Методические указания и задания для домашней контрольной работы по дисциплине «Электроснабжение предприятий и гражданских зданий» (стр. 8 из 20)
Наибольшее применение в сетях потребителей нашли КБ. В сетях с резкопеременной, ударной нагрузкой на напряжении 6-10 кВ рекомендуется применение статических ИРМ. Для компенсации больших реактивных нагрузок, чаще в энергосистемах, применяются СК.
В основе расчета мощности компенсирующих устройств при проектировании систем электроснабжения лежит критерий минимума приведенных затрат на конденсаторные батареи до и выше 1 кВ, трансформаторные подстанции (ТП) и потери электроэнергии в питающих ТП электрических сетях [4].
В действующих системах электроснабжения мощность компенсирующих устройств можно определить по следующему выражению:
Qк = Рр(tgj1 - tgj2), (1.42)
где Рр – расчетная активная нагрузка потребителя; tgj1, tgj2 – коэффициенты реактивной мощности соответственно фактический и нормативный.
Литература
[1стр.120-140; 2 стр. 244-254; 3 стр. 299-325; 4 стр. 9-134]
Вопросы для самоконтроля
1. Какие электроприемники являются основными потребителями реактивной мощности?
2. С помощью векторной диаграммы поясните целесообразность компенсации реактивной мощности.
3. По какой формуле можно рассчитать мощность компенсирующего устройства?
4. Что такое естественная компенсация реактивной мощности?
5. Что относится к специальным компенсирующим устройствам?
Тема 2.9 Защита электрических сетей в установках напряжением до 1 кВ
Виды защиты сетей напряжением до 1кВ от токов перегрузки токов короткого замыкания. Характеристики защитных аппаратов. Размещение аппаратов защиты в электрических сетях. Понятие об избирательности работы защиты. Определение токов установок защитных аппаратов (плавких предохранителей, расцепителей автоматических выключателей и реле). Проверка электрических сетей на соответствие выбранному аппарату токовой защиты. Выбор магнитных пускателей.
Методические указания
Основными видами защит электрических сетей и электроприемников напряжением до 1 кВ являются защиты от перегрузки и токов короткого замыкания (КЗ). Защита от токов КЗ должна осуществляться для всех электрических сетей и электроприемников.
В качестве аппаратов защиты применяются автоматические выключатели и предохранители.
Для защиты электродвигателей от перегрузки и от токов, возникающих при обрыве одной из фаз, применяются также тепловые реле магнитных пускателей.
Выбор аппаратов защиты (предохранителей, автоматов) выполняется с учетом следующих основных требований:
| 1. | Номинальный ток и напряжение аппарата защиты должны соответствовать расчетному длительному току и напряжению электрической цепи. |
| 2. | Номинальные токи расцепителей автоматических выключателей и плавких вставок предохранителей необходимо выбирать по возможности меньшими по длительным расчетным токам с округлением до ближайшего большего стандартного значения. |
| 3. | Аппараты защиты не должны отключать установку при кратковременных перегрузках, возникающих в условиях нормальной работы, например, при пусках электродвигателей. |
| 4. | Время действия аппаратов защит должно быть по возможности меньшим и должна быть обеспечена селективность (избирательность) действия защиты при последовательном расположении аппаратов защит в электрической цепи. |
| 5. | Ток защитного аппарата (номинальный ток плавкой вставки, номинальный ток или ток срабатывания расцепителя автомата) должен быть согласован с допустимым током защищаемого проводника. |
| 6. | Аппараты защиты должны обеспечивать надежное отключение в конце защищаемого участка двух- и трехфазных КЗ при всех видах режима работы нейтрали сетей, а также однофазных КЗ в сетях с глухозаземленной нейтралью. |
Надежное отключение токов КЗ в сети напряжением до 1 кВ обеспечивается в том случае, если отношение наименьшего однофазного расчетного тока КЗ ( 
) к номинальному току плавкой вставки предохранителя (Iн.вст) или расцепителя автоматического выключателя (Iн.р), имеющего обратнозависимую от тока характеристику будет не менее 3, а во взрывоопасных зонах соответственно:
(1.24)При защите сетей автоматическими выключателями, имеющими только электромагнитный расцепитель (отсечку), для автоматов с номинальным током до 100 А кратность тока КЗ относительно уставки тока мгновенного срабатывания (Iер.р) должна быть не менее 1,4, а для автоматов с номинальным током более 100 А - не менее 1,25.
Однако, в сетях, защищаемых только от токов КЗ (не требующих защиты от перегрузки), за исключением протяженных сетей, допускается не выполнять расчетной проверки кратности токов КЗ к токам защитных аппаратов, если обеспечено согласование защитного аппарата с допустимым током защищаемого проводника.
Выбор плавких вставок предохранителей
Номинальный ток плавкой вставки предохранителя определяется по величине длительного расчетного тока (Iр):
Iн.вст ³ Iр, (1.25)
и по условию перегрузок пиковыми токами
Iн.вст ³ Iп /a, (1.26)
где In - пиковый (максимальный кратковременный) ток; a- коэффициент кратковременной тепловой перегрузки; a =2,5 - для легких пусков с длительностью пуска до 5 с, а также при редких пусках (насосы, вентиляторы, станки и т.п.) и при защите магистрали; a =2 - для тяжелых условий пуска, а также при частых (более 15 раз в час) пусках (краны, дробилки, центрифуги и т.п.); a =1,6 - для ответственных электроприемников.
При выборе предохранителя для одиночного электроприемника в качестве Iр принимается его номинальный ток iн, а в качестве In - пусковой ток iпуск.
Для линий, питающих группу электроприемников, максимальный пиковый ток определяется: 
(1.27)
где 
- пусковой ток электроприемника или группы одновременно включаемых электроприемников, при пуске которых кратковременный ток линии достигает наибольшей величины;
- длительный расчетный ток, определяемый без учета рабочего тока пускаемых электроприемников.При отсутствии данных о количестве одновременно пускаемых электроприемников пиковый ток линии может быть определен по формуле:
Iп = iп.max +(Ip – kиiнп), (1.28)
где in.max – наибольший пусковой ток электроприемника группы; Ip- расчетный по нагреву ток группы электроприемников; iнп – номинальный ток электроприемника с наибольшим пусковым током; kи – коэффициент использования электроприемника с наибольшим пусковым током.
Номинальный ток плавкой вставки предохранителя, защищающего ответвление к сварочному аппарату, выбирается из соотношения:
(1.29)где iнс - номинальный ток сварочного аппарата при паспортной продолжительности включения (ПВ).
Выбранные плавкие вставки должны обеспечивать также селективность (избирательность) срабатывания. Это значит, что при КЗ на каком-либо участке сети должна перегореть плавкая вставка предохранителя только этого поврежденного участка. В общем случае защита считается селективной, когда характеристики срабатывания аппаратов защиты последовательно расположенных в цепи с учетом зон разброса характеристик не пересекаются.
Учитывая, что разница во времени срабатывания плавких вставок с ростом тока КЗ и в области больших токов КЗ уменьшается, а также тот фактор, что с многократным повторением циклов нагрева время срабатывания предохранителя высшей ступени может уменьшаться, для обеспечения селективности срабатывания каждый предохранитель на схеме сети по мере приближения к ИП должен иметь плавкую вставку не менее чем на две ступени выше, чем предыдущий.
Пример. Рассчитать ток и выбрать плавкий предохранитель для защиты линии, по которой питается электроприемник (электродвигатель) со следующими данными:
Решение. Определяем длительный расчетный ток линии:
Пусковой ток:
По длительному току Iн.вст ³ 39,6 А.
По кратковременному току с учетом условий пуска
Выбираем предохранитель ПН2-250 с Iн.вст=125 А.
Выбор расцепителей автоматических выключателей
Номинальные токи расцепителей выбирают по длительному расчетному току линии: Iн.р ³ Iр. (1.30)
Ток срабатывания (отсечки) электромагнитного или комбинированного расцепителя (Iср.э) проверяется по пиковому току линии Iкр:
Iср.э ³ KнIкр, (1.31)
где Kн - коэффициент надежности отстройки отсечки от пикового тока, учитывающий: наличие апериодической составляющей в пиковом токе; возможный разброс тока срабатывания отсечки относительно уставки; некоторый запас по току. Значения Kн принимаются в зависимости от типа автомата. При отсутствии таких данных можно принять: Kн = 1,25 ... 1,5.