Режим работы электроустановок реферат
Обновлено: 05.07.2024
Для электроустановок характерны четыре режима: нормальный, аварийный, послеаварийный и ремонтный, причем аварийный режим является кратковременным режимом, а остальные продолжительными режимами.
Электрооборудование выбирается по параметрам продолжительных режимов, а проверяется по параметрам кратковременных режимов, определяющим из которых является режим короткого замыкания.
По режиму короткого замыкания электрооборудования проверяется на электродинамическую и термическую стойкость, а коммутационные аппараты — также на коммутационную способность.
Учитывая дискретный характер изменения параметров электрооборудования, токов короткого замыкания в электрических сетях">расчет токов КЗ для его проверки допускается производить приближенно, с принятием ряда допущений, при этом погрешность расчета КЗ не должна превышать 5-10%.
Руководящие указания, согласно действующим государственным стандартам в области коротких замыканий, а также с правилами устройства электроустановок:
- ГОСТ Р 50254-92. Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета электродинамического и термического действия токов короткого замыкания. — М.: Изд-во стандартов, 1993. — 57 с.
Короткое замыкание — замыкание, при котором токи в ветвях электроустановки, примыкающих к месту его возникновения, резко возрастают, превышая наибольший допустимый ток продолжительного режима.
Короткое замыкание на землю — это короткое замыкание в электроустановке, обусловленное соединением с землей какого-либо ее элемента.
Режим короткого замыкания — режим работы электроустановки при наличии в ней короткого замыкания.
Определение параметров схемы замещения прямой последовательности
На электрической схеме показаны точки короткого замыкания, в которых рассчитываются токи.
Составляем схему замещения, для каждого элемента определяем активное и индуктивное сопротивление, для уровней 1 и 2 определяем сопротивление в относительных единицах, для уровня 3 — в миллиомах.
Используем приближенное приведение.
Определяем базисные условия:
базисное напряжение уровня 1 — = 37 кВ
Режим работы нейтралей в электроустановках
. 6. 35 кВ такой режим нейтрали рекомендован ПУЭ во всех электроустановках. Причина широкого распространения режима работы с изолированной нейтралью заключается в том, что в такой сети замыкание одной фазы на . и других аналогичных им устройств. В сетях с изолированной нейтралью однофазное замыкание на землю не приводит к короткому замыканию. В месте замыкания проходит небольшой ток, обусловленный .
базисное напряжение уровня 2 — = 10,5 кВ
базисное напряжение уровня 3 — = 0,4 кВ
В соответствии с [2] активное сопротивление системы можно определить так: .
ЭДС системы принимаем равным среднему номинальному напряжению [1], т.е. 37 кВ, в относительных единицах .
0,088*100 =8,8 мОм; 0,53*100=53 мОм.
В соответствии с [1] сопротивление установки . При
пересчете на номинальную мощность получаем:
Эквивалентные параметры нагрузки:
Пересчет на базисные условия:
Для оценки сопротивления ТТ на ТП (для точки К3) предварительно определяем номинальный ток:
Сопротивление ТТ на СП (для точки К4) определяем по току КЛ :
R ТА4 = 3 Ом, X ТА4 = 4,8 Ом.
Активное и индуктивное сопротивление прямой последовательности токовых катушек и переходных сопротивлений подвижных контактов автоматических выключателей.
Для ТП по номинальному току 1,1 мОм; 0,5 мОм.
Для СП по номинальному току =7 мОм; =4 мОм.
Суммарное активное сопротивление различных контактов и контактных соединений
Расчет начальных значений токов трехфазного КЗ
В случае коротких замыканий в точках K1, K2 при расчете периодической составляющей допускается не учитывать активные сопротивления элементов [1].
Эквивалентное сопротивление прямой последовательности:
Эквивалентная ЭДС прямой последовательности:
- Периодическая составляющая тока трехфазного К.З. в точке К1:
- от системы ;
- от нагрузки ;
- суммарный ток 0,106.
ток замещение короткое замыкание
Периодическая составляющая тока трехфазного К.З. в точке К2:
- от системы ;
- от нагрузки ;
- суммарный ток 0,049.
Эквивалентное сопротивление прямой последовательности:
Эквивалентная ЭДС прямой последовательности:
Сопротивления для металлического КЗ
Среднестатистическое значение активного сопротивления дуги в начальный момент времени:
Сопротивления для металлического К.З.
Среднестатистическое значение активного сопротивления дуги в начальный момент времени:
Расчет ударного тока трехфазного КЗ
Для расчета постоянных времени определим эквивалентное активное сопротивление при условии отсутствия индуктивных.
По аналогии с расчетом индуктивных сопротивлений:
R 10 = R W 1 + R C = 6,78;
R 14 = R Т1 + R 13 = 42,75;
Время до появления ударного тока —
Время до появления ударного тока —
Ударный ток в точке K1:
R 15 = R 10 + R Т1 = 13,34 ;
Проверил: начальник циклапожарно-профилактических и
гуманитарных дисциплин
подполковник внутренней службы
П.Г. Шеметов
Челябинск, 2014
Оглавление
Ведение………………………………………………………………….…….……стр.1
1. Анализ пожаров и загораний от электроустановок………………….…..стр.2
2. Виды режима работыэлектроустановок..……………………….……….стр.2
3. Условия возникновения пожара.………………………………………….стр.3
4.Классификация источников зажигания в электрооборудовании (электроустановках)……………………………………………………. …..стр.6
4. Короткие замыкания ………………………………………….……. ……стр.7
5. Электрические перегрузки …………………………………………..…..стр.10
6. Большие переходные сопротивления………………………………. …стр.13
7. Искрение и электрическая дуга……………………………………….…стр.14
8. Вихревыетоки………………………………………………. ………….стр.17
10. Нагрев токоведущих жил как опасность возникновения загорания
и пожара……………………………………………………………………..стр.18
11. Некоторые обстоятельства, способствующие возникновению электрических аварийных режимов……………………………. ………..стр. 19
Заключение………………………………………………. …………………. …стр.21
Список использованной литературы ………………………………………..….стр.22
ВведениеЭлектроустановками называется совокупность машин, аппаратов, линий и вспомогательного оборудования (вместе с сооружениями и помещениями, в которых они установлены), предназначаемых для производства, преобразования, трансформации, передачи, распределения электрической энергии и преобразования ее в другой вид энергии. Как видно из определения данного выше, электроустановки очень важны для людей, так как безэлектрической энергии мы уже не можем представить себе нормальной жизни. Работа электроустановок выполняет главную задачу в производстве, преобразовании, распределении и передачи электрической энергии, поэтому от того какова будет эта работа зависит и качество нашей жизни. В данной работе будет рассмотрены виды аварийных режимов работ электроустановок, сущность их явлений, причины возникновения и профилактикапожаров от таких состояний.
Анализ пожаров и загораний от электроустановок.
Оперативная обстановка с пожарами в Российской Федерации показывает, что каждый второй пожар происходил в результате неосторожного обращения с огнем (46,1%). Нарушение правил устройства и эксплуатации электрооборудования стало причиной каждого пятого пожара (19%). По анализу обстановки спожарами на территории г. Челябинска за 8 месяцев 2014г. можно увидеть, что причины возникновения пожаров в связи с аварийными режимами работы электрооборудования находятся на первом месте (43%). Это говорит о том, что каждый третий пожар в г. Челябинске возник по причине связанной с электрооборудованием.
Анализ противопожарного состояния промышленных предприятий, объектов сельского хозяйства, зданийобщественного назначения и жилых домов, показывает, что их безопасная эксплуатация во многом зависит от технического состояния электрооборудования, электроустановок и приборов.
Виды режимов работы электроустановок.
Основной задачей эксплуатации электрических сетей является поддержание в них необходимой.
Режимы работы электрооборудования (ЭО) отличаются по характеру и длительности рабочих циклов, по значениям нагрузок и температурным режимам, по величине потерь, особенностям пуска и работы в установившихся режимах. Особое внимание уделяют номинальным режимам, для которых рассчитывается серийное оборудование. Данные, содержащиеся в паспорте ЭО, относятся именно к номинальному режиму и называются номинальными данными. Заводы-изготовители дают гарантии при условии работы ЭО в номинальном режиме, при номинальной нагрузке и полном соответствии теплового состояния нормативным значениям. Для более точного определения нагрузок электроприемника (ЭП) их подразделяют по группам по сходству графиков эксплуатации.
Режим S1 – продолжительный номинальный (рис. 1, а), длительность (N) которого такая, что при неизмененных значениях нагрузки (P), потерь (∆Р) и при практически неизменной температуре окружающей среды превышение температуры (θmax) всех частей машины достигает установившихся значений. То есть температура при неизменных внешних условиях практически не меняется, а если изменяется, то не более чем на 1 ºС в час при газообразной охлаждающей среде и на 0,5 ºС – при жидкой.
Режим S2 – кратковременный номинальный (рис.1, б). В этом режиме периоды постоянной нагрузки ЭО чередуются с периодами отключения. Все периоды нагрузки — непродолжительны, и температура всех частей машины не успевает достичь установившегося значения, а периоды пауз столь продолжительны, что все части машины успевают остыть до температуры, отличающейся от температуры окружающей среды не более чем на ± 3 ºС, т.е. машина находится практически в холодном состоянии. Стандартные значения периодов работы ЭО – 15, 30, 60 и 90 мин, но могут быть и меньше.
Режим S3 – повторно-кратковременный номинальный (рис. 1, в). В этом режиме цикл работы равен сумме рабочего периода tр (время работы ЭО, час) и паузы tп (время паузы, час). При этом пусковой ток не успевает вызвать превышения температуры.
Продолжительность цикла недостаточна для достижения теплового равновесия и не превышает 10 мин.
Режим характеризуется продолжительностью включения (ПВ):
Режимы работы электродвигателей S1-S10 по ГОСТ Р 52776-2007 (МЭК 60034-1-2004) Машины электрические вращающиеся
Рисунок 1 – Режимы работы электрооборудования S1 – S8
Стандартными считаются ПВ = 15; 25; 40 и 60 %. Продолжительность цикла 15 % принимается равной 10 мин. В период паузы машина должна быть отключена и остановлена. Испытания проводятся до достижения практически повторяющейся температуры частей машины, т.е. такой температуры, изменения которой в моменты включения или отключения не превышают 2 ºС в 1 час.
Режим S4 – повторно-кратковременный режим работы с влиянием пусковых процессов – это номинальный повторно — кратковременный режим с частыми пусками (см. рис. 3.1, г), который состоит из последовательности идентичных циклов работы. Каждый цикл включает: время пуска, достаточное, чтобы пусковые потери оказывали влияние на температуру частей машины; время работы при постоянной нагрузке, за которое машина не нагревается до установившейся температуры; время останова, за которое машина не охлаждается до температуры окружающей среды.
Режим S5 – повторно-кратковременный номинальный с частыми пусками и электрическим торможением (с влиянием пусковых процессов и электрическим торможением) (см. рис. 3.1, е). В этом режиме каждый рабочий период заканчивается отключением машины и ее электрическим торможением длительностью tП. Для этого режима характерны одинаковые циклы работы.
Каждый цикл содержит:
- достаточно длительное время пуска;
- время работы, за которое машина не нагревается до установившейся температуры;
- время быстрого электрического торможения и время останова, за которое машина не охлаждается до температуры окружающей среды.
Режим S6 – перемежающийся номинальный (см. рис. 3.1, ж). В этом режиме рабочие периоды с неизменной номинальной кратковременной нагрузкой чередуются с периодами холостого хода (ХХ), причем длительность этих периодов такова, что температура машины не достигает установившегося значения. Режим характеризуется относительной продолжительностью нагрузки (ПН), которая определяется, как отношение продолжительности рабочего периода N к продолжительности tц полного цикла:
Обычно ПН = 15; 25; 40 и 60 %, а продолжительность одного цикла составляет 10 мин (см. рис. 3.1, е).
Режим S7 – перемежающийся номинальный с влиянием пусковых процессов, с частыми реверсами и электрическим торможением (см. рис. 3.1, з). Режим не содержит пауз, имеет идентичные циклы, каждый из которых включает достаточно длительный пуск, работу с постоянной нагрузкой и быстрое электрическое торможение, а затем без перерыва производится реверс и начинается следующий рабочий период. Число реверсов достигает 30÷360 циклов в час.
В последние годы дополнительно рассматривают еще два режима:
Режим S9 – работа ЭД с непериодическими изменениями нагрузки и частоты вращения. Этот режим часто содержит перегрузки, которые могут значительно превышать базовую нагрузку. Для этого типа режима постоянная нагрузка, выбранная соответствующим образом и основанная на типовом режиме S1, берется как базовая для определения перегрузки.
Режим S10 – работа ЭД с дискретными нагрузками и частотами вращения. При этом каждая комбинация нагрузки/частоты вращения сохраняется достаточное время для того, чтобы машина достигла практически установившегося теплового состояния. Минимальная нагрузка в течение рабочего цикла может иметь и нулевое значение (холостой ход, покой или бестоковое состояние). Для этого режима постоянная нагрузка, выбранная в соответствии с режимом S1, принимают за базовую для дискретных нагрузок. Дискретные нагрузки являются, как правило, эквивалентной нагрузкой, интегрированной за определенный период времени. Нет необходимости, чтобы каждый цикл нагрузки точно повторял предыдущий, однако каждая нагрузка внутри цикла должна поддерживаться достаточное время для достижения установившегося теплового состояния, и каждый нагрузочный цикл должен интегрировано давать ту же вероятность относительного ожидаемого термического срока службы изоляции машины.
Знание режима работы определяет выбор ЭД для конкретных ЭП. Мощности двигателей, указанные в каталогах, показаны для режима S1 и нормальных условий работы, кроме двигателей с повышенным скольжением. Если двигатель работает в режиме S2 или S3, он нагревается меньше, чем в режиме S1, и поэтому он допускает большую мощность на валу. Так, при работе в режиме S2 допустимая мощность может быть повышена на 50 % при длительности нагружения 10 мин, на 25 % – при длительности нагружения 30 мин, на 10% – при длительности нагружения 90 мин, [32].
Режим работы электроустановки – характеристика энергетического процесса, протекающего в энергоустановке и определяемого значениями, изменяющихся во времени основных параметров этого процесса.
Возможные режимы работы:
Возможны более сложные случаи или сочетания. Обычно эти режимы условны, то есть, нерегулярны и зависят от длительности включенного состояния, от потребляемой мощности во время включенного состояния. Подобные режимы характерны некоторыми средними показателями. Режимы работы больших групп разнородных потребителей электрической энергии в целом характеризуются графиками нагрузки.
Под установленной мощностью потребителя электрической энергии – понимается сумма номинальных мощностей однородных электроприёмников.
Установленная мощность разнохарактерных групп потребителей электрической энергии определяется также суммированием, но после приведения их мощностей к неким базовым одинаковым условиям. Известны и используются ряд способов усреднения (приведения), то есть определения установленной мощности, которые будут рассмотрены далее.
Различие потребляемой по характеру мощности, в общем случае потребители или приёмники электрической энергии потребляют полную мощность, но в качестве номинальной мощности, например, для трансформаторов и дросселей принимается полная мощность, а для двигателей, ламп накаливания и электрических печей активная мощность (для двигателей мощность на валу). В свою очередь для батарей статических конденсаторов и синхронных компенсаторов принимают реактивную мощность.
Потребители электрической энергии и электрические приёмники по группам характеризуется коэффициентом мощности или cosφ или tgφ.
Обычно время усреднения выбирается 15 или 30 минут или длительность одной смены. Коэффициент мощности считается высоким если он больше 0,85, средним 0,65…0,85, низким 0,4…0,65, и особо низким меньше 0,4.
Величину и длительность пусковых токов необходимо знать для определения достаточности пропускной способности элементов электроснабжения и для расчётов колебания напряжения при включении потребителей электрической энергии или электрических приёмников. Пусковые токи считают существенными, когда их учёт приводит к необходимости изменения параметров элементов системы энергоснабжения, выбранного по токам номинального режима. Наиболее значительными в данном смысле являются приёмники электрической энергии – асинхронные электродвигатели, так как их пусковыё токи в 4-7 раз больше номинального, а длительность процесса пуска может достичь десятки секунд (при развороте мощных асинхронных двигателей).
В двигателях постоянного тока пусковые токи достигают 20 значений номинального, практически при прямом пуске увеличивают сопротивления якоря либо используют пусковую аппаратуру, что снижает уровни провала напряжения на первичной стороне преобразовательных подстанций или преобразовательных установок
Несущественными могут считаться пусковые токи ламп накаливания с кратностью менее 6∙ , пусковые токи конденсаторных установок с кратностью менее 20∙ .
Процесс торможения электрической машины с рекуперативным торможением предполагается наличие потребителей электрической энергии для утилизации появившейся электромагнитной постоянной мощности (электромагнитной волны). В противном случае наблюдаются дополнительные потери в линиях электропередач и элементах энергосистемы, появление стоячих волн в длинных линиях электропередач, отраженные и преломленные волны на шинах подстанций, что ухудшает качество электрической энергии и условия работы иных потребителей, подключенных к данной системе энергоснабжения.
Качество электрической энергии нормируется ГОСТом по следующим параметрам:
Читайте также: