расчет трансформатора. Минск Москва Новое знание
 Скачать 3.25 Mb.
|
|
267 тромагнитными. расцепителями. максимального. тока. автоматиче- ских. выключателей.. Защита. от. коротких. замыканий. электродви- гателей.может.осуществляться.токовым.реле,.включенным.в.одну. из.фаз.статора.непосредственно.или.через.трансформатор.тока. Защиту.от.перегрузок.подразделяют.на.два.типа:.защиту.пря- мого.действия,.реагирующую.на.превышение.тока,.и.защиту.кос- венного. действия,. реагирующую. на. превышение. температуры.. Наиболее. распространенным. типом. токовой. защиты,. используе- мой.в.сельском.хозяйстве.для.защиты.электродвигателей.от.пере- грузок.(в.том.числе.и.от.заклинивания),.являются.электротепло- вые.реле. Фазочувствительная.защита.(ФУЗ).защищает.от.обрыва.фазы,. перегрузок.при.заклинивании.механизма,.коротких.замыканий. Защита. от. перегрузок. и. заклинивания. механизма. может. осу- ществляться. также. с. помощью. специальных. предохранительных. муфт..Указанный.тип.защиты.в.сельском.хозяйстве.используется. на.прессовом.оборудовании. К.защите.косвенного.действия.относится.встроенная.темпера- турная.защита.УВТЗ,.реагирующая.не.на.значение.тока,.а.на.тем- пературу. обмотки. электродвигателя,. независимо. от. причины,.. вызвавшей.нагрев. При. выборе. типа. защиты. необходимо. руководствоваться.. следующими. положениями:. наиболее. ответственные. электропри- емники,.отказ.в.работе.которых.может.привести.к.большому.ущер- бу,.подверженные.систематическому.загрязнению.(размещение.на. мельницах,.элеваторах,.комбикормовых.заводах).или.работающие. в. условиях. повышенной. температуры. (котельные,. сушилки),. а. также. с. резкопеременной. нагрузкой. (дробилки,. пилорамы,.. измельчители. кормов). целесообразно. защищать. встроенной. тем- пературной. защитой. и. автоматическими. выключателями. или. пред.охранителями. Защита. маломощных. электродвигателей. (до. 4. кВт),. работаю- щих.в.животноводстве.и.птицеводстве,.в.подсобных.предприятиях. и. на. установках. может. осуществляться. электротепловыми. реле. и.предохранителями. Для. защиты. электродвигателей. погружных. насосов. систем. во- доснабжения.и.установок,.работающих.без.обслуживающего.персо- нала,.рекомендуется.использовать.фазочувствительные.устройства. Глава 9. Основы рационального выбора электрооборудования и средств 268 Указанные.рекомендации.основываются.на.результатах.анали- за.работы.аппаратов.защиты.в.условиях.аварийных.режимов..При. этом. установлены. следующие. особенности. функционирования.. защитных.устройств. При. небольших. перегрузках. и. длительных. режимах. работы.. надежно.работают.тепловые.реле,.ФУЗ,.УВТЗ..Выбор.предпочти- тельного. аппарата. в. этом. случае. необходимо. производить. с. уче- том.экономических.показателей..При.переменных.нагрузках.с.пе- риодом. колебаний. нагрузки,. соизмеримым. с. постоянной. нагрева. двигателя,.электротепловые.реле.действуют.ненадежно.и.следует. применять. УВТЗ. или. ФУЗ.. При. случайных. нагрузках. большей. надежностью. обладают. защитные. устройства,. действующие. в.функции.температуры,.а.не.тока. При.включении.электропривода.в.неполнофазную.сеть.по.его. обмоткам.проходит.ток,.близкий.к.пусковому,.и.защитные.аппара- ты. срабатывают. надежно.. Но. если. обрыв. фазы. произошел. после. включения. электродвигателя,. то. сила. тока. зависит. от. нагрузки.. Электротепловые. реле. в. этом. случае. обладают. значительной. зо- ной. нечувствительности. и. лучше. применять. ФУЗ. и. УВТЗ.. При. затяжных. пусках. применение. электротепловых. реле. нежелатель- но.. Если. пуск. осуществляется. при. пониженном. напряжении,.. тепловое.реле.может.ложно.отключить.электродвигатель. Область.применения.различных.устройств.защиты.зависит.от. количества. отказов. и. повреждения. электрооборудования,. разме- ров.технологического.ущерба.при.отключении,.затрат.на.приобре- тение.аппаратов..Выбор.варианта.защиты.обосновывают.технико- экономическими.расчетами. 9.2. выбор электрооборудования по экономическим критериям Электротехническая. промышленность. выпускает. электрообо- рудование. широкой. номенклатуры.. Для. одной. и. той. же. сельско- хозяйственной. машины. могут. использоваться. электродвигатели. 9.2. выбор электрооборудования по экономическим критериям 269 различного. исполнения,. выбран. тот. или. иной. тип. защиты.. При- менение. электродвигателя. сельскохозяйственного. исполнения. и.использование.более.совершенных.защит.повышает.надежность. электропривода. Для. сравнения. возможных. вариантов. технического. исполне- ния. электрооборудования. и. выбора. наилучшего. проводят. сопо- ставление.по.экономическим.показателям. Предположим,.что.из.имеющихся.выбрали.устройство.защиты. электрооборудования,. обеспечивающее. повышение. надежности. функционирования.установки..Экономия.средств.в.этом.случае.за. отрезок.времени.t.определяется.по.формуле Э. =.r 1 (З 1 +.У 1 ).—.r 2 (З 2 + У 2 ),. .(9.3) где.r 1. и.r 2 .—.число.отказов.менее.надежной.и.более.надежной.уста- новки;.З 1 .и.З 2 .—.затраты.на.обслуживание.менее.и.более.надежной. установки;.У 1 .и.У 2 .—.потери,.вызванные.отказами.изделий. Затраты. на. обслуживание. З 1 . и. З 2. складываются. из. затрат. на. техническое.обслуживание.и.ремонты..Потери,.вызванные.отказа- ми,. определяются. стоимостью. простоя. установки,. которая. может. быть. определена. по. ущербу. от. перерывов. электроснабжения. по. известным.методикам..При.проведении.сопоставительной.оценки. можно.пользоваться.усредненными.данными. Поскольку. в. процессе. эксплуатации. происходит. замена. вы- шедшего.из.строя.электрооборудования.на.исправное,.это.обстоя- тельство. необходимо. учитывать. при. расчетах.. Пусть. стоимость. первого.изделия.равна.К 1 ..При.отказе.оно.заменяется.на.другое.ра- ботоспособное..Затраты.на.замену.обозначим.З 1 ,.потери.от.простоя. оборудования.—.У 1 ..Среднее.количество.отказов.первого.изделия.—. r 1 ..Затраты.за.время.эксплуатации.такой.установки.равны C 1 =.K 1 (r 1 + l).+.(З 1 +.У 1 )r 1 .(9.4) Указанные. исходные. данные. и. аналитическое. выражение. ха- рактерны.для.электродвигателей.малой.и.средней.мощности,.для. которых.стоимость.капитального.ремонта.соизмерима.со.стоимо- стью.самого.изделия. Глава 9. Основы рационального выбора электрооборудования и средств 270 Если. вместо. рассмотренного. установить. оборудование,. обла- дающее.более.высокой.надежностью,.то.суммарные.затраты.будут С 2 =.К 2 (r 2 + 1).+ (З 2 +.У 2 )r 2 ,. .(9.5) где.С 2 ,.r 2 ,.З 2 ,.У 2 .—.соответственно.стоимость,.число.отказов,.затра- ты.на.замену.и.потери,.вызванные.отказами.изделия,.обладающе- го.более.высокой.надежностью. Разность. C 1. –. С 2 . является. мерой. экономии,. которую. можно. получить.в.результате.использования.более.надежного.изделия Э С С К З У З У = − = − + + − + + 1 2 1 1 2 1 1 1 2 2 2 2 1 ( ) ( ) ( ) r r r r r ..(9.6) Если.(З 1 +.У 1 ). =.(З 2 +.У 2 ). =.(З.+.У),.то Э З У К = − + + + ( )( ) r r r 1 2 1 2 1 .(9.7) При. рассмотрении. нескольких. вариантов. сопоставление. про- изводится.с.базовым.вариантом..Предпочтительным.считается.из- делие,.отвечающее.условию.Э =.mах. 9.3. расчет резервного фонда электрооборудования При.возникновении.отказа.неисправное.электрооборудование. отключается.и.производится.его.замена..Если.процесс.восстанов- ления.длится.достаточно.долго,.то.в.сельскохозяйственном.произ- водстве. могут. наступить. нежелательные. явления,. связанные. с. порчей. продукции,. гибелью. животных. и. т.д.. Для. сокращения. длительности. простоев. создается. резервный. фонд. электрообору- дования. Задача. создания. необходимого. запаса. резервного. оборудова- ния. является. технико-экономической,. поскольку. излишки. изде- лий,. хранящихся. на. складе,. приводят. к. его. недоиспользованию. и. дополнительным. затратам,. а. недостаточный. запас. приводит. к.технологическому.ущербу.сельскохозяйственного.производства. 9.3. Расчет резервного фонда электрооборудования 271 Количество. запасного. оборудования. зависит. от. интенсивности. отказов,. времени. пополнения. резервного. фонда,. от. организации. снаб.жения.запасными.изделиями.и.степени.их.восстанавливаемости. Существует. несколько. подходов. к. определению. резервного. фонда: нормативный; аналитический.расчет; решение.оптимизационной.задачи. Зная. количество. эксплуатируемых. изделий. данного. типораз- мера,. можно,. используя. таблицы. этого. документа,. сформировать. необходимый.резервный.фонд..Недостатком.такого.способа.явля- ется. то,. что. не. учитываются. особенности. конкретных. сельскохо- зяйственных. объектов. и. фактическое. состояние. используемого. электрооборудования. Зависимость.резервного.запаса.электрооборудования.от.интен- сивности.отказов.и.времени.пополнения.t п .очевидна..Чем.больше. λ. и.t п ,.тем.большее.количество.изделий.необходимо.иметь.в.резерве.. Аналитический. метод. позволяет. с. некоторыми. допущениями,.. используя. аппарат. теории. вероятности,. вычислить. необходимое. число.резервных.изделий. В. теории. надежности. известно. несколько. моделей,. позволяю- щих.решить.эту.задачу..Процесс.обеспечения.электрооборудования. запасными. изделиями. имеет. характер. массового. обслуживания.. Опыт. показывает,. что. для. внезапных. отказов. справедлив. экспо- ненциальный.закон.распределения.длительности.безотказной.ра- боты.(простейший.поток.отказов)..Для.простейшего.потока.веро- ятность.появления.k.отказов.равна Р t t k e k k k t ( ) ( ) ! , , , , , = = − λ λ 0 1 2 .(9.8) где. λ.—.интенсивность.отказов. Из. выражения. (9.8). можно. определить. вероятность. того,. что. число.отказов.за.время.t.будет.не.больше.m: Р t t k e k m k t m < − = ∑ ( ) ( ) ! , λ λ 0 (9.9) Глава 9. Основы рационального выбора электрооборудования и средств 272 а.также.вероятность.того,.что.число.отказов.за.время.t.будет.боль- ше.m: Р t Р t t k e k m ksm k t m > − + ∞ = − = ∑ ( ) ( ) ( ) ! 1 1 λ λ .(9.10) Значения.P k >m (t).приводятся.в.справочниках.по.надежности. Зависимость.состава.резервного.фонда.от.допустимой.его.не- достаточности.представляет.собой.вероятность.того,.что.число.от- казов.изделий.будет.больше,.чем.число.резервных.элементов..Ес- ли. резервный. фонд. составляет. три. элемента,. а. вероятность. того,. что. произойдет. более. трех. отказов,. равна. 0,15,. то. достаточность. резервного.фонда.равна.0,85,.а.недостаточность.—.0,15..Обычно.бе- рут.коэффициент.достаточности.равным.0,9...0,99. Расчет резервного фонда для неремонтируемого электрообо- рудования..Принимаем.исходные.условия:.поток.отказов.изделий. простейший,. отказавшее. оборудование. не. восстанавливается,.. интенсивность. отказов. i-гo. элемента. —. λ i ,. время. пополнения. ре- зервного.фонда.—.t ni ,.число.изделий.i-гo.типа.—.N i ,.достаточность. резервного.фонда.—.Р д Необходимые. расчеты. проводятся. в. следующей. последова- тельности. 1..Определяется.суммарная.интенсивность.отказов.i-гo.изделия: λ λ i i i N Σ = .(9.11) 2..Принимая. k. =. 0,. 1,. 2,. вычисляются. величины. P k <m (t). по. выражению. (9.9),. пока. полученное. значение. не. будет. больше.. заданной.достаточности.резервного.фонда. 3..Число.k,.соответствующее.значению.P k <m (t). > Р д ,.принимает- ся.равным.числу.резервных.изделий. Расчет резервного фонда для ремонтируемых изделий..Про- цесс. использования. и. пополнения. резервного. фонда. для. такого. оборудования. несколько. отличается.. Отказ. изделий. происходит. с.интенсивностью. λ i ..Отказавшие.элементы.ремонтируются.и.по- ступают.в.резервный.фонд..Среднее.время.ремонта.Т 1 ,.т.е..t п =.T p Последовательность.вычисления.количества.резервных.элементов. аналогична.ранее.рассмотренной. 1..Определяется.суммарная.интенсивность.отказов. 9.4. Учет электроэнергии 273 2..Вычисляется.значение.вероятности.того,.что.за.время.ремон- та.Т р .произойдет.число.отказов.k.(по.формуле.(9.9).для.k. =.0,.1,....). 3..Выбирается.число.k,.соответствующее.условию.P k <m (t). > Р д ,. которое.принимается.за.требуемое.значение.величины.резервного. фонда. Третий. подход. определения. объема. запасного. оборудования. предполагает. проведение. оптимизационных. расчетов.. В. качестве. оптимального.принимается.количество.резервного.оборудования,. для. которого. суммарные. затраты. на. его. содержание. и. покрытие. ущерба.от.простоев.установок.имели.бы.наименьшее.значение..Та- кие. расчеты. с. использованием. моделей. массового. обслуживания. выполнены.Н.Н..Сырых.и.И.А..Пястоловой. 9.4. учет электроэнергии В.соответствии.с.ТКП.339–2011.(ПУЭ).расчетный.учет.элек- трической.энергии.и.хранение.первичных.данных.осуществляются. статическими.счетчиками.электроэнергии.с.цифровым.интерфей- сом..Типы.средств.измерений,.используемые.для.расчетного.учета. электрической.энергии,.должны.быть.внесены.в.Государственный. реестр.средств.измерений.Республики.Беларусь..Если.средства.из- мерений. предполагается. использовать. в. составе. АСКУЭ,. с. помо- щью.которой.осуществляются.расчеты.за.потребленную.электро- энергию. и. мощность. между. энергоснабжающими. организациями. и.потребителями,.указанные.средства.должны.также.отвечать.тре- бованиям,.приведенным.в.СТБ.2096–2010,.быть.внесенными.в.От- раслевой. рекомендуемый. перечень. средств. коммерческого. учета. электроэнергии.для.целей.применения.в.составе.системы.АСКУЭ. и.быть.совместимыми.с.существующей.системой.АСКУЭ.энерго- снабжающей.организации. Автоматизированные. системы. контроля. и. учета. электроэнер- гии.должны.создаваться: на. электростанциях. энергоснабжающих. организаций. вне.. зависимости. от. установленной. мощности,. кроме. передвижных. и.резервных; Глава 9. Основы рационального выбора электрооборудования и средств 274 на. подстанциях. энергоснабжающих. организаций. напряже- нием.10.кВ.и.выше; на. объектах. промышленных. и. приравненных. к. ним. потре- бителей; у. потребителей. с. присоединенной. мощностью. 250. кВА. и.выше.(ГОСТ.19431–84),.по.которым.энергоснабжающая.органи- зация. устанавливает. предельно. допустимую. величину. мощности. в.часы.максимальных.нагрузок.энергосистемы; в.жилых.многоквартирных.домах.с.количеством.квартир.бо- лее.20; в.районах.индивидуальной.жилой.застройки; на. строительных. площадках. с. разрешенной. к. использова- нию.мощностью.более.250.кВт; в. общественных. зданиях. с. количеством. расчетных. счетчи- ков.электроэнергии.более.трех; на. объектах. генерации. мощности. потребителей. с. отпуском. электроэнергии.в.сеть.энергосистемы. Средства.учета.электрической.энергии.у.потребителей.должны. обеспечивать. определение. за. расчетные. и. контрольные. периоды. количества. активной. (активной. и. реактивной). электрической. энергии.и.значения.активной.(активной.и.реактивной).мощности,. усредненные.на.определенном.интервале.времени,.в.соответствии. с.применяемыми.тарифными.ставками: потребленные. раздельно. и. в. сумме. по. всем. питающим. фи- дерам.потребителя; потребленные. раздельно. и. в. сумме. по. всем. питающим. фи- дерам.субабонентов.потребителя; переданные. по. транзитным. перетокам. потребителей. раз- дельно.и.в.сумме.по.всем.транзитным.фидерам.и.по.направлениям. перетоков. При.наличии.у.потребителя.генерирующих.мощностей.систе- ма. учета. электроэнергии. должна. обеспечивать. учет. выработки. и. учет. отпуска. в. сеть. энергоснабжающей. организации. активной. (активной. и. реактивной). электрической. энергии. и. мощности. с.обязательной.оперативной.достоверной.передачей.данных.о.вы- работке,.потреблении.и.отпуске.электроэнергии.и.мощности.(по- лучасовых.графиков.нагрузки).в.АСКУЭ.энергоснабжающей.орга- низации. 9.4. Учет электроэнергии 275 Средства.учета.электрической.энергии.на.объектах.Белорусской. энергосистемы. и. потребителей. с. присоединенной. мощностью. 100.кВА.и.выше.или.среднемесячным.потреблением.электроэнергии. по.одной.питающей.линии.(одной.точке.учета).более.30.000.кВт.·.ч. (за.исключением.бытовых.потребителей.и.общественных.зданий). должны. обеспечивать. определение. за. расчетные. и. контрольные. периоды. количества. реактивной. электрической. энергии. и. значе- ний. реактивной. мощности,. усредненных. за. определенный. интер- вал.времени: выработанной.синхронными.компенсаторами.и.генератора- ми,.работающими.в.режиме.синхронного.компенсатора; полученной.потребителями.от.энергоснабжающей.организа- ции. по. сети. или. переданной. ей. в. течение. тарифных. временных. зон.суток.в.том.случае,.если.по.этим.данным.проводятся.расчеты. или.контроль.соблюдения.заданного.режима.работы.компенсиру- ющих.устройств. На.предприятиях.для.организации.контроля.электропотребле- ния. объектами,. а. также. для. контроля. за. соблюдением. лимитов. расхода. электроэнергии. цехами,. технологическими. линиями,. от- дельными. энергоемкими. агрегатами. для. определения. расхода. электроэнергии.на.единицу.продукции.средства.технического.уче- та.следует.устанавливать: на. питающих. фидерах. предприятия,. если. расчетный. учет. с. этим. предприятием. ведется. по. счетчикам,. установленным. на. подстанциях.или.электростанциях.энергосистемы; на. линиях,. питающих. внутризаводские. трансформаторные. подстанции,.и.на.всех.линиях.к.электроприемникам.напряжением. выше.1.кВ; на. низкой. стороне. трансформаторов. внутризаводских. под- станций.и.на.отходящих.линиях.напряжением.до.1.кВ. Средства. технического. учета. электроэнергии. должны. нахо- диться.на.балансе.потребителей.и.обслуживаться.потребителями.. Для. организации. технического. учета. допускается. использование. электромеханических.или.статических.счетчиков.с.импульсными. выходами.(право.выбора.у.потребителя). |