Методические указания к курсовому проектированию по курсу Проектирование систем электрификации идипломному проектированию по курсу
 Скачать 3.43 Mb.
|
|
Основными способами и техническими средствами обеспечения качества электроэнергии являются: регулирование напряжения в центре питания и у потребителей; снижение потерь напряжения в элементах сети; применение симметрирующих и компенсирующих фильтров и устройств; питание чувствительных к качеству электроэнергии электроприемников от отдельных источников; равномерное распределение нагрузки по фазам. Повышение надежности систем цехового электроснабжения, связано с дополнительными затратами; однако не всегда более дорогостоящая система электроснабжения обладает более высокой надежностью. Использование перегрузочной способности цехового электрооборудования имеет важное значение при повреждениях или отключениях линий, трансформаторов, секций шин или отдельных аппаратов. Для воздушных линий перегрузка возможна практически всегда (при сохранении нормального габарита до земли) и составляет 30—35 %. Перегрузка кабельных линий зависит от значения и длительности максимума нагрузки в нормальном режиме и от способа прокладки линий (таблица 3.1). Таблица 3.1 Допустимая перегрузка кабелей напряжением до 10 кВ
Цеховые трансформаторы допускают систематическую перегрузку до 30, аварийную до 40 и даже до 60% в зависимости от конкретных условий. Коэффициенты допустимой перегрузки трансформаторов в послеаварийном режиме и коэффициенты загрузки трансформаторов в нормальном режиме для 2–х и 3–х трансформаторных подстанций приведены в таблице 3.2. Таблица 3.2 Коэффициенты допустимой перегрузки трансформаторов в послеаварийном режиме подстанций.
Применение рационального резервирования в цеховых сетях по высокому напряжению или низкому напряжению за счет использования разных независимых источников питания осуществляется с помощью перемычек, двойных «сквозных» магистралей. В цехах с непрерывным процессом производства применяют магистральные схемы с взаимным резервированием питания отдельных магистралей. Необходимо применять схемы, которые позволяет вывести в ремонт один из трансформаторов, используя перегрузочную способность других, или обеспечить питание нескольких магистралей от одного трансформатора. Резервирование можно осуществить также за счет раздельной или параллельной работы линий и трансформаторов. Сокращение времени ремонтов и повышение их качества достигается оптими9ацией проведения профилактических ремонтов электрооборудования, повышения квалификации обслуживающего персонала, рациональной организации труда и совершенствования технического обслуживания. Для выбора научно обоснованных сроков проведения и объема профилактических ремонтов электрооборудования, необходимы статистические данных о его работе; которые должны содержать в себе информацию, достаточную для анализа причин повреждений (отказов) электрооборудования, а также сведения о числе повреждений (отказов) и продолжительности ремонтов этого оборудования. Такая работа должна проводиться службой главного энергетика промышленного предприятия систематически. Применение нового, современного и модернизация действующего электрооборудования, а также его рациональная расстановка в цехах, отделениях и на предприятии в целом. При выборе выключателей следует помнить, что их важнейшими параметрами, кроме номинальных токов, напряжений, отключающей способности к нагрузочным токам и токам короткого замыкания, являются также время отключения, коммутационный ресурс, взрыво- и пожаробезопасность (два последних параметра обнаруживают себя только в процессе эксплуатации). Сухие трансформаторы мощностью 630—1000 кВА используют в административных и общественных зданиях, где возможны большие скопления людей, а также на испытательных станциях, в лабораториях. Сухие трансформаторы меньшей мощности с успехом применяют, для питания освещения при системе раздельного питания силовых и осветительных нагрузок. Число типов и исполнений трансформаторов на одном предприятии должно быть ограничено, в противном случае усложняется резервирование и взаимозаменяемость. При определении числа трансформаторов необходимо учитывать, что однотрансформаторные цеховые подстанции можно использовать для питания электроприемников I категории, если мощность последних не превышает 20 % мощности трансформатора и возможно резервирование подстанций на низком напряжении перемычками с АВР Силовые сети принято делить на питающие и распределительные. Питающая сетьсеть от РУ 0,4 0,69 кВ ТП до низковольтных устройств распределения электроэнергии: распределительных щитов, распределительных пунктов, щитов станций управления… Распределительная сетьсеть от низковольтных устройств распределения электроэнергии до электроприемников. Питающие и распреде-лительные сети выполняются по магистральным и радиальным схемам. Радиальные схемы питания более надежны в эксплуатации, но стоимость из выше стоимости магистральных схем. Радиальные схемы применяют для мощных электроприемников (компрессоров, насосов), атакже в тех случаях, когда среда помещений не позволяет прокладывать шинопроводы (взрывоопасные, пожароопасные цеха и цеха с химически активной средой). Распределительное устройство со стороны высокого напряжения подстанции для КТП промышленного типа выполняется обычно в виде высоковольтного шкафа без сборных шин со встроенными в шкаф коммутационными аппаратами или без них (глухой ввод). Высоковольтный шкаф называется устройством со стороны высшего напряжения подстанции (УВН). Установка отключающего аппарата перед цеховым трансформатором при магистральной схеме питания обязательна. Глухое присоединение цехового трансформатора может применяться при радиальное схеме питания трансформатора кабельными линиями. Для систем электроснабжения, питающих электроприемники, критичные к времени действия устройств АВР, можно рекомендовать быстродействующие АВР, обеспечивающие устойчивость синхронной нагрузки. Так, например, МЭИ (ТУ) разработал и внедрил быстродействующие АВР, у которых суммарное время переключения аварийной секции на резервную не превышает 0,06 с при всех видах нарушения электроснабжения на подстанциях с синхронными двигателями напряжением 6 (10) кВ. Применение самозапуска электродвигателей (непосредственным включением в сеть) ответственных механизмов повышает устойчивость и надежность электроснабжения этих приемников электроэнергии при кратковременных снижениях или исчезновении напряжения на источнике питания. При этом следует иметь в виду, что в режиме самозапуска напряжение на шинах, от которых питаются электродвигатели, должно быть таким, чтобы вращающий момент электродвигателей был больше статического момента сопротивления механизмов. Поэтому в режиме самозапуска оставляют только двигатели ответственных механизмов. Электродвигатели, самозапуск которых недопустим по технике безопасности, отключаются защитой минимального напряжения. В режиме самозапуска могут быть как асинхронные, так и синхронные электродвигатели. Самозапуск этих электродвигателей необходим для обеспечения устойчивости технологических процессов непрерывных производств при аварийных ситуациях в системе электроснабжения, вызванных короткими замыканиями, отключением выключателя в цепи питания узла нагрузки. Двигатели, участвующие в самозапуске, при кратковременных перерывах питания от сети не отключаются. Длительность перерыва в электроснабжении в зависимости от конкретных условий составляет от десятых долей секунды до 2 с, и большинство двигателей не успевает затормозиться до полной остановки. Поэтому после автоматического восстановления электроснабжения разгон их начинается с некоторой остаточной частоты вращения. Повышение надежности функционирования зашиты и автоматики осуществляется за счет применения: простых схем, резервных защит, качественного монтажа и правильной эксплуатации (для аналоговых устройств на электромеханической и микроэлектронной базе); микропроцессорных устройств и систем при условии выполнения требований для их нормальной работы (надлежащая система эксплуатации и технического обслуживания). Микропроцессорные устройства различного назначения, обладают следующими преимуществами перед традиционными устройствами: значительно меньшие трудозатраты на техобслуживание; лучшие показатели надежности; лучшие параметры срабатывания измерительных органов защиты и автоматики; меньшее потребление по цепям постоянного и переменного оперативного тока; повышенная надежность функционирования; меньшие трудозатраты на наладку и техобслуживание за счет высокой аппаратной надежности и автоматического контроля и диагностики; меньшие размеры. Высокая надежность микропроцессорных устройств систем защиты и автоматики обеспечивается: резервированием аппаратных средств, функций защиты и программного обеспечения; применением отказоустойчивых структур; непрерывной диагностики аппаратных средств и программного обеспечения; хранением информации, констант и программ в энергонезависимой памяти; постоянным анализом работы защиты и автоматики, возможного благодаря данным о месте короткого замыкания, характере повреждения и параметрах аварийного режима. При эксплуатации газовой защиты масляных трансформаторов возможны ее ложные срабатывания, имеющие место, при попадании воздуха в бак трансформатора при доливе масла после ремонта системы охлаждения; при неправильной установке силового трансформатора. Выбор наиболее целесообразного времени вывода электрооборудования в ремонт совмещение ремонта электрооборудования с ремонтом технологического оборудования; заблаговременный перевод электроснабжения на временное питание от резервных источников. Плановый ремонт одного из двух трансформаторов двухтрансформаторной подстанции целесообразнее проводить в период работы со сниженной нагрузкой потребителя. Обеспечение пожарной безопасности электротехнических сооружений (подстанций, кабельных тоннелей) обеспечивается внедрением устройств телесигнализации и локализации пожаров. Снижение насыщения сетей автоматической коммутационной аппаратурой, так как сами аппараты могут стать источником аварий. Применение компенсации реактивной мощности, за счет чего по низкому напряжению можно разгрузить цеховой трансформатор по реактивной мощности и загрузить его дополнительно активной мощностью. Повышение статической и динамической устойчивости системы электроснабжения уменьшением времени действия устройств защиты и автоматики применением быстродействующих устройств АВР и микропроцессорной защиты (последнее не всегда дает эффект, так как электромагнитные устройства – аналоговые и работают в реальном времени, а микропроцессрные устройства вынуждены, как минимум, дважды преобразовывать сигнал, на что также необходимо время). Снижение несимметрии напряжения в системах электроснабжения можно достичь: рациональным пофазным распределением однофазных нагрузок; применением симметрирующих устройств. Для снижения несинусоидальности напряжений (уменьшения высших гармоник): увеличивают число фаз выпрямления (переход от 6-фазной к 12-фазной схеме выпрямления обеспечивает снижение несинусоидальности напряжения примерно в 1,4 раза); используют раздельное питание приемников электроэнергии с нелинейной и линейной вольтамперной характеристиками, осуществляя его от разных секций шин подстанций; применяют фильтры высших гармоник, которые одновременно могут использоваться и для компенсации реактивной мощности. Электроприемники по-разному реагируют на изменение показателей качества электроэнергии (ПКЭ) и это в первую очередь относится к синхронным машинам. Речь идет о несинусоидальности и колебаниях напряжения. Синхронные машины малочувствительны к изменению несинусоидальности напряжения, поэтому могут использоваться в качестве источника реактивной мощности в электрических сетях, питающих мощные вентильные преобразователи. Колебания напряжения вызывают у синхронных машин изменение реактивной мощности, которое находится в противофазе с изменением реактивной мощности таких потребителей. В результате синхронные машины сглаживают график реактивной мощности и способствуют уменьшению колебаний напряжения. Поэтому следует, по возможности, вместо асинхронных машин применять синхронные. Широкое применение в цеховых сетях получили комплектные распределительные устройства (КРУ) напряжением 6 (10) кВ. Опыт эксплуатации КРУ, показал: практически любое двухфазное короткое замыкание внутри КРУ перерастает в трехфазное и может привести к повреждению соседних шкафов. Решением проблемы взрыво- и пожаробезопасности шкафов КРУ, является оснащение их быстродействующими дугогасительными защитами. 4 Расчет нагрузок 4.1 Расчет силовых нагрузок Задачей расчета силовых сетей является оценка электрических нагрузок и выбор сечений проводов и кабелей, по нагреву проводников, по экономической плотности тока, по падению напряжения в сети, по механической прочности при осуществлении электрической защиты участков сети и потребителей от перегрузки и от коротких замыканий. Расчетными нагрузками для выбора сечений проводников являются: получасовой максимум I30 для выбора сечений проводников по нагреву; среднесменная нагрузка IСМ для выбора сечений проводников по экономической плотности тока; пиковый ток IПИК для выбора плавких вставок, уставок автоматов и расчета по потере напряжения при пуске мощных асинхронных машин. IПИК = IПУСК МАХ + I30 КИ IМАХ РНОМ ; (4.1) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||