Лекции. Электропитание и электроснабжение нетяговых потребителей (первый семестр)
Общие сведения об электроэнергетике и электроснабжении потребителей электрической энергии.
Трехфазные и однофазные электрические сети.
2.1 Трехфазные электрические цепи. (см. мет. указан. 2506 )
Напряжения электрических сетей (ряды номинальных напряжений)
Элементы электрических цепей (трансформаторы, автотрансформаторы, дроссели, дроссели насыщения)
2.4 Режимы нейтралей электрических сетей. [ 6 ]
Режим нейтрали в электрических сетях до 1000 В определяется безопасностью обслуживания сетей, а в сетях выше 1000 В – бесперебойностью электроснабжения, экономичностью и надежностью работы электроустановок. Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) работа электроустановок напряжением до 1000 В допускается как с глухозаземленной, так и с изолированной нейтралью.
Режим нейтрали сетей до 1000 В
Высоковольтные сети с изолированной нейтралью
Потребитель включен на линейное напряжение, нейтраль и земля в симметричном режиме совпадают. Напряжение, которое должна выдерживать изоляция, – это напряжение между фазой и землей.
Произошло замыкание фазы С на землю. Ток от места замыкания потечет в емкости неповрежденных фаз А и В, а затем по линиям через нейтраль к месту повреждения (рис. 2.7). Напряжение потребителя не изменилось, оно осталось линейным. Напряжение фаз увеличилось в 3 раз ( 3Uф ).
Емкостный ток на землю поврежденной фазы равен нулю, а емкостный ток каждой из двух неповрежденных увеличивается в 3 раз (пропорционально увеличению напряжения). В этом случае
Суммарный ток замыкания на землю равен сумме токов неповрежденных фаз и будет протекать через место повреждения фазы на землю, замыкаясь через источник питания (рис. 2.8).
Необходимо принять меры для устранения замыкания на землю, чтобы оно не перешло в двухфазное КЗ. Замыкание фазы на землю приводит к возникновению перемежающейся дуги (то есть дуга непроизвольно гаснет и возникает), что приводит к перенапряжениям в неповрежденных фазах. Амплитуда дуговых перенапряжений может достигать (2,5÷3,2)Uф . Это разрушает изоляцию фаз.
С целью снижения дуговых перенапряжений применяется компенсация емкостного тока.
Система TN: подсистема TN-C
TN—C — нулевой рабочий и нулевой защитный проводники объединены в одном проводнике по всей системе (C — combined — объединённый).
Достоинства подсистемы TN-C.
Наиболее распространенная подсистема, экономичная и простая.
Недостатки подсистемы TN-C
У такой системы нет отдельного проводника РЕ (защитное заземление). Это означает, что в жилом доме в розетках отсутствует заземление. Нередко при такой системе делается зануление. Зануление — это крайняя мера, рассчитанная на эффект короткого замыкания. Если проводник фазы окажется на корпусе прибора, произойдет короткое замыкание (КЗ), в итоге, сработает автоматический выключатель на отключение.
При такой системе TN-C недопустимо уравнивание потенциалов в ванной комнате.
Cистема заземления TN-C используется в старом жилом фонде и не может быть рекомендована для новых построек.
Схема системы TN-C
Система TN: подсистема TN-S
TN—S — нулевой рабочий и нулевой защитный проводники работают раздельно по всей системе (S — separated — раздельный).
Недостатки подсистемы TN-S.
Менее распространена. Требует прокладки от трансформаторной подстанции пятижильного провода в трехфазной сети или трехжильного кабеля в однофазной сети, что ведет к удорожанию проекта.
Cхема системы TN-S
Схема системы TN-C-S
Система TT
TT — нейтраль источника глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки присоединены к заземлителю, электрически независимому от заземлителя нейтрали источника питания.
До недавнего времени система заземления ТТ была запрещена в нашей стране. Сегодня, эта система остается достаточно востребованной и используется для мобильных зданий, таких как вагончики, ларьки, павильоны,дома и др. Допускается только в тех случаях, когда условия электробезопасности в системе TN не могут быть обеспечены.
Такая система требует высококачественного повторного заземления, с высокими требованиями к сопротивлению. Самым эффективным заземлением в этом случае, является модульно-штыревое заземление. Во всех перечисленных системах рекомендуется для безопасности применять УЗО ( Устройство защитного отключения).
Схема системы ТТ
Система IT
Cистема IT — в такой системе нейтраль источника питания изолирована от земли или заземлена через приборы или устройства, имеющие большое сопротивление, а открытые проводящие части электроустановки заземлены.
Система IT – это схема заземления лабораторий и медицинских учреждений, в которой проводятся опыты и работы с чувствительной аппаратурой. А все токи и электромагнитные поля сведены к минимуму.
Схема системы IT
Токопроводы и шинопроводы.
Токопровод – устройство для подачи и распределения электроэнергии, состоящее из неизолированных и изолированных проводников и относящихся к ним изоляторов, защитных оболочек, ответвительных устройств, поддерживающих и опорных конструкций.
Крупные промышленные предприятия черной и цветной металлургии, химии и других производств характеризуются высокой энергоемкостью, в связи с этим при передаче электроэнергии от источников питания (теплоцентраль ТЭЦ или ГПП) до удаленных на 1-3 км основных цехов на этих участках образуются большие потоки мощности. Применение здесь кабельной канализации на напряжении 6-10 кВ громоздко, дорогостояще и привело к внедрению магистральных шинных токопроводов (рисунок 5.8). Для ограничения токов токопроводы обычно подк КЗ лючают через реакторы.
Рисунок 5.8. Шинные токопроводы.
Открытые токопроводы с жесткой ошиновкой из алюминия используются при напряжении 6-10 кВ (реже при 35 кВ). На ток до 2000 А пакет состоит из плоских шин, на бóльшие токи – из шин швеллерного профиля. У подвесных токопроводов с жесткими шинами и опорными изоляторами шины расположены по углам равностороннего треугольника. Гибкие трехфазные токопроводы выполняют на 6-10 кВ, используют для соединения генераторов с трансформаторами и с шинами РУ, а так же в ОРУ ГПП 110 кВ. Каждая фаза выполняется из нескольких голых гибких проводников. Фазы размещаются в горизонтальной плоскости или по углам равностороннего треугольника. Крепятся на подвесных изоляторах. Закрытые токопроводы выполняются на токи до 20 кА и напряжение до 35 кВ. Преимущества перед открытыми: - ниже вероятность межфазных замыканий; - безопасность обслуживания; - ограниченное место возникновения электродинамических усилий между фазными шинами при КЗ. Исполнения закрытых токопроводов: - фазы размещены в одном кожухе, не разделены перегородками; - в общем кожухе и разделены перегородками; - каждая фаза в отдельном кожухе из алюминиевого сплава. Закрытые токопроводы значительно дороже открытых и применяются в основном при блочной схеме “генератор-трансформатор”.
Токопроводы напряжением до 1 кВ с изолированными шинами, заключенными в жесткую оболочку, изготавливаемые на заводе и поставляемые комплектно на место монтажа, называют шинопроводами. По назначению шинопроводы подразделяют на магистральные, распределительные, осветительные и троллейные.
Магистральные шинопроводы (МШ) применяют на переменном токе для соединения трансформатора с ГРЩ либо ВРУ или в блоке трансформатор — магистраль. Нa отходящих от ГРЩ или ВРУ линиях магистральных шинопроводов применяют для питания энергоемких потребителей, распределительных щитов или для подключения распределительных шинопроводов. На постоянном токе магистральные шинопроводы применяют для выполнения электрических сетей в промышленных установках постоянного тока на напряжение до 1,2 кВ (например, для соединения машинных или статических преобразователей с электродвигателями главных приводов прокатных станов). Магистральные шинопроводы постоянного тока выпускают на токи от 1,6 кА до 5,0 кА, магистральные шинопроводы переменного тока — от 0,8 до 4,25 кА с алюминиевыми и 1,0 — 6,3 кА с медными шинами.
Распределительные шинопроводы (РШ) применяют для выполнения магистралей с большим числом подсоединений различных индивидуальных потребителей (например, станочного оборудования, распределительных щитков), а также для подачи питания на осветительные шинопроводы. Распределительные шинопроводы выпускают на токи от 40 до 800 А. Разновидностью распределительных шинопроводов могут быть напольные шинопроводы, прокладываемые под фальшполами для выполнения модульных совмещенных сетей. Такие сети обычно выполняют в административных, торговых, выставочных и других зданиях (например, при совмещении электросети с сетями ПК, радио, связи, ТВ, источников бесперебойного питания, для рабочих мест операторов). Напольные распределительные шинопроводы выпускают на токи от 25 до 63 А.
Осветительные шинопроводы применяют для подключения осветительных приборов или потребителей небольшой мощности и выпускают на токи от 25 до 40 А.
Троллейные шинопроводы (ГШ) применяют для питания цеховых электроприемников подвижного состава (например, кранов, кран-балок, монорельсовых дорог, напольных тележек, установок для раскроя тканей) и выпускают на токи от 35 А до 1 кА.
Лекции. Электропитание и электроснабжение нетяговых потребителей (первый семестр)
Дата: 2019-02-25, просмотров: 381.
