Файл: Условные обозначения и основные термины. Виды схем электроснабжения по назначению Электроустановка.docx

. При этом для обеспечения нормальных условий линии по нагреву вместо (5.4) должно выполняться условие
, (5.5)
где I_ДОП – длительно допустимый ток по данным ПУЭ или завода изготовителя; I_НБ - наибольший рабочий ток, который возможен в рабочем, послеаварийном или ремонтном режиме с учетом неравномерности нагрузки по линиям.

Определение допустимого тока.

Значения допустимых токов I_ДОП для всех проводов как ВЛ, так и КЛ указываются в ПУЭ, а также в справочной и учебной литературе. Значение допустимого тока КЛ часто называют номинальным током КЛ (I_НОМ = I_ДОП)

, (5.6)
где - скорректированный длительно допустимый ток;

I_НБ – наибольший ток в линии электропередачи, который возможен в рабочем, послеаварийном или ремонтном режиме.

Скорректированные длительные допустимые токи нагрузки КЛ в общем случае определяются по формуле
,

где I^ск_ДОП - скорректированный длительно допустимый ток кабеля;

I_ДОП - табличное значение допустимого тока кабеля;

К_СР - поправочный коэффициент на температуру охлаждающей среды для проводов и КЛ, проложенных в среде, температура которой отличается от нормированных значений (25⁰С для окружающего воздуха и 15⁰С для земли (приводится в ПУЭ, таблица 1.3.3.);

К_СН - коэффициент снижения токовой нагрузки при прокладке кабелей в траншее (поправочный коэффициент на число кабелей из таблицы 5.2;

К_УС - поправочный коэффициент при прокладке в земле на удельное тепловое сопротивление земли; вводится для кабелей с бумажной пропитанной изоляцией, проложенных в земле, при удельном тепловом сопротивлении земли, отличающемся от 120 см К/Вт;

К_ПОВ - повышающий коэффициент, учитывает допустимую перегрузку кабеля на период ликвидации послеаварийного режима.

29 Выбор (проверка) проводников по нагреву в кратковременном режиме (на термическую стойкость при коротких замыканиях)

Проверка линий на нагрев при коротких замыканиях (КЗ) -

---

это проверка на термическую стойкость в кратковременном режиме.

На термическую стойкость при КЗ проверяют сечения только тех КЛ, которые защищаются релейной защитой. Кабельные линии, защищаемые предохранителями, проверке на термическую стойкость при КЗ не подлежат.

Воздушные линииэлектропередачи проверяют только при ударном токе КЗ 50 кА и более для предупреждения схлестывания проводов при динамическом действии токов КЗ. Провода ВЛ, оборудованные устройствами быстродействующего автоматического повторного включения (АПВ), следует проверять и на термическую стойкость. (ПУЭ, п.1.4.2).

При выборе расчетной схемы для определения токов КЗ следует исходить из предусматриваемых для данной электроустановки условий длительной ее работы и не считаться с кратковременными видоизменениями схемы этой электроустановки, которые не предусмотрены для длительной эксплуатации (например, при переключениях). Ремонтные и послеаварийные режимы работы электроустановки к кратковременным изменениям схемы не относятся. (ПУЭ п.1.4.4)

Проверка проводника на термическую стойкость при КЗ заключается в определении температуры нагрева проводника к моменту отключения КЗ t_К и сравнении этой температуры с предельно допустимой температурой нагрева при КЗ.



Проводник удовлетворяет условию термической стойкости, если температура нагрева проводника к моменту отключения КЗ _к не превышает предельно допустимого значения при КЗ _к.доп:

_к  _к.доп.

Предельно допустимые значения температуры при КЗ приводятся в ПУЭ (п.1.4.16)

Количественную оценку степени термического воздействия тока КЗ на проводники определяют с помощью интеграла:

,

где i_кt - ток КЗ в произвольный момент времени t, А; t_откл - расчетная продолжительность КЗ, с.

Этот интеграл называют интегралом Джоуля. Он численно равен энергии, выделяемой в проводнике с единичным сопротивлением за время протекания тока КЗ.

Интегралу Джоуля соответствует термически эквивалентный ток КЗ I_тер.эк, оказывающий на проводник такое же термическое воздействие, как и реальный ток КЗ за это же время. Этот ток связан с интегралом Джоуля соотношением

---

.

Интеграл Джоуля определяют, как сумму интегралов от периодической и апериодической составляющих тока КЗ, т.е.

В_к = В_к.п + В_к.а

где В_к.п - интеграл Джоуля от периодической составляющей тока КЗ; В_к.а - интеграл Джоуля от апериодической составляющей тока КЗ.

Методика аналитического определения интеграла Джоуля и термически эквивалентного тока КЗ зависит от схемы электроснабжения, от расчетной схемы электроустановки, положения расчетной точки КЗ и ее удаленности от генераторов и электродвигателей.

В тех случаях, когда нагрузка проводника до КЗ была близка к продолжительно допустимой, то кривые нагрева можно не использовать. При этом минимальное сечение проводника, отвечающее условию термической стойкости при КЗ, определяют по формуле:

(5.13)

где С_Т – температурный коэффициент (или «параметр С_Т» по [3 и 4])

Это сечение называют минимально допустимым сечением по условиям нагрева или термическим сечением и обозначают q_min или q_t. Если сечение провода будет больше минимально допустимого, то сопротивление его снизится, и температура его нагрева будет меньше предельно допустимой. Таким образом, сечение проводника должно удовлетворять условию

q> q_min. _. (5.14)

Длительность протеканиятока трехфазного КЗ по проводнику в выражении (5.12) равна сумме двух слагаемых: времени действия основной релейной защиты линии электропередачи t_РЗ и времени отключения выключателя t_В линии:



Методы расчета электродинамического и термического действия тока короткого замыкания» для кабелей до 10 кВ рекомендуются следующие значения параметра С_Т:

с медными жилами С = 140 А∙с²/мм²;

с алюминиевыми жилами С = 90 А∙с²/мм².
Основная релейная защита – эта та, которая защищает всю линию с наименьшей выдержкой времени.

При отсутствии данных время действия основной релейной защиты линии электропередачи

---

t_РЗ можно принимать:

- для КЛ к электродвигателям порядка 0,1 с;

- для кабельных линий к трансформаторным подстанциям 6,10/0,4 кВ можно принимать 0,5-1,0 с;

- для кабельных линий от ГПП к шинам 6,10 кВ ЗРУ предприятия можно принимать t_РЗ = 1,5 -2,0 с.

При определении тока трехфазного КЗ расчетную точку КЗ для проверки кабеля на термическую стойкость следует выбирать следующим образом:

- для одиночных коротких линий (не более строительной длины кабеля, порядка 250 м) - при КЗ в начале линии;

- для одиночных линий с соединительными муфтами - при КЗ в начале каждого участка (для выяснения возможности ступенчатого уменьшения сечения кабеля по длине линии);

- для линий из двух и более параллельно включенных кабелей - по сквозному току при КЗ непосредственно за пучком кабелей

Учет нагрева током подпитки от электродвигателей

ЭД при КЗ переходят в генераторный режим и являются близкими источниками. Если источник близкий, то его режим и посылаемый им периодический ток в точку КЗ изменяется в процессе КЗ.

30-33 Падение и потери напряжения. Определение потерь напряжения в линиях (ЛЭП) и трансформаторах,

Проверка электрических сетей по допустимой потере напряжения. Наибольшие потери напряжения.

Определение потерь мощности в линиях электропередачи и трансформаторах.

Определение потерь электроэнергии в линиях и трансформаторах.

В электрических сетях следует различать падение напряжения и потери напряжения. Рассмотрим линию электропередачи (рисунок 5,6, а) и ее схему замещения (рисунок 5,6, б ).



Рисунок 5.6 – Линия электропередачи (а) и схема замещения (б) для одной фазы

Линии электропередач обдают продольными активным R и индуктивным X сопротивлениями. (Следует понимать физическую природу этих сопротивлений). Падение напряжения - это векторная величина. Вычисляют его в комплексной форме. Для падения фазного напряжения справедлива формула:

, (5.18)

---

где I – ток в комплексной форме; Z _л – полное сопротивление линии в комплексной форме

_(5.19)

Если измерено фазное напряжение в начале линии U_1Ф, то зная падение напряжения в линии, можно найти комплексное напряжение на выводах электроприемника в конце линии:

_(5.20)

При эксплуатации интерес представляют не комплексы напряжений на зажимах электроприемников, а их действующие значения. Поэтому удобнее определять напряжение в конце линии не в комплексной форме, а через действующие значения напряжения в начале линии и действующее значения падения напряжения в сопротивлениях линии. Для действующее значения падения напряжения в сопротивлениях линии введено понятие «потеря» напряжения.

Потеря напряжения – это алгебраическая разность действующих значений напряжения в начале и в конце линии:

_(5.21)

где U_Ф1 и U_Ф2 – действующие значения фазных напряжений в начале и в конце линии.

Аналогично можно записать для линейных напряжений (индекс у линейных напряжений не указывается)

_(5.22)

где U₁ и U₂ – действующие значения линейных напряжений в начале и в конце линии.

Найдем выражение для определения потери напряжения через ток в линии и сопротивления линии. Для этого построим векторную диаграмму напряжений. За основу возьмем фазное напряжение в конце линии U_2Ф. Тогда в комплексной форме по второму закону Кирхгофа для фазного напряжения U_1Ф в начале линии можно записать:

. (5.23)

Векторная диаграмма, построенная по этому уравнению, приведена на рисунке 5.7, а.



Рисунок 5.7 – Векторная диаграмма напряжений: а) с учетом угла δ; б) без учета угла δ

Вектор тока I отстает от вектора напряжения U_2ф на угол φ, величина которого определяется характером нагрузки, подключенной к линии:

---