Шпаргалка по "Безопасности жизнедеятельности"

 

 – экономическая  плотность тока, А/

 выбирается  в зависимости от марки провода  и числа часов использования  максимума нагрузки Т_А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

23. Выбор сечения кабелей и проводов по нагреву током КЗ.

Сечение кабелей напряжением  выше 1000В, предназначенных для длительной эксплуатации, выбирается по экономической  плотности тока с последующей проверкой по допустимому нагреву в послеаварийном режиме и термической стойкости при коротких замыканиях. Кабели, предназначенные для временной эксплуатации, выбираются по допустимому нагреву. Сечение кабелей и проводов напряжением до 1000 В, питающие низковольтные распределительные пункты, шинопроводы или другие узлы, при числе часов использования максимума нагрузки Т_ИМ > 4500 часов также выбираются по экономической плотности тока. При Т_ИМ < 4500 часов сечения вышеуказанных кабелей, а также сечения кабелей и проводов, питающих отдельные электроприемники независимо от величины Т_ИМ выбираются по допустимому нагреву. Кроме того, допустимые токи проводов и кабелей напряжением до 1000 В должны быть согласованы с токами срабатывания защитных аппаратов, установленных в начале линий, т.е. они должны быть надежно защищены от перегрузок.

При проверке кабелей и  проводов по допустимому нагреву  в послеаварийном режиме необходимо приводить табличные значения допустимых токов к реальным условиям эксплуатации и учитывать допустимые перегрузки кабелей.

С учетом вышеизложенного  расчеты по выбору сечения кабелей по экономической плотности тока осуществляются в следующей последовательности.

1. Определяется расчетное значение экономически целесообразного сечения. 

 

2. Принимается ближайшее к стандартное сечение, которое 
проверяется по допустимому нагреву в послеаварийном режиме

 

Если данное условие не выполняется, то увеличивается сечение  кабеля либо их число.

где – допустимое значение тока, приведенное к реальным условиям эксплуатации; - коэффициент допустимой перегрузки кабеля в послеаварийном режиме, приводится в ПУЭ и справочной литературе в функции коэффициента загрузки кабеля в пред-ИЦествующем аварийному режиме К_ЗКЛ и продолжительности перегрузки .

Коэффициент загрузки кабеля в предшествующем режиме

 

Значение тока определяется по выражению

 

где – коэффициент, учитывающий снижение теплоотдачи, обусловленное работой кабелей, проложенных параллельно рассматриваемому кабелю. Значения приводятся в ПУЭ и справочной литературе в функции числа параллельно проложенных кабелей и расстояния в свету между ними; –поправочный коэффициент, ;учитывающий изменение условий охлаждения по сравнению с теми, которые заложены при определении табличного значения , Обусловленное несовпадением реальной температуры окружающей среды с расчетной. Численные значения приводятся в ПУЭ и справочниках; - коэффициент, учитывающий теплопроводность грунта.

3. Определяется минимальное сечение по условиям термической стойкости к токам КЗ

 

где В_К - тепловой импульс, обусловленный током КЗ, А²*с; С - коэффициент, зависящий от марки кабеля, А*с^1/2 /мм² , приводится в справочниках.

При достаточно большом электрическом  удалении точки КЗ от источников тепловой импульс определяется по формуле

 

где I_КП/0 - действующее значение периодической составляющей тока КЗ в начале проводника при t = 0, А; - продолжительность протекания тока КЗ, с; — постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ, с.

 

Продолжительность протекания тока КЗ

где – время действия всех реле, задействованных в защите, с; – уставка реле времени максимально-токовой защиты, с; -собственное время срабатывания выключателя на отключение, которое приводится в справочниках и каталогах, с.

Значение F_TMIN следует округлить до ближайшего стандартного сечения. Если оно окажется больше сечения, выбранного по экономической плотности тока, то сечение кабеля следует увеличить до термически стойкого сечения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24. Выбор выключателей и разъединителей.

Работа электрического аппарата без повреждений могут быть обеспечена только при правильном выборе их по условиям работы в длительном режиме при максимальной нагрузке и в  режиме короткого замыкания в  сети. Электрические аппараты необходимо выбирать по каталогам исходя из условия  нормального режима. Выбранные аппараты затем следует проверить по режиму максимальных токов короткого замыкания  для точек где предполагается установка того или иного аппарата.

Высоковольтный выключатель — устройство, предназначенное для оперативных включений и отключений отдельных цепей или электрооборудования в энергосистеме, в нормальных или аварийных режимах, при ручном или автоматическом управлении.

Высоковольтный выключатель  состоит из: контактной системы с дугогасительным устройством, токоведущих частей, корпуса, изоляционной конструкции и приводного механизма (например электромагнитный привод, ручной привод).

Условия для выбора выключателя  высоковольтного

По напряжению U_{УСТUНОМ} кВ

По длительному току I_{РАБ.MAXIНОМ} А

По отключающей способности  I_{ПIОТК.НОМ} кА

По включающей способности  i_УiВКЛ кА i_УiДИН кА

По электродинамической  стойкости I_ПОIДИН кА

По термической стойкости  B_KI²_ТЕР*t_ТЕР

Выключатель нагрузки представляет собой трехполюсный коммутационный аппарат переменного тока для  напряжения свыше 1 кВ, рассчитанный на отключение рабочего тока, и снабженный приводом для неавтоматического или автоматического управления. Выключатели нагрузки не предназначены для отключения тока короткого замыкания, но их включающая способность соответствует электродинамической стойкости при коротких замыканиях. В распределительных сетях 6-10 кВ, выключателями нагрузки часто называют выключатели с отключающей способностью меньше 20 кА.

Условия для выбора выключателя  нагрузки

По напряжению U_{УСТUНОМ} кВ

По длительному току I_{РАБ.MAXIНОМ} А

По отключающей способности  I_{ПIОТК. НОМ} кА

По включающей способности  i_УiВКЛ кА

По электродинамической  стойкости I_ПОIДИН кА i_УiДИН кА

По термической стойкости  B_KI²_ТЕР*t_ТЕР ,

Разъединитель - контактный коммутационный аппарат, который обеспечивает в отключенном положении изоляционный промежуток, удовлетворяющий нормированным  требованиям.

Предназначением высоковольтного  разъединителя является операции отключения и включения токов «холостого хода» трансформаторов, емкостных  токов воздушных и кабельных  линий, коммутирование обесточенных участков электрической цепи, как под напряжением, так и без него. Также конструкцией этого типа разъединителя предусматривается  установка стационарных заземляющих  ножей, с помощью которых можно  заземлить отключенный участок  сети, также в комплект разъединителя  входит привод ручной или двигательный  для установки в разных климатических  районах.

Условия для выбора разъединителя

По напряжению U_{УСТUНОМ} кВ

По длительному токуI_{РАБ.MAXIНОМ}

По термической стойкости  B_KI²_ТЕР*t_ТЕР

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25. Короткие замыкания в системах электроснабжения.

 

Коротким замыканием называется непосредственное соединение между любыми точками разных фаз, фазы и нулевого провода и нулевого провода или фазы с землей, не предусмотренное нормальными условиями работы установки. Ниже перечислены основные виды коротких замыканий в электрических системах.

Трехфазное КЗ, при котором все три фазы замыкаются между собой в одной точке (рис. 12.1, а). Точка трехфазного КЗ обозначается К⁽³⁾ . Токи, напряжения, мощности и другие величины, относящиеся к трехфазному КЗ, обозначаются I⁽³⁾ , U⁽³⁾ , S⁽³⁾ и т.д.

Двухфазное КЗ, при котором происходит замыкание двух фаз между собой (рис. 12.1, б). Точка двухфазного КЗ обозначается К⁽²⁾.

Двухфазное КЗ на землю (рис. 12.1, в), при котором замыкание двух фаз между собой сопровождается замыканием точки повреждения на землю (в системах с заземленными нейтралями). Точка двухфазного КЗ на землю обозначается К^(1,1) .

Однофазное КЗ, при котором происходит замыкание одной из фаз на нулевой провод или на землю (рис. 12.1, г). Точка однофазного КЗ обозначается К⁽¹⁾. Встречаются и другие виды КЗ, связанных с обрывом проводов и одновременными замыканиями проводов различных фаз. 

Встречаются и другие виды КЗ, связанных с обрывом проводов и одновременными замыканиями проводов различных фаз. 

Трехфазное КЗ является симметричным, поскольку при нем все три фазы оказываются в одинаковых условиях. Все остальные виды КЗ являются несимметричными, поскольку фазы не остаются в одинаковых условиях, а системы токов и напряжений получаются искаженными.

Наиболее часто встречаются  однофазные замыкания. На их долю приходится до 65% от общего числа КЗ. Трехфазные КЗ возникают сравнительно редко - в 5% от общего числа КЗ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26. Назначение расчетов токов КЗ. источники питания места КЗ.

Вычисление токов КЗ производится для определения условий работы потребителей при аварийных режимах; выбора электрических аппаратов, шин, изоляторов, силовых кабелей; проектирования и настройки устройств релейной защиты и автоматики; проектирования защитных заземлений, подбора характеристик разрядников для защиты от перенапряжений.

При расчете токов КЗ принимают, что источниками питания места КЗ являются: синхронные генераторы, синхронные компенсаторы и двигатели, асинхронные двигатели в начальный период времени.

В современных электрических  системах точный расчет токов КЗ с учетом всех условий очень сложен и практически невозможен. С другой стороны, требуемая точность расчетов зависит от его назначения. Например, для выбора электрических аппаратов производят приближенное определение токов КЗ, так как интервалы между значениями параметров, характеризующих различные типы аппаратов, велики. Для выбора и настройки устройств релейной защиты и автоматики точность расчетов должна быть выше.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

27. Трехфазное симметричное КЗ при питании от энергосистемы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

28. Расчёт токов КЗ. в электроустановках напряжением выше 1 кВ. Порядок расчета ТКЗ.

Для вычисления токов к.з. составляют расчётную схему, соответствующую нормальному режиму работы системы электроснабжения при параллельном (для повышения надежности) включении всех источников питания. В этой схеме учитывают сопротивления питающих генераторов, трансформаторов, высоковольтных линий (воздушных и кабельных), реакторов.  По расчетной схеме составляют схему замещения, в которой указывают сопротивления всех источников и потребителей и намечают вероятные точки для расчета токов к.з.

Для генераторов, трансформаторов, высоковольтных линий и коротких участков распределительной сети обычно учитывают только индуктивные сопротивления. При значительной протяженности сети (кабельной и воздушной) учитывают также их активные сопротивления, так как в удаленных от генераторов точках к.з. сказывается снижение ударного коэффициента. Целесообразно учитывать активное сопротивление, если r_∑>x_∑/3, где r_∑, x_∑ — суммарные активные и реактивные сопротивления распределительной сети от генератора до места к.з.

Для отдельных элементов  схемы принимаются следующие  значения индуктивных сопротивлений:

а) для синхронных генераторов  x_d^’’ выражается в относительных единицах; оно представляет собой сверхпереходное реактивное сопротивление  по  продольной  оси   полюсов.  Для  турбогенераторов x_d^’’= 0,125;  для   гидрогенераторов   с успокоительной   обмоткой   — 0,2; без успокоительной обмотки — 0,27;

б) для синхронных и асинхронных  двигателей x_d^’’= 0,2;

в) для трансформаторов, если пренебречь их активным сопротивлением, напряжение к.з. u_к (%)   (дается в каталогах) численно равно их индуктивному сопротивлению х (%);

г) для воздушных линий  напряжением  выше  1000 В значение х₀ = 0,4 Ом/км;

д) для   кабельных   линий   напряжением   6—20   кВ   величина х₀ = 0,08 Ом/км;

е) для реакторов сопротивление  дается в процентах и переводится в относительные или именованные единицы

.Активное    сопротивление    линии    r₀= 1000/ (γs),    выражаемое в Ом/км, учитывают при их большом сопротивлении и в расчет определяют по выбранному сечению s или находят по справочным таблицам.

В схеме замещения все  указанные сопротивления выражаются в именованных (Ом) или в относительных  единицах (обозначаются «*» в индексе).

Расчет токов к.з. в относительных единицах. При этом методе все расчетные данные приводят к базисному напряжению и базисной мощности. За базисное напряжение принимают номинальные напряжения U_НОМ = 0,23; 0,4; 0,69; 3,15; 6,3; 10,5; 21; 37; 115; 230 кВ.

За базисную мощность S_б можно выбрать мощность, принимаемую при расчетах за единицу, например мощность системы, суммарные номинальные мощности генераторов станции или трансформаторов подстанции или удобное для расчетов число, кратное десяти.

Реактивное и активное сопротивление в относительных  единицах представляют собой отношение падения напряжения на данном сопротивлении при номинальном токе к номинальному напряжению: