Графики электрических нагрузок 7 страница

По конструктивному исполнению РУ делят на открытие и закрытие. Они могут быть комплектными (сборка на предприятии – изготовителе) или сборные (сборка частично или полностью на месте применения).

Открытое распределительное устройство (ОРУ) – распределительное устройство, все или основное оборудование которого расположено на открытом воздухе; закрытое распределительное устройство (ЗРУ) – устройство, оборудование которого расположено в здании.

Комплектное распределительное устройство (КРУ) – распределительное устройство, состоящее из шкафов, закрытых полностью или частично, или блоков с встроенными в них аппаратами, устройствами защиты и автоматики, измерительными приборами, вспомогательными устройствами, поставляемое в собранном или полностью подготовленном для сборки виде и предназначенное для внутренней установки.

Комплектное распределительное устройство наружной установки (КРУН) – это КРУ, предназначенное для наружной установки.

Рисунок 32 – Схема электрических соединений 2-х трансформаторной п/ст для силовой и осветительной нагрузок (радиальная схема)

П/ст имеет устройство АВР на стороне НН при отключении одного из работающих трансформаторов. Защита трансформаторов со стороны ВН осуществляется выключателем нагрузки ВН (или разъединителем с предохранителем ПК). С низкой стороны трансформаторов установлены автоматические выключатели; отходящие к потребителям линии защищены плавкими предохранителями.

Рисунок 33 – Схема электрических соединений 2-х трансформаторной цеховых п/ст при магистральном питании

Комплектные трансформаторные п/ст (КТП) поставляются с заводов-изготовителей полностью собранными или подготовленными для сборки. КТП изготовляют для внутренней установки, КТПН – для наружной установки; они могут быть закрытыми и открытыми.

КТП внутренней установки напряжением 6-10/0,4-0,23 кВ широко применяют для электроснабжения промышленных объектов. Такие п/ст устанавливают в цехах и других помещениях в непосредственной близости от потребителей, что значительно упрощает и удешевляет распределительную сеть, идущую к ЭП, и дает возможность выполнять ее совершенными в конструктивном отношении магистральными (ШМА) и распределительными (ШРА) шинопроводами.

Для безопасности эксплуатации на КТП применяют трансформаторы, заполненные негорючей жидкостью, с сухой изоляцией или с баком повышенной прочности. КТП напряжением 6-10/0,4-0,23кВ выполняют с трансформаторами до 2500 кВ∙А.

КТП внутренней установки состоят из трех основных элементов: вводного устройства (6 или 10кВ), силового трансформатора и распределительного устройства (0,4кВ).

Силовой трансформатор типа ТМЗ имеет естественное масляное охлаждение и герметичный бак повышенной прочности с азотной подушкой. Напряжение регулируется при отключенном от сети трансформаторе.

Низковольтное распределительное устройство состоит из набора металлических шкафов с аппаратурой, ошиновкой и приборами. Защитно-коммутационной аппаратурой КТП являются автоматические выключатели выдвижного исполнения.

КТП наружной установки – КТПН выполняются различных напряжений и предназначаются для электроснабжения строительных объектов, промышленных предприятий и отдельных районов. Они рассчитаны для установки на открытом воздухе, но не предназначены для работы в атмосфере с токопроводящей пылью, химически активными газами и испарениями.

Вводы в КТПН могут быть кабельными и воздушными.

На промышленных предприятиях применяются отдельно стоящие п/ст, а также пристроенного и встроенного типа, (не комплектные). Они могут быть одно- или двухтрансформаторными, снабжаются РУ-6÷10кВ (с камерами типа КСО), а также щитовыми помещениями н.н. и помещениями для конденсаторных батарей.

Лекция № 16. Качество электрической энергии

Содержание лекции:

- изучение показателей качества электрической энергии.

Цели лекции:

- изучение определений, допустимых значений и основных формул некоторых показателей качества электроэнергии.

Качество электрической энергии

Перечень и нормативные значения показателей качества электроэнергии установлены ГОСТ 13109-97 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения», введено с 01.01.1999г.

Стандарт устанавливает показатели и нормы качества электроэнергии (КЭ) в электрических сетях систем электроснабжения общего назначения трехфазного и однофазного тока частотой 50 Гц в точках, к которым присоединяются электрические сети, находящиеся в собственности различных потребителей электрической энергии, или приемники электроэнергии (точки общего присоединения).

Нормы КЭ, устанавливаемые настоящим стандартом, являются уровнями электромагнитной совместимости для кондуктивных электромагнитных помех в СЭС общего назначения. При соблюдении указанных норм обеспечивается электромагнитная совместимость электросетей СЭС общего назначения и электросетей потребителей электроэнергии. Кондуктивная электромагнитная помеха в СЭС – электромагнитная помеха, распространяющаяся по элементам электрической сети.

Показатели КЭ

1. Установившееся отклонение напряжения бU_у.

2. Размах изменения напряжения бU_t.

3. Доза фликера Р_t; [фликер – субъективное восприятие человеком колебаний светового потока искусственных источников освещения, вызванных колебаниями напряжения в питающей сети].

4. Коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения К_u.

5. Коэффициент n-ой гармонической составляющей напряжения К_u(n).

6. Коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности К_2u.

7. Коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности К_оu.

8. Отклонение частоты Df.

9. Длительность провала напряжения.

10. Импульсное напряжение U_имп.

11. Коэффициент временного перенапряжения К_пер.U.

Нормы КЭ

Установлены два вида норм КЭ: нормально допустимые и предельно допустимые.

Оценка соответствия показателей КЭ указанным нормам проводится в течение расчетного периода, равного 24 ч.

Отклонение напряжения (dU_у)

Отклонение напряжения характеризуется показателем установившегося отклонения напряжения, для которого установлены следующие нормы:

– нормально допустимые значения установившегося отклонения напряжения dU_у на выводах приемников электроэнергии равны ± 5% от номинального напряжения электросети;

– предельно допустимые значения dU_у равны ± 10%.

Расчет отклонения напряжения.

– установившееся отклонение напряжения,

где U_у= – усредненное напряжение, В или кВ как результат усреднения N наблюдений напряжений U_(1)i за интервал времени 1 мин.;

U_i – значение напряжения U_(1)i в i-ом наблюдении, В, кВ. Число наблюдений за 1 мин должно быть не менее 18.

Качество электроэнергии по установившемуся отклонению напряжения в точке общего присоединения к электросети считают соответствующим требованиям ГОСТ-13109-97, если все измеренные за каждую минуту в течении 24 ч значения dU_у находятся в интервале, ограниченном предельно допустимыми значениями, а не менее 95% измеренных за тот же период времени значений dU_у находятся в интервале, ограниченном нормально допустимыми значениями.

Колебания напряжения

Колебания напряжения характеризуются следующими показателями:

– размахом изменения напряжения dU_t;

– дозой фликера Р_t (частотой колебаний напряжения).

Размах изменения напряжения – это разность между следующими друг за другом экстремумами огибающей действующих значений напряжения.

Предельно допустимое значение суммы установившегося отклонения напряжения dU_у и размаха изменений напряжения dU_t в точках присоединения к электросетям напряжением 0,38 кВ равно ± 10% от номинального U.

Колебания напряжения определяют по формуле

,

где U_i, U_i+1 – значения следующих один за другим экстремумов и горизонтального участка огибающей среднеквадратичных значений напряжения основной частоты, определенных на каждом полупериоде основной частоты, В.

Несинусоидальность напряжения К_u

Несинусоидальность напряжения характеризуется следующими показателями:

– коэффициентом искажения синусоидальности кривой напряжения К_u;

– коэффициентом n-ой гармонической составляющей напряжения К_u(n).

Нормы коэффициента искажения синусоидальности напряжения К_u:

в %

Значение коэффициента n-ой гармонической составляющей как результат i-го наблюдения

,

где U_1(i) – действующее значение напряжения основной частоты на i-ом наблюдении в В, кВ.

Допускается вычислять данный показатель по формуле

.

Значение коэффициента n-ой гармонической составляющей напряжения К_u(n) в % как результат усреднения N наблюдений К_u(n)i на интервале времени Т_ns, равном 3с, определяется по формуле

K_u(n)= .

Число наблюдений N должно быть не менее 9.

Качество электроэнергии по коэффициенту n-ой гармонической составляющей напряжения в точке общего присоединения считают соответствующим требованиям настоящего стандарта, если наибольшее из всех измеренных в течение 24ч значений коэффициентов n-ой гармонической составляющей напряжения не превышает предельно допустимого значения, а значение коэффициента n-ой гармонической составляющей напряжения, соответствующее вероятности 95% за установленный период времени, не превышает нормально допустимого значения.

Измерение коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения К_u осуществляют для междуфазных (фазных) напряжений.

Для каждого i-го наблюдения за установленный период времени определяют действующие значения гармонических составляющих напряжения в диапазоне от 2-й до 40-й в В, кВ.

Значение коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения К_ui, в % вычисляют как результат i-го наблюдения по формуле

К_ui= %.

где U_(1)i – действующее значение междуфазного (фазного) напряжения основной частоты для i- го наблюдения, В, кВ.

Допускается данный показатель определять по формуле

К_ui= %.

Вычисляют значение коэффициента несинусоидальности кривой напряжения К_u, в % как результат усреднения N наблюдений K_ui, на интервале времени Т_ns, равном 3 с, по формуле

К_u= .

Число наблюдений N должно быть не менее 9.

Качество электроэнергии по коэффициенту искажения синусоидальности кривой напряжения в точке общего присоединения считают соответствующим требованиям настоящего стандарта, если наибольшее из всех измеренных в течение 24 ч значений коэффициентов искажения синусоидальности кривой напряжения не превышает предельно допустимого значения, а значение K_u, соответствующее вероятности 95% за установленный период времени, не превышает нормально допустимого значения.

Несимметрия напряжений

Несимметрия напряжений характеризуется следующими показателями:

– коэффициентом несимметрии напряжений по обратной последовательности К_2u;

– коэффициентом несимметрии напряжений по нулевой последовательности К_0u.

Нормально допустимое значение К_2u равно 2,0%.

Предельно допустимое значение К_2u равно 4,0%.

Нормально допустимое значение К_0u равно 2,0% – в точках общего присоединения к четырехпроводным электросетям 0,38 кВ.

Предельно допустимое значение К_0u равно 4,0% там же.

Значение коэффициента несимметрии напряжений по обратной последовательности К_2u вычисляют как результат усреднения N наблюдений К_2ui на интервале времени T_s равном 3с, по формуле

.

Число наблюдений N должно быть не менее 9.

Значение коэффициента несимметрии по нулевой последовательности К_0u вычисляют как результат усреднения N наблюдений К_0ui на интервале времени T_s равном 3с, по формуле

.

Число наблюдений N должно быть не менее 9.

Отклонение частоты D f

Отклонение частоты напряжения переменного тока в электрических сетях характеризуется показателем отклонения частоты, для которого установлены следующие нормы:

– нормально допустимые значения D f равны ± 0,2 Гц;

– предельно допустимые значения D f равны ± 0,4 Гц.

Усредненное значение частоты f_у в герцах вычисляют как результат N наблюдений f_i на интервале времени равном 20с, по формуле

.

Число наблюдений N должно быть не менее 15.

Отклонение частоты D f в герцах вычисляют по формуле

D f= f_у – f_ном,

где f_ном – номинальное значение частоты, Гц.

Лекция № 17. Учет электроэнергии. Защитные меры электробезопасности

Содержание лекции:

- знакомство с видами учета электроэнергии.

Цели лекции:

- технические средства контроля и учета электроэнергии

Учет электроэнергии

1. Расчетный (коммерческий) – для денежного расчета предприятия с электроснабжающей организацией.

2. Технический (контрольный) – для хозрасчета между цехами и контроля расходования электроэнергии внутри предприятия.

Расчетные счетчики устанавливаются на границе раздела балансовой принадлежности электросети электроснабжающей организации и потребителя: на п/ст энергосистемы, на отходящих линиях, если от них питается только одно предприятие, если же линия магистральная, то счетчики устанавливаются на стороне высокого напряжения ГПП при наличии трансформатора тока класса 0,5, в противном случае они устанавливаются на низкое напряжение (6-10 кВ), а потери электроэнергии в трансформаторах определяются и оплачиваются расчетным путем.

Счетчики для технического (контрольного) учета устанавливаются на стороне низкого напряжения (6-10 кВ) трансформаторов ГПП и на вводах в РП.

Контрольные счетчики активной электроэнергии устанавливаются на линиях 6-10 кВ, питающих цеховые ТП, а также на всех линиях к ЭП 6-10 кВ: АД, СД, КПП, электропечам.

Контрольные счетчики реактивной электроэнерги устанавливаются на всех КУ: БК, СД, СК, а также по усмотрению потребителя на линиях, питающих цеховые ТП, КПП и электропечи.

АСКУЭ – автоматизированная система контроля и учета электроэнергии

В настоящее время Казахстанская «Корпорация Сайман» разработала и производит две системы учета электроэнергии на предприятиях энергетики, промышленности и в жилом секторе, отличающиеся друг от друга способом передачи данных от электросчетчиков к диспетчерскому пункту.

Комплекс технических и программных средств «Saiman-Net» по PLC-технологии представляет собой информационно-измерительную систему для удаленного измерения количества импульсов с телеметрических выходов счетчиков электроэнергии, для бытовых потребителей и на промышленных предприятиях, с использованием силовых распределительных сетей 0,4 кВ, в качестве высокочастотных каналов связи для приема и передачи информации.

Достоинством системы АСКУЭ «Saiman-Net» является, отсутствие дополнительной проводной связи от счетчика до кустового центра сбора информации, так как используется существующая силовая линия 0,4 кВ, что снижает стоимость одной точки контроля потребления электроэнергии у потребителя и исключает несанкционированный доступ к каналам передачи информации.

Система может применяться энергокомпаниями и районными электро-сетевыми предприятиями, муниципальными коммунальными предприятиями, а также компаниями и предприятиями, обслуживающими жилищные кооперативы, кондоминиумы, дачные и коттеджные поселки.

Защитные меры электробезопасности

Электроустановки в отношении мер электробезопасности разделяются на:

а) электроустановки > 1 кВ в сетях с глухозаземленной или эффективно заземленной нейтралью (с большими токами замыкания на землю);

б) электроустановки > 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью или заземленной через дугогасящий реактор (с малыми токами замыкания на землю);

в) электроустановки до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью;

г) электроустановки до 1 кВ с изолированной нейтралью.

Глухозаземленной нейтралью называется нейтраль трансформатора или генератора, присоединенная к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление (например, через трансформаторы тока).

Изолированной нейтралью называется нейтраль трансформатора или генератора, не присоединенная к заземляющему устройству или присоединенная через приборы сигнализации, измерения, защиты, заземляющие дугогасящие реакторы и подобные им устройства, имеющие большое сопротивление.

Заземлением какой-либо части электроустановки или другой установки называют преднамеренное электрическое соединение этой части с заземляющим устройством.

Защитным заземлением называют заземление частей электроустановки с целью обеспечения электробезопасности.

Рабочим заземлением называют заземление какой-либо точки токоведущих частей электроустановки, необходимое для обеспечения работы электроустановки.

Занулением в электроустановках U < 1 кВ называют преднамеренное соединение частей электроустановки, нормально не находящихся под напряжением, с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях 3-х фазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с глухозаземленной средней точкой источника в сетях постоянного тока.

Заземляющим устройством (З.У.) называется совокупность заземлителя и заземляющих проводников.

Заземлителем называется проводник (электрод) или совокупность металлически соединенных между собой проводников (электродов), находящихся в соприкосновении с землей.

Искусственным заземлителем называется заземлитель, специально выполняемый для целей заземления.

Естественным заземлителем называются находящиеся в соприкосновении с землей электропроводящие части коммуникаций, зданий и сооружений производственного или иного назначения, используемые для целей заземления.

Магистралью заземления или зануления называется соответственно заземляющий или нулевой защитный проводник с двумя или более ответвлениями.

Заземляющим проводником называется проводник, соединяющий заземляемые части с заземлителем.

Защитным проводником (РЕ) в электроустановках называется проводник, применяемый для защиты от поражения людей и животных электротоком. В электроустановках до 1 кВ защитный проводник, соединенный с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора, называется нулевым защитным проводником.

Нулевым рабочим проводником (N) в электроустановках до 1 кВ называется проводник, используемый для питания ЭП, соединенный с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях 3-х фазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с глухозаземленной точкой источника в 3-х проводных сетях постоянного тока.

Общие требования

Для защиты людей от поражения электротоком при повреждении изоляции должна быть применена, по крайней мере, одна из следующих защитных мер:

а) заземление; б) зануление; в) защитное отключение; г) разделительный трансформатор; д) малое напряжение; е) двойная изоляция; ж) выравнивание потенциалов.

Заземление или зануление электроустановок следует выполнять:

а) при напряжении 380 В и выше переменного тока, 440 В и выше постоянного тока – во всех электроустановках;

б) при номинальных напряжениях выше 42 В, но ниже 380 В переменного тока и выше 110 В, но ниже 440 В постоянного тока – только в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках.

Для заземления электроустановок, в первую очередь, должны быть использованы естественные заземлители.

Для заземления электроустановок различных назначений и различных напряжений, территориально приближенных одна к другой, рекомендуется применять одно общее заземляющее устройство

Электроустановки напряжением выше 1 кВ сети с эффективно заземленной нейтралью

Заземляющие устройства электроустановок выше 1 кВ сети с эффективно заземленной нейтралью следует выполнять с соблюдением требований:

а) либо к их сопротивлению (R_з.у.);

б) либо к напряжению прикосновения, а также с соблюдением требований к конструктивному выполнению и к ограничению напряжения на заземляющие устройства.

Сопротивление заземляющего устройства R_з.у. должно иметь в любое время года величину не более 0,5 Ом, включая сопротивление естественных заземлителей, то есть

R_з.у. £ 0,5 Ом.

В целях выравнивания потенциалов и обеспечения присоединения электрооборудования к заземлителю на территории, занятой оборудованием, следует прокладывать продольные и поперечные горизонтальные заземлители и соединять их между собой в заземляющую сетку.

Заземляющие устройство, которое выполняется с соблюдением требований, предъявляемых к напряжению прикосновения, должно обеспечивать в любое время года при стекании с него тока замыкания на землю значения напряжений прикосновения не превышающих нормированных. Сопротивление R_з.у. при этом определяется по допустимому напряжению на заземляющее устройство и току замыкания на землю.

Электроустановки напряжением выше 1 кВ сети с изолированной нейтралью.

В этих установках R_з.у. при прохождении расчетного тока замыкания на землю в любое время года с учетом сопротивления естественных заземлителей должно быть не более:

а) при использовании заземляющего устройства одновременно для электроустановок напряжением до и выше 1 кВ – R_з.у.= , но не более 2, 4 и 10 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В,