телемеханичните
устройства и релейната защита.
4. Влошават работата на кондензаторната батерия.
B. Мероприятия за ограничаване на висшите хармоници (начини и средства):
1. Увеличаване на броят на фазите на изправителите – това подобрява синусоидата на
напрежението.
2. Свързване на многофазен еквивалентен режим на работа на полупроводник, изправител с
подходящи схеми.
3. Внедряване на филтри за минимизиране действието на висшите хармоници:
стр. 68
Прекъсвач Iν I5 I7 I11 I13
Ф5 Ф7 Ф11 Ф13
Полупроводников
изправител източник
на висши хармоници
Реактор филтър
за висши
хармоници
Кондензатор
Филтър за 5 хармоник
Комбинацията на реактор и кондензатор е филтър за висшите хармоници. Филтърът
е устройство от последователно съединена индуктивност (реактор) и капацитет
(кондензатор) настроени в резонанс на определен хармоник. Филтърът образува
верига с малко (почти „0“) съпротивление паралелно на разглежданият източник на
висши хармоници и отсейва (отфилтрира) хармоника на тока. За чиято честота е
настроена.
31в. Несиметрия на напреженията и товарите в електроснабдителната система на
промишлените предприятия.
I. Общи сведения:
Една трифазна система е симетрична когато модулите на напрежението и тока в
отделните фази са равни помежду си и изместени на 120о.
Когато само едно от тези условия е нарушено тогава трифазната система е
несиметрична.
UA
UC UB
120o
120o
120o
II. Основни причини за несиметрия в ЕСПП:
1. Разлика на съпротивленията в отделните фази (получават се от: различна дължина
на фазите, контактните съединения и др.);
2. Неравномерно натоварване на отделните фази ( от голям брой еднофазни
консуматори на различните фази, заваръчни агрегати на различни напрежения,
електро дъгови пещи и др.);
3. Несиметрично късо съединение – когато трифазен АД заработи на две фази;
Изследването на трифазната несиметрична система се
извършва чрез разлагане на сума от трисиметрични
системи: с нулева, обратна и права последователност.
Под последователност се разбира реда на следване във
времето на максималните фазни стойности.
Несиметрията на между фазните (линейни) напрежения
предизвиква наличие на съставящи с обратна
последователност, а несиметрия на фазните напрежение
– съставящи със нулева последователност.
стр. 69
4. Прекъсване на един от фазовите проводници.
III. Оценка на несиметрията – „αU“ :
αU – относителен коефициент на несиметрия.
| |
| | [ ]
| |
| | [ ]
– модул на напрежението с обратна последователност.
Той дава реална представа за натоварването. Голямо „α“ съответства на голяма
несиметрия.
IV. Отрицателно влияние на несиметрията на напрежение върху ЕСПП и
електрообзавеждането на промишлените предприятия:
1. Върху синхронните генератори (СГ): от несиметрията се получава елиптично, а не
кръгово въртящо магнитно поле. То може да се разложи на две кръгови:
3) Едното обусловено от токовете с права последователност „I1“(върти се със
скорост равна по големина и посока на ротора);
4) Второто въртящо магнитно поле обусловено от токовете с обратна
последователност „I2“, което се върти със скоростта на ротора, но в обратна
посока. Следствие на това при турбо генераторите (ТГ), се получава топлинно
въздействие (нагряване), а при хидро генераторите (ХГ) механично въздействие.
2. Влияние на несиметрията върху АД:
1) Влияние на несиметрията върху момента, където сумарният момент е:
U1 – напрежение с права последователност;
С – коефициент на пропорционалност.
U2 – напрежение с обратна последователност;
Но | |
| |, където:
.
След заместване в „ “ се получава следното:
( )
Ако: т.е. , следователно „ “ намалява само с 1%.
Извод:
Несиметрията в допустими граници оказва несъществено влияние върху
въртящият момент на АД „ “. Това се обяснява с факта че съпротивлението
с обратна последователност има предимно индуктивен характер. Затова ако
факторът на мощност „cosφ“ на двигателя за права последователност е около
0,9, то за обратна последователност „ “. Тогава независимо от големият
ток активната мощност, а следователно и „ “ са незначителни.
стр. 70
2) Влияние на несиметрията върху нагряването на АД:
Напрежението с обратна последователност „ “ влияе значително върху
нагряването на двигателя тъй като съпротивлението с обратна последователност
на АД е много по-малко от съпротивлението с права последователност затова
дори при малко „ “ то токът „I2“ (с обратна последователност) е голям. Този
ток „I2“ допълнително към „I1“ влияе върху нагряването на статора и ротора и
води до бързо стареене на изолацията и намаляване на мощността.
Например при:
- животът намалява около два пъти, а мощността намалява с
( )%.
- животът намалява около два пъти, а мощността намалява с
( )%.
3. Влияние на несиметрията върху разпределителни мрежи НН:
Намалява се пропускателната способност на линиите и трансформаторите. Загубите
в цеховите мрежи се увеличават пъти.
Несиметрията при трансформаторите е главно по две причини:
1) Ако трансформаторите се захранват с несиметрично напрежение;
2) Ако трансформатора захранва несиметричен товар.
От съществено значение при трансформаторите е тяхната група на свързване, а
напрежението на късо съединение „ “ вместо ( )% може достигне 20% което е
неблагоприятно.
V. Мерки за ограничаване на несиметрията в ЕСПП:
Установено е че в мястото от ЕЕС където се присъединява ЕСПП, ако мощността на
късо съединение „Sк.с.“:
Коефициентът на несиметрия ненадхвърля 2% (несиметрията е допустима и
приемлива).
1. Намаляване на несиметрията чрез монтиране на допълнителни съпротивления или
електрически източници към ненатоварените фази за изравняване на напрежението
между отделните фази.
2. Използване на специализирани устройства:
1) Схема за симетриране на еднофазно натоварване. Схема на „Щтаинметц“:
A B C
IA IB IC
CK
IH
R
CL
𝑄𝐶 𝑄𝐿 𝑃𝑜
√
𝑄𝐶 𝑄𝐿 √
Компенсацията на токът с обратна последователност
„I2“ става чрез „С“ и „L“ като:
Тази схема е ефективна при симетриране на чисто
активни товари. Установено е че вследствие на
несиметрията в електрическите мрежи се получава
пулсираща мощност, а чрез симетрирането се създава
същата пулсираща мощност, но в обратна посока.
стр. 71
2) Използване на трифазна несиметрична кондензаторна батерия. A B C
CAB CBC
CAC
32в. Режими на работа на неутралата в електроснабдителна система на
промишлено предприятие.
I. Общи сведения:
Неутралата на електрическата мрежа представлява съвкупност от съединени помежду
си неутрални точки и проводници, които свързват звездните центрове на
трансформатора. Според начинът на заземяване на неутралата се различават няколко
основни експлоатационни режими.
Режимът на работа на звездният център е свързан с електро безопасността и
експлоатационната сигурност на електрическите уредби. Докато при ЕСПП със ВН се е
наложило директно заземяване на звездният център, то в системите за Ср.Н. и Н.Н. се
прилагат различни режими на звездният център. Според предназначението на ЕСПП и
конкретният производствен процес.
II. Мрежи с изолиран звезден център:
При тези схеми звездните центрове на всички галванично присъединени към мрежата
намотки на силовите трансформатори са изолирани от земята.
Товар
Iкап.C Iкап.В Iкап.A
А
В
С
Захранващ
източник
………/ 0,4; 10; 20 kV
IКап – Капацитивен ток
(1)
Векторната диаграма съответстваща на този случай има следният вид:
UA,0
UC,0 UB,0
Iкап.А
Iкап.В
Iкап.С
𝑄𝐴𝐵 𝑄𝐵𝐶 𝑄𝐴𝐶
Схемата има две предназначения:
- Компенсиране на реактивна мощност;
- Създаване на компенсиращ ток с
обратна последователност „I2“.
√
където:
- в – изчислителна капацитивна
проводимост.
„ “ – може да се измери.
Това е векторна диаграма при нормален режим без земно
съединение.
Ако се получи еднофазно късо съединение по време на
работа, тоест връзка на фаза „С“ с земята. На горният
чертеж е отбелязано с (1)
стр. 72
Iкап.А' Iкап.В'
UА,0'
UB,0'
Iземн.съед.
аномален режим. Особеното е че изолацията на всички фази спрямо земя трябва де се
проектира на между фазно, а не на фазно напрежение.
III. Мрежи с неефективно заземен звезден център:
1. Мрежи с неефективно заземен звезден център през дъгогасителен реактор (бобина) –
компенсирани мрежи.
Товар
Iкап.C Iкап.В Iкап.A
А
В
С
Захранващ
източник
………/ 0,4; 10; 20 kV
(1)
Този режим се прилага при по-големите открити мрежи Ср.Н. при които
капацитивните токове са по-големи от 15А.
При евентуално земно съединение (1):
Ако чрез регулиране на реактора се получава:
То „ “ тогава се казва че мрежата е напълно компенсирана. При „ “ – дъгата в
мястото на късо съединение става неустойчива и изгасва.
2. Мрежи с неефективно заземен звезден център през резистор:
Товар
Iкап.C Iкап.В Iкап.A
А
В
С
Захранващ
източник
………/ 0,4; 10; 20 kV
(1)RIR U0
R =
Главният източник се включва към този резистор „R“.
𝑈𝐶
𝑈
𝐼 𝐼
Напрежението „𝑈𝐶 “ е за фазата
която има земно съединение, а
напреженията на другите две фази
„А“ и „В“ нарастват със „√ “. Токът
на земно съединение е:
, тоест не е много голям.
Поради което при земно съединение
в мрежи с изолирана неутрала не се
счита за авариен режим, а само за
аномален
- тъй като фаза „С“ е свързана към земята
стр. 73
Този режим се използва при кабелни електрически мрежи. Като чрез монтиране на
резистор се цели токът на земно съединение да достигне 100– ци
А (у нас в България
теса 300А) и този ток да задейства релейните защити които бързо и селективно да
изключат повреденият участък с земно съединение.
IV. Мрежи с ефективно заземен звезден център (директно):
Товар
А
В
С
(1)
задействат релейната защита изключваща поредната линия от мрежата. В тези случай
има известно оскъпяване поради използване на заземителни устройства и релейна
защита за еднофазни къси съединения, но това се компенсира от обстоятелството, че
изолацията на отделните фазови проводници се изчислява и избира за фазно а не
междуфазно напрежение. Това е особено важно при електропровод 110 kV и повече.
Заключение и изводи:
Съгласно ПУЕУ електрическите мрежи Ср.Н. могат да работят с изолиран или заземен
звезден център. Заземяването на звездния център е необходимо когато капацитивният
ток при земно съединение е по-голям от 10А. Начинът на заземяване на звездният
център зависи от вида на мрежата и съотношението на кабелната и въздушната част, а
именно:
5) Въздушни – чрез реактор или комбинирано;
6) Кабелни – чрез резистор;
7) Смесени – чрез резистор, ако кабелната мрежа е по-голяма от 40% от общата
дължина на мрежата и комбинирано, когато е по-малко от 40%.
Електрическите мрежи от 6 20 kV трябва да работят с изолиран звезден център когато
при директно свързване на генератор и двигател ако капацитивният ток е до 5А. При
този над 5А са в сила горните изисквания.
При ток на земно съединение над 50А се препоръчва да се поставят не по-малко от два
дъгогасителни реактора.
В последните години навлиза приложението на дефектнотоковите защити, които
изпълняват три последователни функции:
- Откриване на тока но отечката;
- Измерването му;
- Изключване на повредена верига.
При повреда на изолацията между фазен проводник и метален корпус на електрически
уред може да възникнат опасни допирни напрежения между корпуса и земята. Тази
верига трябва бързо да бъде изключена и ако напрежението е 220V времето на
изключване нетрябва да е по-голямо от 0,4 секунди. При използване в бита
дефектнотоковите защити имат чувствителност 30mA (изключват) тъй като по-голям
ток при човешкото тяло може сериозно да застраши здравето и живота на човека.
Този метод се прилага при мрежи ВН
(110kV) и при мрежи НН (380 220)V
при които звездните центрове се свързват
директно към земята. Поради това
земните съединения са фактически
еднофазни къси съединения и трябва да
стр. 74
Технически университет – Габрово
Катедра „Електроснабдяване и Електрообзавеждане“
ВЪПРОСНИК
по
ЕЛЕКТРОСНАБДЯВАНЕ – ЧАСТ 1
1. Видове потребители на електрическа енергия в промишлените предприятия. Категоризация на
консуматорите.
2. Електрически товарови графици. Показатели на товарови графици.
3. Електрически изчислителни товари. Среден товар. Средноквадретичен товар.
4. Максимален продължителен товар – „Рм“. Метод за подредените товарови графици (Коефициентът
на максимума – Км) за определяне на максималният продължителен товар.
5. Статистически и емпирични методи за определяне на максималният продължителен товар – „Рм“.
6. Върхов товар (Върхов ток – „Iв“).
7. Определяне на електрическите товари на еднофазни консуматори.
8. Определяне на консумацията и загубите на електрическа енергия в промишлените предприятия.
9. Схеми на външната Електроснабдителна система на промишлените предприятия – ЕСПП.
10. Схема за вътрешна разпределителна мрежа за средно и високо напрежение.
11. Схеми на цехова разпределителна мрежа за ниско напрежение.
12. Схеми на електрическа мрежа на осветителни уредби.
13. Класификация и предназначение на подстанциите в промишлените предприятия. Картограма на
товарите.
14. Определяне на центъра на електрическият товар (ЦЕТ).
15. Определяне на зоната на разсейване на центъра на електрическия товар.
16. Определяне на зоните на увеличение на приведените годишни разходи при измерване на
подстанциите от центъра на товара.
17. Определяне на броя и мощността на цеховите подстанции.
18. Брой и мощност на трансформаторите в главната понижаваща подстанция (ГПП). Претоварваща
способност на трансформаторите.
19. Схеми на подстанциите в промишлените предприятия (Схеми на електрическото захранване на
подстанциите в ПП).
20. Конструктивно изпълнение на промишлени (цехови) електрически мрежи.
21. Определяне на сечението на силовите цехови електрически мрежи за ниско напрежение.
22. Избор на предпазители и автоматични прекъсвачи в цеховете за ниско напрежение.
23. Изчисление на стоманени шинопроводи и шинопроводи с голямо токово натоварване.
24. Изчисление на високочестотни мрежи, тролейни линии, постояннотокови линии, линии за заваръчни
уредби.
25. Изчисление на електрически инсталации на осветителни уредби.
26. Избор на най-целесъобразното напрежение на електроснабдителната система на промишлените
предприятия (ЕСПП).
27. Качество на електрическа енергия. Отклонение и колебание (бързи изменения) на напрежението .
28. Количествена оценка на качеството на напрежение. Оценка за загубите от влошено качество на
напрежението.
29. Източници на висши хармоници в електроснабдителната система на промишлените предприятия
(ЕСПП).
30. Ниво на висшите хармоници. Начини и средства за ограничаването им в електроснабдителната
система на промишлените предприятия (ЕСПП).
31. Несиметрия на напреженията и товарите в електроснабдителната система на промишлените
предприятия.
32. Режими на работа на неутралата в електроснабдителна система на промишлено предприятие.
