Text
                    СОДЕРЖАН ИЕ
Предисловие	  5
Раздел первый
Общие сведения
1-1. Система единиц и условные обо¬
значения 	 7
1-2. Физические и химические свойст¬
ва материалов	14
1-3. Климатические условия рабо¬
ты электрооборудования (ГОСТ
15150-69)	  19
1-4. Взрывоопасные и пожароопас¬
ные зоны	 22
1-5. Выдержки из действующих об¬
щесоюзных нормативных мате¬
риалов 	29
1-6. Номинальные напряжения и' ря¬
ды номинальных токов	.	.	30
1-	7. Температура нагрева ,	32
Раздел второй
Электроснабжение и подстанции
А. Определение электрических
нагрузок, выбор напряжения,
мощности трансформаторов, схем
подстанций, обеспечение надежности
электроснабжения
2-	1. Электрические нагрузки. Основ¬
ные величины	33
2-2. Средние нагрузки и расход элек¬
троэнергии 	34
2-3. Максимальные нагрузки . .	46
2-4. Потери энергии ....	49
2-5. Пиковые и однофазные нагрузки	49
2-6. Расчет электрических нагрузок
на разных ступенях системы
электроснабжения	....	64
2-7. Технико-экономические расчеты в
электроснабжении	....	65
2-8. Основные требования к качеству
электроэнергии	71
2-9. Колебания напряжения при удар¬
ной нагрузке	85
2-10. Надежность электроснабжения	89
2-11. Категории электроприемииков
по бесперебойности электро¬
снабжении 	99
2-12. Выбор напряжения .	. ,	100
2-13. Выбор трансформаторов	. .	100
2-14. Выбор и размещение подстан¬
ций 		  103
Б. Токи короткого замыкания
2-15. Общие сведения .	.	.	. НО
2-16. Пересчет сопротивлений элек¬
трических машин, трансформа¬
торов, реакторов, линий элек¬
тропередачи и приведение их к
базисным условиям .	. .	111
2-17. Расчет токов короткого замыка¬
ния в сетях и установках на¬
пряжением выше 1000 В	. .	114
2-18. Составление расчетной схемы и
схемы замещения \ .	.	. .	115
2-19. Учет обобщенной нагрузки при
расчете токов к. з. в сетях и ус¬
тановках напряжением выше
1000 В	118
2-20. Расчет начального (сверхпере¬
ходного) действующего значе¬
ния периодической составляю¬
щей тока короткого замыкания
в сетях и установках напряже¬
нием выше 1000 В .	.	.	118
2-21. Расчет апериодической состав¬
ляющей тока к. з	119
2-22. Приближенный расчет периоди¬
ческой составляющей тока к. з. 119
2-23. Расчет токов к. з. в сетях и ус¬
тановках '.напряжением выше
1000 В с учетом электродвига¬
телей 	120
2-24. Расчет токов к. з. по расчетным
кривым	123
2-25. Пример расчета токов трехфаз¬
ного к. з. на шииах 10 кВ ГПП
110/10 кВ	124
2-26. Расчет токов к. з. в сетях и ус¬
тановках напряжением ПО и
220 кВ	128
2-27. Расчет токов к. з. с учетом
большого диапазона регулиро¬
вания напряжения трансформа¬
торов с РПН на напряжение 35,
110 и 220 кВ	129
2-28. Пример расчета токов трехфаз¬
ного к. з. на шинах 10,5 кВ
ГПП с учетом РПН трансфор¬
матора напряжением НО кВ .	131
2-29. Расчет токов трехфазного и од¬
нофазного к. з. в сетях н уста¬
новках напряжением до 1000 В 132
2-30. Примеры расчетов токов трех¬
фазного и однофазного к. з. в
установках 0,4 кВ с трансфор-


матором мощностью 1000 кВ-А, 10/0,4—0,23 кВ .... 134 2-31. Расчет токов к. з. с учетом ме¬ стных асинхронных электродви¬ гателей на напряжение до 1000 В 138 В. Выбор и проверка аппаратов и проводников напряжением 1—220 кВ 2-32. Общие указания . . . . 139 2-33. Термическая и электродинами¬ ческая стойкость аппаратов и проводников напряжением 1— 220 кВ 139 2-34. Формулы и указания по выбо¬ ру и проверке аппаратов и про¬ водников напряжением 1— 220 кВ 146 2-35. Технические данные аппаратов напряжением выше 1000 В . 170 Г. Силовые трансформаторы и автотрансформаторы 2-36. Основные характеристики транс¬ форматоров ..... . 192 2-37. Схемы и группы соединений трансформаторов и автотранс¬ форматоров 195 2-38. Охлаждение трансформаторов. 196 2-39. Допустимые перегрузки транс¬ форматоров (автотрансформа¬ торов) ' 196 2-40. Регулирование напряжения 197 2-41. Основные характеристики авто¬ трансформаторов .... 198 2-42. Технические данные трансфор¬ маторов 199 Д, Схемы электроснабжения и подстанций 2-43. Общие сведения .... 206 2-44. Источники и способы питания. 208 2-45. Схемы электроснабжения . 209 2-46. Указания по применению схем коммутации подстанций и ком¬ мутационной аппаратуры . . 222 2-47. Схемы подстанций с двумя си¬ стемами сборных шин . . 224 2-48. Схемы подстанций с одной си¬ стемой сборных іпин . . . 225 2-49. Схемы подстанций с обходной системой сборных шин . . 226 2-50. Схемы подстанций без сборных шин на первичном напряжении. Схемы Комплектных трансфор¬ маторных подстанций . . . 227 2-51. Схемы подстанций промышлен¬ ных предприятий с применением комплектных распределитель¬ ных устройств (КРУ) напряже¬ нием 10(6) кВ . . . . , 232 Е. Компоновочные решения. подстанций и распределительных пунктов 2-52. Общие указания .... 242 2-53. Компоновочные решения, обес¬ печивающиебезопасностьоб¬ служивания 243 2-54. Требования к компоновкам под¬ станций и распределительных пунктов по противопожарной безопасности . . ... 243 2-55. Открытые распределительные устройства 35—220 кВ . . 244 2-56. Примеры компоновочных реше¬ ний ОРУ . . . . . . 247 2-57. Закрытые распределительные устройства 35—220 кВ . . 250 2-58. Температурный режим закрытых распределительных устройств. 252 2-59. Примеры компоновочных реше¬ ний ЗРУ 254 2-60. Основные требования к компо¬ новке внутрицеховых подстан¬ ций и распределительных пунк¬ тов 257 2-61. Внутрицеховые трансформатор¬ ные подстанции .... 258 2-62. Внутрицеховые распределитель¬ ные пункты 262 2-63. Пневматическое хозяйство. под¬ станций и распределительных пунктов 264 2-64. Масляное хозяйство . . . 265 2-65. Грузоподъемные устройства и дороги подстанций . . . 268 Ж. Преобразовательные агрегаты и подстанции. Тяговые подстанции 2-66. Введение . ..... 268 2-67. Основные соотношения и рас¬ четные формулы для различных схем преобразования . . . 269 2-68. Кремниевые выпрямительные аг¬ регаты для электролизных уста¬ новок 273 2-69. Кремниевые выпрямительные аг¬ регаты для электропечей . . 278 2-70. Кремниевые выпрямительные агрегаты для электрохимической обработки металлов и гальвани¬ ческих установок .... 279 2-71. Схемы, расположение и конст¬ руктивное исполнение преобра¬ зовательных подстанций . . 280 2-72. Кремниевые выпрямительные комплектные подстанции для питания цеховых сетей постоян¬ ного тока 287 2-73. Быстродействующие воздушные выключатели 293 2-74. Классификация тяговых под¬ станций промышленного элек¬ трифицированного транспорта 296 2-75. Тяговые подстанции постоянно¬ го тока 296 2-76. Тяговые подстанции однофазно¬ го переменного тока . . . 305 2-77. Особенности конструктивного исполнения тяговых подстанций. 305
3. Компенсация реактивной мощности 2-78. Общие сведения .... 305 2-79. Выбор мощности и типа ком¬ пенсирующих устройств . . 305 2-80. Технические данные компенси¬ рующих устройств . . . . 313 2-81. Схемы включения и регулирова¬ ния конденсаторных батарей 315 2-82. Конструкции конденсаторных батарей н их установка . . 317 И. Защита воздушных линий электропередачи, подстанций, вращающихся машин и токопроводов от перенапряжений 2-83. Основные определения . . 318 2-84. Защита воздушных линий элек¬ тропередачи от атмосферных перенапряжений .... 319 .2-85. Защита подстанций от прямых ударов молнии 321 2-86. Защита подстанций от волн ат¬ мосферных перенапряжений, на¬ бегающих с линий электропере¬ дачи - . 322 2-87. Защита вращающихся машин от атмосферных перенапряже¬ ний 325 2-88. Защита токопроводов от атмос¬ ферных. перенапряжений , . 326 2-89. Защита от внутренних перена¬ пряжений 326 2-90. Защитные оборудование и уст¬ ройства (разрядники, конденса¬ торы, молниеотводы) . , 327 К. Источники питания и системы оперативного тока 2-91. Системы оперативного тока 330 2-92. Технические данные аккумуля¬ торов и зарядных устройств . 333 2-93. Технические данные блоков пи¬ тания, конденсаторов и заряд¬ ных устройств 334 2-94. Выбор и установка аккумуля¬ торных батарей .... 344 2-95. 'Выбор блоков питания и кон¬ денсаторов 349 2-96. Схемы включения аккумулятор¬ ных батарей 353 .2-97. Схемы питания переменным и выпрямленным оперативным то¬ ком. Контроль изоляции . _■ 354 Л. Релейная защита и сетевая автоматика 2-98. Общие сведения .... 357 2-99. Защита трансформаторов . . 358 2-100. Защита от однофазных к. з. трансформаторов 6—10/0,4— 0,23 кВ и 6—10/0,69—0,4 кВ с группой соединения обмоток У/Уя-0 или Д/Ув-11 и У/Zh-II, имеющих глухозаземленные нейтрали на стороне низшего напряжения 367 2-101. Передача отключающего им¬ пульса 368 2-102. Защита . полупроводниковых преобразовательных агрегатов- 373 2-103. Защита синхронных и асин¬ хронных электродвигателей на¬ пряжением . выше 1000 В . 383 2-104. Релейная защита электропеч- ных установок ... . . 389 2-105. Защита линий 6—10 кВ с од¬ носторонним питанием . . 390 2-106. Релейная защита токопрово¬ дов 6—10 кВ 395 2-107. Защита конденсаторных уста¬ новок на напряжение 6—10 кВ 397 2-108. Защита плавкими предохрани¬ телями элементов электроуста¬ новок иа напряжение 6—10 кВ 398 2-109. Автоматическое включение ре¬ зерва (АВР) 399 2-110. Автоматическая частотная раз¬ грузка (АЧР) 402 2-111. Автоматическое повторное включение (АПВ) . . . 407 2-112. Автоматическое регулирование напряжения на трансформато¬ рах . . ...... 409 2-113. Автоматическое регулирование охлаждения трансформаторов 411 2-114. Автоматическая ’ компенсация емкостных токов замыкания на землю 411 2-115. Полупроводниковые устройст¬ ва защиты и автоматики сетей 6—10 кВ 412 2-116. Самозапуск электродвигателей. 414 М. Управление выключателями высокого напряжения, предупреждающая и аварийная сигнализация 2-117. Схемы управления выключате¬ лями высокого напряжения . 420 2-118. Схемы предупреждающей и аварийной сигнализации . . 423 2-119. Элементы схем управления выключателями высокого на¬ пряжения и схем предупреж¬ дающей и аварийной сигнали¬ зации 425 Н. Электрические измерения и учет электроэнергии 2-120. Учет электроэнергии . . . 426 2-121. Измерение электрических ве¬ личин 431 2-122. Контроль качества электро¬ энергии 432 2-123. Контроль изоляции . . . 433 2-124. Оснащение лабораторий по эксплуатационным испытани¬ ям и наладке электрооборудо¬ вания 433 Список литературы ..... 436
Раздел третий Проектирование электроустановок в условиях тропического климата 3-1, Общие положения .... 439 3-2. Климатообразующие процессы и явления 439 3-3. Классификация тропического климата 439 3-4. Значения климатических факто¬ ров 440 3-5. Виды коррозии ..... 442 3-6. Требования к электроустановкам. 442 3-7. Солнцезащитные устройства электроустановок .... 445 3-8. Заземление 447 Список литературы 449 Предметный указатель .... 450
ПРЕДИСЛОВИЕ Развитие народного хозяйства и требо¬ вания научно-технической революции дик¬ туют необходимость совершенствования промышленной электроэнергетики: создания экономичных надежных систем электроснаб¬ жения промышленных предприятий, автома¬ тизированных систем управления электро¬ приводами и технологическими процессами. Все это ставит большие задачи перед работниками проектных, монтажных и на¬ ладочных организаций, работающих в об¬ ласти электрификации промышленности. Серия справочников «Электроустановки промышленных предприятий» позволит ис¬ пользовать практические рекомендации и указания, подготовленные большим коллек¬ тивом специалистов электротехнических на¬ учно-исследовательских и проектных инсти¬ тутов, монтажных трестов и наладочных управлений Главэлектромонтажа Министер¬ ства монтажных и специальных строитель¬ ных работ СССР, обобщивших теоретичес¬ кие исследования, передовой опыт ведущих в области промышленной энергетики орга¬ низаций, достижения отечественной и зару¬ бежной науки и техники. Третье издание серии «Электроустанов¬ ки промышленных предприятий», перера¬ ботанное и дополненное, включает: «Спра¬ вочник по проектированию электроснабже¬ ния», «Справочник по проектированию элек¬ трических сетей и электрооборудования», «Справочник по проектированию автомати¬ зированного электропривода и систем уп¬ равления технологическими процессами», «Справочник по монтажу электроустановок промышленных предприятий» в двух книгах и «Справочник по наладке электрооборудо¬ вания промышленных предприятий». В третье издание справочников по про¬ ектированию внесены значительные измене¬ ния и дополнения, вызванные заметными изменениями технологии промышленных производств, предъявившими повышенные требования к электрооборудованию, надеж¬ ности электроснабжения и быстродействию управления технологическими процессами. Со времени второго издания появились более рациональные технические решения, новые типы электрооборудования и аппа¬ ратуры; разработаны более совершенные методы электрических расчетов; произошел значительный пересмотр основных нормати¬ вных и руководящих документов (ПУЭ, СНиП, ГОСТ); стандартизированы многие терминологические определения и условные обозначения. Третье издание настоящего справочни¬ ка охватывает вопросы'комплексного проек¬ тирования электроснабжения промышлен¬ ных предприятий, понизительных и преоб¬ разовательных заводских и цеховых под¬ станций на базе серийно выпускаемого электрооборудования. Большее, по сравнению со вторым из¬ данием, внимание уделено вопросам созда¬ ния необходимой надежности электроснаб¬ жения, обеспечения качества электроэнер¬ гии и электромагнитной совместимости уст¬ ройств в сетях промышленных предприятий, быстродействия и селективности релейной защиты и оперативной автоматики, автома¬ тизации измерений и учета электроэнергии. Даны рекомендации по размещению и ком¬ поновке подстанций в соответствии с новы¬ ми требованиями ПУЭ-76. Введен новый раздел по проектированию электроустано¬ вок в условиях тропического климата. Рас¬ четы электрических нагрузок дополнены методами определения нагрузок машин кон¬ тактной сварки и резкопеременных (удар¬ ных) нагрузок. В соответствии с новыми руководящи¬ ми указаниями даны рекомендации по рас¬ чету токов короткого замыкания и выбору коммутирующей аппаратуры. Приведены технические данные нового электрооборудо¬ вания, которые, не подменяя каталожную документацию заводов-изготовителей, мо¬ гут быть полезны проектировщикам. В соответствии с введенными стандар¬ тами обновлена терминология, использованы новые графические и позиционные обозна¬ чения в электрических схемах. Ввиду ограниченного объема справоч¬ ника по возможности исключены сведения, относящиеся к вопросам, не получившим со времени второго издания дальнейшего раз¬ вития, а также данные электрооборудова¬ ния, снимаемого с производства. Издательство и составители справочни¬ ка обращаются с просьбой к читателям при¬ сылать свои замечания и предложения по адресу: 113114, Москва, М-114, Шлюзовая наб., 10, изд-во «Энергия». Авторы
ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕННЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ АД — асинхронный двигатель; АВР — автоматическое зерва; АП В— автоматическое чение; АРВ— автоматическое возбуждения; АРН— автоматическое нагрузки; АРЧ— автоматическаи включение ре- повториое вклю- регулироваиие регулирование разгрузка по час¬ тоте; ВН—высшее напряжение; ВЛ — воздушная линия электропере¬ дачи; ГД— генератор-двигатель; ГПП—главная Понизительная подстан¬ ция; ЗРУ — закрытое распределительное уст¬ ройство; ИП — источник питания; к.п.д. — коэффициент полезного действия; КРУ — комплектное распределительное устройство; КТП— комплектная трансформаторная подстанция; НН — низшее напряжение; ОРУ—открытое распределительное уст¬ ройство; ПВ— продолжительность включения; ПГВ— подстанция глубокого ввода; ПП— преобразовательная подстанция; РП — распределительный пункт; РПН — регулирование напряжения под нагрузкой; РУ —распределительное устройство; СД— синхронный двигатель; Т-Д—тиристорный преобразователь- двигатель; ТП— трансформаторная подстанция; ТЭЦ—теплоэлектроцентраль; ЭВМ — электронная вычислительная, ма¬ шина.
РАЗДЕЛ ПЕРВЫЙ ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ 1-1. СИСТЕМА ЕДИНИЦ И УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ Таблица 1-1 Международная система единиц СИ Международная система единиц СИ Ранее применявшаяся практическая система единиц Величина Единица изме¬ рения Буквенные обознячейи я Размерность Единица изме¬ рения Обо.чняч PH ИР Переводной множитель ! в систему СИ Длина Масса Время Сила электрического то¬ ка Термодинамическая„ тем-, пература Кельвина Сила света ■ • Плоский угол Телесный угол Площадь Объем (вместимость) Плотность Частота Скорость Угловая скорость Ускорение Угловое ускорение Сила, сила тяжести (вес) Давление, механическое напряжение, модуль упругости сдвига, объ¬ емного сжатия Оснс метр килограмм секунда ампер кельвин кандела Дополні радиан стерадиан Произ квадратный метр кубический метр килограмм на ку¬ бический метр герц метр в секунду радиан в секунду метр на секунду в квадрате радиан на секун¬ ду в квадрате ньютон паскаль эвные едь м кг с А К кд ітельные рад ср водные е м2 М* кг/м3 Гц м/с рад/с М/с2 рад/с2 Н Па іницы м кг с А К КД единицы рад ср диницы м2 м8 кг/м3 Гц м/с рад/с м/с2 рад/с2 Н Н/м* метр техническая еди¬ ница массы секунда ампер градус свеча радиан стерадиан квадратный метр кубический метр килограмм на ку¬ бический метр герц метр в секунду радиан в секунду метр на секунду в квадрате радиан на секун¬ ду в квадрате килограмм-сила килограмм-сила на квадратный метр м кгс-сек2/м сек А °C св рад ср м2 Ms кг/м3 ГЦ м/сек рад/сек м/сек2 рад/сек2 кгс кгс/м2 1 9,80665 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 . 1 1 1 I 9,80665 1 8.80665
Продолжение табл. 14 Международная система единиц СИ Ранее применявшаяся практическая система единиц S в Величина Единица измере¬ ния Единица изме¬ рения я в S Es и О Работа, энергия, количе¬ ство теплоты Мощность Количество электричест¬ ва, заряд Электрическое напряже¬ ние, разность потенциа¬ лов, электродвижущая сила Напряженность элект¬ рического поля Электрическое сопротив¬ ление Электрическая проводи¬ мость Электрическая емкость Поток магнитной индук¬ ции Магнитная индукция Напряженность магнит¬ ного поля Магнитодвижущая сила Индуктивность Световой поток Яркость Освещенность Частота вращения (об/мин) Момент инерции Момент силы джоуль ватт кулон вольт вольт на метр ом сименс фарада вебер тесла ампер :на метр ампер генри люмен кандела на квад¬ ратный метр люкс секунда в минус первой степени килограмм-метр в квадрате. иьютон-метр Дж Вт Кл В В/м Ом См Ф Вб т A/M • А Гн лм КД/М2 лк 1/с кг-м2 Н-м Н-м Дж/с А-с Вт/А В/м В/А А/В Кл/В В-с Вб/м2 А/м •А Вб/А кд-ср лм/м2 лм/м2 1/с кг-м2 Н-м _ килограмм-сила¬ метр ватт кулон вольт вольт на метр ом сименс фарада вебер вебер на санти¬ метр в квадра¬ те ампер на санти¬ метр ампер-виток генри люмен свеча на квадрат¬ ный сантиметр люмен на квад¬ ратный санти¬ метр оборот в минуту кил огр а мм-метр в квадрате килограмм-сила- метр KPC-M Вт к в в/м £2 1/й Ф вб вб/см2 А/см А гн лм св/см2 ЛМ/СМ2 об/мин кг-м2 , . кгс-м I 9,80665 1 1 1 1 1 1 1 1 104 10« 1 1 1 10—4 10—4 60 . 1 1 9,80665 Наименования десятичных кратных и дольных величин Таблица 1~2 Приставка Значение Обозначения Приставка Значение Обозначения Русские Латинские Русские Латинские тера 1012 т т деци 10-1 Д d гига 109 г G санти 10-2 С С мега 10е м М милли ю-3 М П1 кило ІО3 к к микро 10-« мк 11 гекто ІО2 г h нано ю-9 н п дека 10 да da пико 10-12 п р
Таблица 1-3 Условные графические обозначения в электри' веских схемах (ГОСТ 2.755-74, ГОСТ 2.756-76) Устройства Обозначение Обозначение контактов 1. Контакт коммутирующего устройства. Общее обозна¬ чение: 1 1 а) замыкающий б) размыкающий в) переключающий ч г) переключающий без размыкания цепи ч - LJ д) переключающий со средним положением А 2. Контакт замыкающий с замедлителем*, действующим: а) при срабатывании б) при возврате в) при срабатывании и возврате 3. Контакт размыкающий с замедляющим* действием: а) при срабатывании h 6} при возврате h
родолжение табл. 1-3 Устройства Обозначение в) при срабатывании и возврате 4. Контакт для коммутации сильных токов: а) замыкающий б) размыкающий л А в) замыкающий дугогасительный г) размыкающий дугогасительный л у! 5. Контакт разъединителя - 6. Контакт выключателя-разъединителя 7. Контакт с механической связью. Общее обозначение: - • 1 J а) замыкающий А А [ UJU. 1 б) размыкающий ІА 8. Выключатель трехполюсный с автоматическим возвра- лц том ** , .. 9. Выключатель путевой: а) однополюсный III б) трехполюсный «—X \ X
Продолжение табл. 1-3 Устройства Обозначение 10. Разъединитель трехполюсный 11. Выключатель кнопочный нажимной: а) с замыкающим контактом б) с размыкающим контактом ■ Обозначение катушек 12. Катушка электромеханического устройства (реле пус¬ кателя, контактора и т. д.). Общее обозиачеиие 13. Катушка электромеханического устройства с одной об¬ моткой 14. Катушка., электромеханического устройства с двумя об¬ мотками 15. Катушка ками электромеханического устройства с п обмот- 16. Катушка электромеханического го тока устройства трехфазно- 17. Катушка электромеханического устройства с одним и двумя дополнительными полями, в которых указы¬ вают уточняющие данные электротехнического устрой¬ ства: электромагнит переменного тока; !— обмотка тока; U — обмотка напряжения; І> — обмотка макси¬ мального тока; 17>—обмотка минимального напря¬ жения; р —обмотка поляризованного электромехани¬ ческого устройства 18. Катушка, имеющая механическую блокировку
Продолжениетабл. 1-3 Устройства Обозначение 19. Катушка с ускорением при срабатывании 20. Катушка с ускорением при срабатывании и отпускании 21. Катушка с замедлением при срабатывании 22. Катушка с замедлением при отпускании 23. Катушка с замедлением при срабатывании и отпуска¬ нии * Замедление происходит при движении в направлении от дуги к ее центру. Обозначение замедлителя допускается изображать с противоположной стороны обозначения подвижного контак¬ та, например: ** При необходимости указания величины, при изменения которой‘ происходит возврат, ис¬ пользуются следующие знаки: а) максимального .тока />; б) минимального тока /<; в) обратного тока г) максимального напряжения 4У>; д) минимального напряжения е) максимальной температуры Т°>. Знаки проставляются около обозначения выключателя, напримерз Таблица 1-4 Буквенные условные обозначения в электрических схемах (ГОСТ 2.710-75) Первая буква кода (обя¬ зательная) Группа видов элементов Примеры видов элементов 'Двухбук¬ венный код Устройство (общее обозначение) Преобразователи неэлектрических вели¬ чин в электрические (кроме генерато¬ ров и источников питания) или на¬ оборот; аналоговые или многоразряд¬ ные преобразователи или датчики для указания или измерения Сельсин-приемник Телефон (капсюль) Сельсин-датчик BE BF BG Конденсаторы; логические элементы; микросхемы А В
Продолжение табл. 1-4 Первая буква ко¬ да (обяза¬ тельная) Группа видов элементов Примеры ендов элементов Двухбук¬ венный код Е F G H К L М P Q R S T U V w Y Z Элементы разные .Разрядники, предохранители, устрой¬ ства защитные Генераторы, источники питания Устройства индикационные и сигналь¬ ные Реле, контакторы, пускатели Катушки индуктивности, дроссели Двигатели Приборы, измерительное оборудование Примечание. Сочетание применять не допускается. Выключатели и разъединители в сило¬ вых цепях (энергоснабжение, питание оборудования и т. д.) Резисторы Устройства коммутационные в цепях управления сигнализации и измери¬ тельных Примечание. Обозначение применя¬ ют для аппаратов, не имеющих контактов си¬ ловых цепей Трансформаторы, автотрансформаторы Устройства связи; преобразователи электрических величин в электриче¬ ские Приборы электровакуумные; приборы полупроводниковые Линии и элементы СВЧ, антенны Соединения контактные Устройства механические с электромаг¬ нитным приводом Устройства оконечные, фильтры, огра¬ ничители Лампа осветительная Нагревательный элемент Предохранитель плавкий Батарея Прибор звуковой сигнали¬ зации Прибор световой сигнали¬ зации Реле токовое Реле указательное Реле электротепловое Контактор, магнитный пус¬ катель Реле времени Реле напряжения Дроссель люминесцентного освещения Амперметр Счетчик импульсов Частотомер Счетчик активной энергии Счетчик реактивной энер¬ гии Омметр Записывающий инструмент Часы, измеритель времени действия Вольтметр Ваттметр Выключатель автоматиче¬ ский Разъединитель Потенциометр Выключатель кнопочный Выключатель автоматиче¬ ский Выключатели, срабатываю¬ щие от различных воз¬ действий: уровня давления положения (путевой) угловой скорости температуры Трансформатор тока Трансформатор напряже¬ ния Транзистор Токосъемник, контакт сколь¬ зящий Электромагнит EL ЕК РЦ GB НА HL КА КН КК км кт кѵ LL РА PC РЕ PJ РК PR PS PT PV PW QF QS RP SB SF SL SP SQ SR SK TA TV VT XA YA
Соотношения некоторых единиц физи¬ ческих величин: махового момента и момента инерции (GD2=4gl; g—9,81 м/с2) 1 кгс-м? = 4 кг-м?; электрической энергии 1 Вт-ч = 3600 Дж; ■ плотности электрического тока 1 А/мм§ = 10е А/м?; удельное электрическое сопротивление 1-2. ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ Исполнение двигателей должно обеспе¬ чивать их работу при концентрации хими¬ чески активных реагентов, указанной выше, и при неоднократном воздействии химически Таблица 1-5 Проводниковые материалы Материал Плотность, кг/м8 Температура плавления, . °C Удельное электричес¬ кое сопро¬ тивление прн 20°С, Ом-м-Ю 6 Темпера¬ турный коэффи¬ циент со¬ противле¬ ния при 20°с, 1/КХ ХЮ4 Теплопро¬ водность, Вт»10*/(м»К) Средняя 'тепло¬ емкость, Дж/(кгХ ХК) Коэффи¬ циент ли¬ нейного расшире¬ ния при 20° С," ѴК-10—® Алюми¬ ний 2710 657- 0,026—0,029 44 2,1 884 23 Бронза 8300—8900 885—1050 0,021—0,052 40 0,4—0,8 399 17 Вольфрам 18000—19300 3400 0,053—0,55 40 0,92—1,88 143 43 Медь 8710—8940 1083 0,0175— 0,018 41 3,93—4,1 411 17 Молибден 9700—10300 2570—2620 0,048—0,054 49 1,46 260 4 Никель 8800—8900 1452 0,068—0,072 68 0,58—0,62 445 13 Олово 7300 232 0,124—0,116 44 0,64 227 23 Серебро 10500 960 0,015-0,016 36 4,20—4,22 231 19 Сталь 7870 1400—1530 0,103—0,14 60 0,45—0,48 505 10 Таблица, 1-6 Проводниковые материалы высокого сопротивления Материал Плотность, кг/мэ Темпе¬ ратура плавле¬ ния, °C Удельное электричес¬ кое сопро¬ тивление при 20°С, Ом-м-Ю—6 Темпера- турный коэффи¬ циент соп¬ ротивле¬ ния при 20°С, 1/КХ ХЮ—8 Коэффи¬ циент ли¬ нейного расшире¬ ния при 20°С, * 1/К-Ю—3 Наибольшая допустимая рабочая температура, °C Термо- э. д. с. в паре с медью, мкВ/К Константан 8700—8900 1270 0,45—0,51 0,3—0,5 13 400—700 39—40 Манганин 8100—8400 960 0,42—0,50 3—6 19 250—300 0,9—1,0 Нейзильбер 8400 1000 0,30—0,45 25—36 22 200—250 14—16 Нихром 8100 1370 1,02—1,12 14 13,5 900—1000 Фехраль 7100 1460 1,26 15—18 13,5 750—850 — Хромаль 6950 1500 1,45 4,5 14,5 1000—1150 — Состав среды (г/м3) для испытания химически стойких электродвигателей (ГОСТ 13584-68*) Реагенты Сернистый ангидрид (SO2) . . 0,02 Серный ангидрид (SO3) . . 0,002 Серная кислота (золь HzSO») 0,002 Хлористый водород (НС1) и соляная кислота 0,01 Хлор (С1) 0,001 Аммиак (NH3) 0,02 Окислы азота в пересчете на Н2Оз 0,005 Смеси SO2+HC1 . .. . . , 0,024-0,01 sOâd-нсі . .. . . . 0,0024-0,001 SOs-f-окисяы азота ; .. . 0,0024-0,005
Электроизоляционные материалы Таблица 1-7 Материал Плотность, кг/м3 Относительная диэлектрическая проницаемость при 20°С Удельное электрическое сопротивление при 20°С. Ом-м Тангенс угла диэлектрических потерь при 50 Гц и 20°С Пробивное напряжение прн 20°С, кВ/см Теплопроводность, Вт/(м-І\) В лаго погло¬ щаемость за 24 ч, % Асбест Асбоцемент Битумы Бумага Воздух Гетинакс Древесина Лакоткаии Масло . трансформа¬ торное Миканиты Парафин Полипропилен Полистирол Полихлорвинил Полиэтилен Резина Слюда Совтол Совол Стеатит Стекло Стеклоткани (иа кремнийорганичес- ском лаке) Стеклотекстолит Текстолит Фосфор Фторопласт-4 Шифер Эбонит 2300—2600 1600—1800 1000 700—870 1,21 1350—1450 600—820 900—1200 880—890 1500—2600 850—900 900—910 1050—1070 1200—1600 920—960 1700—2000 2680—2890 1500—1560 1520—1540 2800—3100 2000—3100 1250—1350 1650—1850 1300—1450 2300—2500 2100—2300 2700—2900 1150—1350 6—8 2— 4 2,5—3,5 1,00068 6—8 3— 4 2.1— 2,4 5-8 2,0—2,2 2,0—2,1 2.4— 2,6 5— 8 2.2— 2,4 2.5— 4,9 5.8— 7,2 4.8— 5,0 4.5— 4,8 6,4-7,0 3,7—16,5 3—4 6— 8 5-6 5— 6 1.9— 2,2 6- 9 3,0—3,5 10» 10»—10’ 1011— 10*8 1010—1012 101’—1018 108—1010 2.10е—4-Ю9 1010—10»? 1012— 1013 10Ю—101? 1014—101« ЮМ-ЮН 1013— 101« 1010—10U ІО*8—ІО-*5 1012—IO*S ЮН-ЮМ 10*i—10*3 5(10*!—10*?) 10*3—10*6 103—10*3 10**—10»? 1018-10*1 10?— ІО8 10*1—Ю*2 10*«—10« 106—107 1012—1014 . 0,03—0,05 0,0025—0,0037 (2—4)-10~’ 0,045—0,15 0,003—0,06 0,0006—0,0012 0,01-0,07 0,0003—0,00007 0,002—0,0003 (при 10е Гц) (2—8)-ІО-4 (5—8)-10—? (2—6)-ІО-4 (1—5). ІО—2 0,004—0,015 0,0008—0,002 0,001—0,003 0,0005—0,0018 0(00012—0,007 0,005—0,015 0,03—0,2 0,06—0,3 0,022—0,040 (1—3). 10-4 0,08—0,12 (5—15). 10—3 2,4—4,6 2—1,5 кВ/мм 15—20 5— 10 21,9—22,7 12—33 2,2—5,6 20—70 15— 20 7,0—20,0 22—32 30—32 25—40 6— 15 35—60 16— 40 95—175 14— 18 15— 20. 38—62 30—45 18—65 12—50 10—20 22—28 25—27 0,5—1,0 15—20; 0,11—0,13 0,5—1,0 0,097—0,102 0,025—0,036 0,168—0,170 0,109—0,46 0,12—0,26 0,150—0,164 0,20—0,41 0,033 кал/(К-м) 0,79—0,82 0,18 0,25—0,033 0,14—0,16 0,43—0,60 1,5—2,0 0,20—0,26 0,172—0,180 0,146—0,162 1,2—1,5 О', 30—0,32 1,0—3,0 ' 0,14—0,18 2—4 15—20 7—8 0,25—0,6 20—30 3,6—8,0 За 180 сут 0,4—0,006 0—0,02 0,1—0,03 0—0,005 1,0—3,5 1,0—3,5 Отсутствует 0,5—1,5
Реагенты Наименование металла а сплава Азотная кислота НК03 £НН ятшну Анилан Ацетилен С2Нг Пврошь водорода И202 zia^W ntmmdoirx ппнащу Морсш во до Серная кислота Hz Sïk J Сернистый ангиВриВ SO, ч UOfjuuuuupuu Соляная кислота НИ Окись углеройа 00 Уксусная кислота сн3соон Фтористоводородная каолота HF Хлор Clz Алюми¬ ний а его сплав Алюминий С О о & < О ( О ф АлюманаеВо-магниеВьій сплав Й © о ф © ф доиио во а чдаы Латунь МеВь □□ о ф н □ а МеВт-наквлеВый сплав (нейзильбер) ф © © ф Никель а его сплав Ракель © © Q © © © С @ © Нихром $ • ф Q © $ © © Плеве © О ф в © Свинец ф © о ф Серевро о е © ф Сталь Углеродистая Ст 1 о s E3g © Углеродистая Cm3 □ Ф □ □1 Марганцовистая □ ф ■1 ■п ф Хромистая ѳ © 'G □g ип о ф и Хромоникелевая © ЕЗЕ ш о © 1 Цинк 0 о © ф ПЕ о ^^—Понаженностоикие Нестойкие © —Малостойкое а) ÇP~ Совершенно стойкие (g) —Весьма стойкие Рис. 1-1. Коррозионная стойкость. а — металлов и сплавов: 1 — в газообразной среде — стойкий; 2— по некоторым данным малостой¬ кий; 3 — стойкость указана в сухом газе, во влажном — незначительная коррозия; 4 — стойкость указана для жидкого аммиака; 5—стойкость указана в сухом газе, во влажном — нет данных; 6 — разрушается со взрывом; б — неметаллов: 1 — уголь стойкий; 2—в концентрированной кислоте нестойкий.
Реагенты Наименование материала Азотная кислота ННО3 Аммаак NH3 А нал ин CjHjNH^ Ацетилен DZHZ Ацетон СНзСОСИз Бензол CSHS Дихлорэтан СНСТІС12 Магний хлористый MgClz Морская Вода Серная кислота HZSO^ СероВоВороВ Hzs Соляная кислота НС1 Фенол СбН5ОН ФтористоВоВороВная кислота HF Бетон Кислотоупорные ф ф Е] ГиВриВличвский ф ф © Графят а уголь 0 ф ф ф ф Древесина @ 0 © ф Замазка кислотоупорная ф ф 0 ф © ф □ 1 Кузбасский ф ф Масляный N-K © ПерхлорВинилоВый ф и ф ф Пластмассы Винипласт ф ф 1 в ІИ ф ф ф ф ф 0 ф Гетинакс ф ф Полихлорвинил 0 0 © ф ф ф ф ф Полиэтилен © ф ф ф ф ф Полистирол ф ф 0 © © ф ф ф ф Текстолит ф е ф ф ф ф ф Разина (мягкая) ф ф © ф © ф ф 0 ф ф Стекле ф ф ф ф ф ф ф ф ф ф © Фарфор ф ф ф ф ф ф ф ф ф ф > Хлоропрен ф 0 ф ф © •ф 0 ЗРоиит ф ф ф ф ф ф ф ф е ф ^—Стойкие Пана/квнностойкас © — Нвстайкае ' е)
активных реагентов аварийной концентра¬ ции (до 20-кратной нормальной концентра¬ ции) при температуре окружающей среды до плюс 40°С и относительной влажности окружающей среды до 80% при температу¬ ре до плюс 25°С. Общая продолжитель¬ ность воздействия химически активных ре¬ агентов аварийной концентрации в течение всего срока службы двигателя не должна превышать 120 ч. Предполагается, что в экс¬ плуатации двигатели подвергаются воз¬ действию одного реагента или одной смеси. Таблица 1-8 Десятибалльная шкала коррозионной стойкости металлов и их сплавов1 Показатели Группа стойкости I-совершен¬ но стойкие ІІ-весьма стойкие ІГІ-стойкие ІѴ-понижеи- но стой кие V-мало¬ стойкие VI- нестой¬ кие Скорость кор¬ розии, мм/год Балл 0,001 1 Свыше 0,001 до 0,01 2; 3 Свыше 0,01 до 0,1 4; 5 Свыше 0,1 ДО 1 6; 7 Свыше 1 до 10 8; 9 Свыше 10 10 1 По данным Института физической химии АН СССР. Таблица 1-9 Примерный состав атмосферы промышленного района (ГОСТ 15150-69) Тип ат¬ мосфе¬ ры Содержание коррозионных агентов Примечание I Сернистый, газ не более 4 мг/м5 в сутки (не более 0,02 мг/м3) Хлористые соли не более 0,3 мг/м3 в сутки Атмосфера соответствует атмосфере сель¬ ской, лесной, горной местности вдали от промышленных районов II Сернистый газ 4—200 мг/м2 в сутки (0,02—2 мг/м3) Атмосфера соответствует атмосфере про¬ мышленного района III Сернистый газ 4—20 мг/м2 в сутки (0,02—2 мг/м3) Хлористые соли -2—2000 мг/м2 в сут¬ ки Атмосфера соответствует морской Таблица 1-10 Классификация материалов по степени возгораемости (СНиП Н-А.5-70*) Группа возгораемости Характеристика материалов Несгораемые Под воздействием огня или высокой температуры не воспла¬ меняются, не тлеют и не обугливаются Трудносгораемые Под воздействием огня или высокой температуры воспламе¬ няются, тлеют или обугливаются и продолжают гореть или тлеть только при наличии источника огня, а после удале¬ ния источника огня горение или тление прекращается- Сгораемые Под воздействием огня или температуры воспламеняются или тлеют и продолжают гореть или тлеть после удаления источника огня
1-3. КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ РАБОТЫ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ (ГОСТ 15150г69) С точки зрения пригодности для рабо¬ ты в определенных климатических услови¬ ях установлены пять категорий исполнения электрических машин и электротехнических изделий. Категория 1. Изделия, предназначен¬ ные для работы на открытом воздухе. Категория 2. Изделия, предназначенные для работы в помещениях, где колебания температуры и влажности воздуха несу¬ щественно отличаются от колебаний иа от¬ крытом воздухе И имеется сравнительно свободный доступ наружного воздуха, на¬ пример в палатках, кузовах, прицепах, по¬ мещениях, выполненных из металла без теплоизоляции, а также в кожухе на откры¬ том воздухе или под навесом (при отсут¬ ствии прямого воздействия солнечной ради¬ ации и атмосферных осадков на изделие). Стандартные характеристики климатов (ГОСТ 15150-69) Таблица 1-11 Категория исполне¬ ния Элек¬ тр ообору- ■ до в ан ия Нормальные значения температуры воздуха при эксплуатации, °C Относительная влажность воз¬ духа при эксплуатации рабочие пре дельные Среднемесячное зна¬ чение в наиболее теплый и влажный период Продол¬ житель¬ ность воз¬ действия, мес верхнее нижнее среднее верхнее ннжнее Умеренный климат 1 +40 —40 +10 +45 —50 80% при 20° С 6 2 +40 —40 +10 +45 —50 80% при 20° С 6 3 +40 —40 +10 +45 —50 80% при 20° С 6 4 +35 + 1 +20 +40 +1 65% при 20° С 12 5 +35 —5 + 10 +35 —5 90% при 20° С 12 Холодный климат (ХЛ) 1 +40 —60 +10 +45 —60 80% при 20° С 6 2 --40 —60 -10 +45 —60 80% при 20° С 6 3 --40 —60 —10 +45 —60 80% при 20° С 6 4 --35 +1 —20 —40 +1 65% при 20° С 12 5 +35 —10 +10 +35 —10 90% при 20° С 12 Тропический влажный климат (ТВ) 1 +45 + 1 +27 +50 —10 90% при 27° С 12 2 +45 + 1 +27 +50 —10 90% при 27° С 12 3 +45 + 1 +27 +50 — 10 80% при 27° С 12 4 +45 + 1 +27 +50 +1 80% при 27° С 12 5 +35 +1 +10 +35 +1 90% при 27° С 12 Тропический сухой климат (ТС) 1 +45 —10 +27 +55 —20 65% при 20° С 12 2 +45 —10 +27 +55 —20 65% при 20° С 12 3 +45 —10 +27 +55 —20 65% при 20° С 12 4 +45 +1 +27 +55 + 1 65% при 20° С 12 5 +35 +1 +10 +35 +1 90% при 20° С 12 Климатические условия для изделий, предназначенных для всех климатических районов на суше и на море 1 +45 —60 +27 +55 —60 90% при 27° С 12 2 +45 —60 +27 +55 —60 90% при 27° С 12 3 +45 —60 +27 +55 —60 80% при 27° С 12 4 +45 +1 +27 + 55 + 1 80% при 27° С 12 5 +45 —10 +27 + 45 —40 90% при 27° С 12
Таблица 1-12 Обозначения степени защиты электрооборудования от прикосновения, попадания посторонних предметов и влаги (ГОСТ 14254-6.9) Обоз¬ наче¬ ние О 1 2 3 4 5 6 О 1 2 3 4 5 6 7 8 Степень защиты Защита персонала и защиты от попадания твердых тел (Первая цифра) Отсутствует защита персонала от возможности соприкосновения с токоведу¬ щими или движущимися частями внутри оболочки, а также оборудования от по¬ падания твердых посторонних тел Защита от случайного соприкосновения большого участка поверхности тела человека с токоведущими или движущимися частями внутри оболочки, отсутст¬ вует защита от преднамеренного доступа к этим частям Защита оборудования от попадания крупных твердых посторонних тел диа¬ метром не менее 52,5 мм Защита от возможности соприкосновения пальцев с токоведущими или дви¬ жущимися частями внутри оболочки Защита оборудования от попадания твердых посторонних тел среднего раз¬ мера диаметром не менее 12,5 мм Защита от соприкосновения инструмента, проволоки или других подобных предметов, толщина ' которых превышает 2,5 мм, с токоведущими или движу¬ щимися частями внутри оболочки Защита оборудования от попадания мелких твердых посторонних тел диамет¬ ром не менее 2,5 мм Защита от соприкосновения инструмента, проволоки или других подобных предметов, толщина которых превышает 1 мм, с токоведушими частями внутри оболочки Защита оборудования от попадания мелких твердых посторонних тел толщи¬ ной не менее 1 мм Полная защита персонала от соприкосновения с токоведущими илн движу¬ щимися частями, находящимися внутри оболочки Защита оборудования от вредных отложений пыли Полная защита персонала от соприкосновения с токоведущими или движу¬ щимися частями, находящимися внутри оболочки Полная защита оборудования от попадания пыли Защита от попадания воды (Вторая цифра) Защита отсутствует Защита от капель сконденсировавшейся воды. Капли сконденсировавшейся воды, вертикально падающие на оболочку, не должны оказывать вредного воз¬ действия на оборудование, помещенное в оболочку Защита от капель воды. Капли воды, падающие на оболочку, наклоненную под углом не более 15° к вертикали, не должны оказывать вредного действия на оборудование, помещенное в оболочку Защита от дождя. Дождь, падающий на оболочку, наклоненную под углом не более 60° к вертикали, не должен оказывать вредного действия на оборудо¬ вание, помещенное в оболочку Защита от брызг. Брызги воды любого направления, попадающие на оболоч¬ ку, не должны оказывать вредного воздействия на оборудование, помещенное в оболочку Защита от водяных струи. Вода, выбрасываемая через наконечник на оболоч¬ ку в любом направлении при условиях, указанных в стандартах или технических условиях на отдельные виды электрооборудования, не должна оказывать вред¬ ного воздействия на оборудование, помещенное в оболочку Защита от воздействий, характерных для палубы корабля (включая палубное водонепроницаемое оборудование). При захлестывании морской волной вода не должна попадать в оболочку при условиях, указанных в стандартах или тех¬ нических условиях на отдельные виды электрооборудования Защита при погружении в воду. Вода не должна проникать в оболочку при давлении в течение времени, указанного в стандартах или технических условиях на отдельные виды электрооборудования Защита при неограниченно длительном погружении в воду при давлении, указанном в стандарте или технических условиях на отдельные виды электро- оборудования. Вода не должна проникать внутрь оболочки
Категория 3. Изделия, предназначен¬ ные для работы в закрытых помещениях с естественной вентиляцией, без искусствен¬ но регулируемых климатических условий, где колебания температуры и влажности воздуха и воздействие песка и пыли сущест¬ венно меньше, чем на открытом воздухе, например в помещениях из металла с тепло¬ изоляцией, каменных, бетонных, деревянных помещениях (существенное уменьшение воздействия солнечной радиации, ветра, ат¬ мосферных осадков, отсутствие росы). Категория 4. Изделия, предназначенные для работы в помещениях с искусственно регулируемыми климатическими условиями, например в отапливаемых или охлаждае¬ мых и вентилируемых производственных и других помещениях, в том числе хорошо вентилируемых подземных помещениях (отсутствие прямого воздействия солнечной радиации, отсутствие воздействия атмос¬ ферных осадков, а также воздействия пес¬ ка и пыли, содержащихся в наружном воз¬ духе). Категория 5. Изделия, предназначен¬ ные для работы в помещениях с повышен¬ ной влажностью (например, в неотаплива¬ емых и невентилируемых подземных поме¬ щениях, в том числе шахтах, подвалах, в почве, в таких судовых, корабельных и дру¬ гих помещениях, в которых возможно дли¬ тельное наличие воды или частая конденса¬ ция влаги на стенах и потолке, в частности в некоторых трюмах, в некоторых цехах текстильных, гидрометаллургических произ¬ водств и т. п.). Климатические условия работы элек¬ тротехнических изделий характеризуются в основном температурой и влажностью воз¬ духа и пределами их изменения во времени. В табл. 1-11 приведены некоторые зна¬ чения этих факторов для пяти категорий электротехнических изделий, перечисленных выше. Полные характеристики климатических условий см. ГОСТ 15150-69. КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ПО ЗАЩИТЕ ОТ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ (ГОСТ 16352-70 И 14254-69) Машины и аппараты Взрывозащищенная — электрическая машина специального применения, предназ¬ наченная для работы во взрывоопасной среде. Влагостойкая — электрическая машина специального применения, предназначенная для работы в условиях повышенной влаж¬ ности окружающей среды. Морозостойкая — электрическая маши¬ на специального применения, предназначен¬ ная для работы в условиях пониженной температуры окружающей среды. Химически стойкая — электрическая ма¬ шина специального применения, предназна¬ ченная для работы в условиях химически агрессивной окружающей среды. Тропическая — электрическая машина специального применения, предназначенная для работы в условиях тропического кли¬ мата. Степень защиты персонала от соприкос¬ новения с токоведущими и движущимися частями электрооборудования и степень защиты электрооборудования от попадания твердых посторонних тел, пыли и влаги вы¬ ражается приведенными ниже условными цифровыми обозначениями. Цифровые обоз¬ начения приняты СЭВ и МЭК. В СССР они введены ГОСТ 14254-69 для электрообору¬ дования напряжением до 1000 В. Степень защиты обозначается буквами IP, указывающими на международную сис¬ тему обозначений и двумя цифрами, харак¬ теризующими степень защиты от попадания твердых тел (первая цифра) и от воды (вторая цифра). Обозначения степени за¬ щиты приведены в табл. 1-12. Если для изделия нет необходимости в одном из видов защиты, допускается в ус¬ ловном обозначении проставлять знак X вместо обозначения того вида защиты, ко- Таблица 1-13 Предпочтительные степени зашиты электрооборудования (ГОСТ 14254-69) Степень защиты от прикосновения и по¬ падания посторон- них тел Степень защиты от проникновения воды 0 1 2 3 4 5 6 7 8 0 ІР00 ІР01* . 1 ІР10 IP11 IP12 IP 13* — — .— — — 2 ІР20 IP21 IP22 IP23 —— — — — — 3 ІРЗО IP31 IP32 IP33 IP34 — — — — 4 ІР40 IP41 IP42 IP43 IP44 — — — -—. 5 ІР50 IP51 — — IP54 IP55 1P56 — — 6 ІР60 , — — — — IP65 IP36 IP67 IP68 Для аппаратов не применяется.
торый в данном изделии ие требуется или испытание которого не производится. Под зашитой от соприкосновения с движущимися частями подразумевается только защита от соприкосновения с такими движущимися частями внутри оболочки, которые могут причинить вред персоналу. Для применения рекомендуются ие все возможные комбинации степеней от попада¬ ния твердых тел и воды. Предпочтительные комбинации приведены в табл. 1-13. ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ГАЗООБРАЗНОЙ СРЕДЫ И ВЫСОТЫ МЕСТА УСТАНОВКИ НАД УРОВНЕМ МОРЯ НА РАБОТУ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ Электрические машины (ГОСТ 183-74) Предельно допустимые превышения температуры электрических машин при температуре газообразной охладающей сре¬ ды ниже или выше 40° С или на высоте над уровнем моря более 1000 м должны быть следующими: при температуре газообразной охлаж¬ дающей среды выше 40° С (но ие выше 60° С) предельно допустимые превышения температуры, указанные в ГОСТ 183-74, уменьшаются для всех классов изоляцион¬ ных материалов иа разность ' между темпе¬ ратурой охлаждающей среды и температу¬ рой 40° С. При температуре охлаждающей среды выше 60° С допустимые превышения температуры устанавливаются по согласо¬ ванию с предприятием-изготовителем; при температуре газообразной охлаж¬ дающей среды ниже 40° С предельно допу¬ стимые превышения температуры, ука¬ занные в ГОСТ 183-74, для всех классов изоляционных материалов могут быть уве¬ личены на разность между температурой ох¬ лаждающей среды и температурой 40° С, но ие более чем на 10° С, для всех электричес¬ ких машин, за исключением турбогенерато¬ ров, гидрогенераторов и синхронных ком¬ пенсаторов. Допустимые нагрузки машин, соответствующие этим измененным пре¬ дельным превышениям температуры, дол¬ жны быть указаны заводом-изготовителем. При высоте места установки электри¬ ческих машин над уровнем моря, большей 1000 м (ио ие превышающей 4000 м), пре¬ дельно допустимые превышения температу¬ ры, указанные в ГОСТ 183-74, уменьшают¬ ся для изоляционных материалов всех клас¬ сов на 1% на каждые 100 м сверх 1000 м при условии, что температура охлаждающей среды не выше 40° С. Номинальные данные электрических машин могут быть сохране¬ ны, если превышению высоты места уста¬ новки машины сверх 1000 м иад уровнем моря будет соответствовать снижение тем¬ пературы охлаждающей среды по сравне¬ нию с 40° С. При этом каждым 100 м пре¬ вышения высоты места установки машины иад высотой 1000 м должно соответствовать снижение температуры охлаждающей среды ие менее чем на 1% значений,-'указанных в ГОСТ 183-74. 1-4. ВЗРЫВООПАСНЫЕ И ПОЖАРООПАСНЫЕ ЗОНЫ ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ВЗРЫВООПАСНЫХ И ПОЖАРООПАСНЫХ ВЕЩЕСТВАХ Жидкие, твердые или газообразные го¬ рючие вещества, используемые, перерабаты¬ ваемые или получаемые.в процессе произ¬ водства, разделяются на взрывоопасные и пожароопасные. Пары горючих жидкостей, смешиваясь с воздухом или с другими- окислителями (кислородом, хлором), образуют паровоз¬ душные смеси, которые могут быть взрыво¬ опасными или пожароопасными. Горючие газы, смешиваясь с воздухом, образуют газовоздушные'смеси, которые во всех- случаях являются взрывоопасными. Пыли твердых горючих веществ, а так¬ же волокна некоторых горючих материалов, смешиваясь с воздухом, во взвешенном сос¬ тоянии образуют пылевоздушные смеси, которые могут быть взрывоопасными или пожароопасными. Взрывоопасность или пожароопасность парогазопылевоздушных смесей зависит от физических свойств входящих в смесь па¬ ров, газов и пыли и характеризуется тем¬ пературой вспышки входящих в смесь па¬ ров горючей жидкости, температурой само¬ воспламенения паров, газов и пыли, входя¬ щих в смесь, и концентрацией горючих ком¬ понентов (пара, газа, пыли, волокон) в дан¬ ном объеме воздуха. Температурой вспышки паров горючей жидкости -называется определенная стан¬ дартным методом наинизшая температура этой жидкости, при которой посторонний источник зажигания вызывает, вспышку па¬ ров, образующихся иад ее поверхностью, однако не сопровождающуюся воспламене¬ нием- самой жидкости. Температурой самовоспламенения го¬ рючего вещества называется определенная стандартным методом иаиннзшая темпера¬ тура, до которой горючее вещество должно быть равномерно нагрето для того, чтобы оно воспламенилось без применения посто¬ роннего источника зажигания. Концентрация паров и газов в воздухе принята в процентах их содержания в дан¬ ном объеме воздуха (объемная концентра¬ ция, %); концентрация пыли и волокон, взвешенных в воздухе, определяется их со¬ держанием в граммах на кубический метр воздуха (концентрация по массе, г/м3). Концентрация паров горючей жидкости, горючих газов, пыли и волокон в воздухе, при которой посторонний источник зажига¬ ния может вызвать мгновенное воспламе¬ нение (взрыв) всей массы смеси, называет¬ ся взрывоопасной концентрацией. Взрывоопасная концентрация имеет нижний и верхний пределы взрываемости, ниже и выше которых взрыв не происходит даже при наличии постороннего источника зажигания.
Таблица 1-14 Категории взрывоопасных смесей с воздухом газов и паров по ГОСТ 12.1.011-78 Категория Взрывоопасные смеси с воздухом Безопасный экспериментальный максимальный зазор, мм I Рудиичиого газа метаиа Более 1,0 ПА Более 0.9 до 1,0 ИВ 1 Промышленных газов и паров Более 0,5 до 0,9 ПС До 0,5 Таблица 1-15 Температурные группы взрывоопасных смесей с воздухом газов и паров по ГОСТ 12.1.011-78 Группа взрывоопас¬ ной смесн Температура самовоспла¬ менения, °C Группа взрывоопас¬ ной смеси Температура самовоспла¬ менения, °C Т1 Выше 450 Т4 Выше 135 до 200 Т2 Выше 300 до 450 Т5 Выше 100 до 135 тз Выше 200 до 300 Тб Выше 85 до 100 Таблица 1-16 Физико-химические свойства некоторых горючих жидкостей и газов, а также категория и группа образуемых ими взрывоопасных смесей с воздухом Плотность Темпера- Пределы взрываемос¬ ти, % Наименование горючих жидкостей и газов жидкости, кг/м3 паров и газов—по отноше¬ нию к воз¬ духу тура вспышки паров, °C нижиий « Я я X А <и й Кате¬ гория Груп¬ па Горючие жидкости Аллил хлористый 938 2,64 —29 3,00 14,80 ПА Т1 Ангидрид уксусный 1081 3,50 40 1,21 9,90 ПА Т2 Ацетон 792 2,00 —17,8 2,20 13,00 ПА Т1 Бензин Б-100 728 -— —34 0,98 5,48 ПА Т1 Бензин Б-95/130 736 — —37 0,98 5,48 ПА Т2 Бензин А-66 728 — —39 0,76 1_5,03 ПА ТЗ Бензин «калоша» 722 — — 17 1,10 5,40 ПА ТЗ Бе изол 879 2,63 — 14 1,10 6,80 ПА Т1 Диэтиламин 709 2,53 —26 2,20 14,90 ПА Т1 Диоксаи 1034 3,00 11 1,87 23,41 ПВ Т2 Кислота уксусная 1049 2,07 38 3,10 22,00 ПА Т1 Ксилол 864 3,66 29 1,20 6,20 ПА Т1 Керосин тракторный 833 — 27 1,40 7,50 ПА ТЗ Метилизобутилкетон 803 3,45 17 -— — ПА Т2 Метил хлористый 1325 2,91 — 14 8,80 11,10 ПА Т1 Метилстирол 913 4,07 38 0,85 3,40 ПА Т1 Растворители: Р-4 — — —7 1,65 — ПА Т1 РС-1 — — 9 1,38 — ПА Т1 РС-2 — — 30 1,46 ПА Т2 РКБ-2 — — 34 1,79 ПА Т2 № 647 — 5 1,60 ПА Т2 № 649 .—- — 29 1,76 —■ ПА Т2 № 651 — — 29 1,58 ПА тз
Продолжение табл. 1-16 Наименование горючих жидкостей и газов Плотность Темпера¬ тура вспышки паров, °C Пределы взрываем'ос- ТИ, % ■ Кате¬ гория Груп¬ па ЖИДКОСТИ, кг/мэ паров и газов—по отноше¬ нию к воздуху нижний верхний Спирты: бутиловый 810 2,56 34 1,52 7,90 ПА Т2 изобутиловый 806 2,56 28 1,89 7,30 ПА Т2 изопропиловый 785 2,07 12 2,25 11,65 ПА Т2 метиловый 791 1,10 80 6,00 34,70 ПА Т2 этиловый — 1,58 13 3,60 19,00 ПА Т2 Сероуглерод 1263 2,60 —30 1,80 8.1,30 ПС Т5 Скипидар 863 — 35 0,80 — ПА ТЗ Толуол 886 3,14 5 0,92 5,00 ПА Т1 Уайт-спирит 776 — 33 1,40 6,00 . ПА ТЗ Хлорбензол 1110 3,88 26 1,60 7,83 ПА Т1 Этиламин — 0,71 —17 5,50 17,00 ПА Т2 Эфир диэтиловый 713 2,56 —45 2,74 44,30 ПВ Т4 Горючие газы Аммиак —- 0,59 — 16,00 27,00 ПА Т1 Ацетилен 0,90 — 3,50 82,00 ПС Т2 Бутан 2,00 1,80 9,10 ПА Т2 Водород —- 0,07 — 4,15 75,00 ПС Т1 Газ водяной 0,54 — 12,00 66,00 ПС Т1 Газ доменный — — — 35,00 74,00 ПА Т1 Газ коксовый — 4,40 34,00 ПВ ТГ Газ светильный — 0,50 — 5,30 32,00 ПС Т1 Гексаи — — — 1,20 7,50 ПА ТЗ Дивинил —- 1,87 — 4,00 8,00 ПВ Т2 Изобутаи — 2,00 — 1,90 8,40 ПА Т1 Метан — 0,55 — 5,00 15,00 I Т1 Окись углерода — 0,96 — 12,80 75,00 ПА Т1 Окись этилена 1,50 — З’.ОО • 8;оо- ПВ Т2 Пентаи 2,67 — 1,50 7,80 ПА ТЗ Пропан —— 1,52 — 2,30 9,50 ПА Т1 Сероводород — 1,19 — 4,30 45,50 ПВ ТЗ Этап — 1,03 — 3,00 15,00 ПА Т1 Этилацетат — 3,04 — 2,20 11,40 ПА Т2 Этилен —* 0,97 — 3,00 34,00 ПВ Т2 Таблица 1-17 Нижний предел взрываемости во взвешенном состоянии и температура самовоспламенения взрывоопасных пылей некоторых веществ Вещества Нижний предел взрывае¬ мости, г/м3 Темпера¬ тура са¬ мовоспла¬ менения, °C Вещества Нижний предел взрывае¬ мости, г/мэ Темпера¬ тура са¬ мовоспла¬ менения, °C Альтакс 37,8 645 Полиакрилонитрил 21,2 505 Алюминий 40,0 550 Пыль пробковая 15,0 460 Аминопласт 52,0 725 Пыль резиновая 10,1 1000 Антрацен 5,0 505 Пыль сланцевая 58,0 830 Витамин В-15 28,2 509 Пыль пеллолигнина 27,7 770 Витамин РР (из плодов 38,0 610 Пыль мучная 20,63 410 шиповника) Сахар свекловичный 8,9 360 Гидрохинон 7і6 800 Сера 2,3 235 Декстрин 37,8 400 Симазии технический 38,2 790
Продолжение табл. 1-17 Вещ ества Нижний предел взрывае¬ мости, г/м3 Темпера¬ тура са¬ мовоспла¬ менения, °C Вещества Нижний предел взрывае¬ мости, г/м3 Темпера- ’ тура са- мовос- пламене- ния °C Казеин 45,0 520 Соль АГ 12,6 636 Какао 45,0 420 Спирт поливиниловый 42,8 450 Камфора 10,1 850 Стекло органическое 12,6 579 Канифоль 12,6 325 Сульфадимезин 25,0 900 Керагеи 25,0 597 Титан 45,0 330 Крахмал картофельный 40,3 430 Уротропин 15,1 683 Крахмал кукурузный 32,5 410 Фенольная смола 25,0 460 Мука гороховая 25,0 560 Фенопласт 36,8 491 Мука древесная 11,2 430 Фталевый ангидрид 12,6 605 Нафталин 2,5 575 Цирконий 40,0 253 Полипропилен 12,6 890 Чай 32,8 925 Полистирол 25,0 475 Этилцеллюлоза 37,8 657 Эбонит 7,6 360 Смесь паров горючей жидкости, горю¬ чих газов, пыли и волокон с воздухом, ко¬ торая способна взорваться от искр, откры¬ того пламени, электрической дуги или на¬ грева, — называется взрывоопасной смесью. Пары горючих жидкостей с температу¬ рой вспышки 61° С и ниже относятся к взрывоопасным, а сами жидкости называ¬ ются легковоспламеняющимися ( ЛВЖ) - Пара горючих жидкостей с температу¬ рой вспышки выше 61° С относятся к по¬ жароопасным. Пары этих же жидкостей, нагретые в условиях производства до темпе¬ ратуры выше температуры вспышки, отно¬ сятся к взрывоопасным. 'Горючие газы относятся к взрывоопас¬ ным при любых температурах окружающей среды. Горючие пыли и волокна относятся к взрывоопасным, если нижний предел их взрываемости равен или менее 65 г/м3. Ес¬ ли нижний предел взрываемости горючей пыли или волокон превышает указанное значение, то такие пыли и волокна относят¬ ся к пожароопасным. Все твердые, жидкие, пластичные и волокнистые горючие вещества (например, уголь, торф, дерево, ткани, битум, жидкие и вязкие масла и смазочные материалы и др.), воспламенение которых ограничива¬ ется горением (ио не взрывом), относятся к пожароопасным1. Горючие газы разделяются на легкие, тяжелые и сжиженные. Легким называется газ, который при температуре 20° С и давлении примерно 100 кПа (1 ат) имеет плотность по отноше¬ нию к воздуху равную или менее 0,8. Тяжелым называется газ, который при тех же условиях имеет плотность по отно¬ шению к воздуху более 0,8. Сжиженным называется газ, который 1 Это определение не относится к взрывчатым веществам (порох, динамит, пироксилин и др.). при температуре окружающей среды ниже 20° С или при давлении выше 100 кПа или при совместном действии обоих этих усло¬ вий обращается в жидкость. Легкие газы внутри помещений занима¬ ют верхнюю часть помещения; снаружи — поднимаются вверх и рассеиваются в ат¬ мосфере. Тяжелые газы как внутри помещений, так и снаружи распространяются в нижних частях помещений и низменных частях на¬ ружной территории предприятия, заполняя каналы, туннели и другие заглубленные места. Сжиженные газы находятся под давле¬ нием в закрытых емкостях. При нарушении целости емкости сжиженные газы выходят наружу и, увеличиваясь многократно в объ¬ еме, распространяются на большой терри¬ тории. Взрывоопасные смеси с воздухом газов и паров, в зависимости от величины безо¬ пасного экспериментального максимального зазора между фланцевыми соединениями стандартной оболочки электрооборудования, подразделяются на категории I и II (ПА, ПВ и ПС). К категории I относятся смеси с воздухом рудничного газа метана; к ка¬ тегории II— смесн с воздухом промышлен¬ ных газов и паров согласно табл. 1-14. В зависимости от температуры само¬ воспламенения взрывоопасные смеси газов и паров с воздухом подразделяются иа шесть температурных групп согласно табл. 1-15. Физико-химические свойства некоторых горючих жидкостей и газов, а также кате¬ гория и группа образуемых ими взрыво¬ опасных смесей с воздухом приведены в табл. 1-16. Взрывоопасные пыли и волокна ие име¬ ют категорий и групп, их взрывоопасность характеризуется нижним пределом взрыва¬ емости и температурой самовоспламенения (табл. 1-17).
Таблица 1-18 Классификация взрывоопасных зон Класс взрыво¬ опасной зоны Характеристика зоны В-І В-Іа В-Іб В-Іг К зонам класса В-І относятся зоны, расположенные в помещениях, в которых выделяются пары ЛВЖ или горючие газы в таком количестве и обладающие такими свойствами, что они могут образовать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальных недлительных режимах (например, при загрузке или разгрузке технологических аппаратов, хранении или переливании ЛВЖ, находящихся в открытых сосудах) Объем образующихся при этом взрывоопасных смесей может превышать 5% свободного объема помещения, поэтому весь объем помещения считается взры¬ воопасной зоной К зонам класса В-Іа относятся зоны, расположенные в помещениях, в кото¬ рых при нормальной эксплуатации взрывоопасные смеси паров ЛВЖ или го¬ рючих газов с воздухом не имеют места, а возможны только в результате ава¬ рий или неисправностей Объем образующихся при этом взрывоопасных смесей может превышать 5% свободного объема помещения, поэтому весь объем помещения считается взры¬ воопасной зоной К зонам класса В-Іб относятся зоны, расположенные в помещениях, в кото¬ рых, как и в зонах класса В-Іа, при нормальной эксплуатации взрывоопасные смеси паров ЛВЖ или горючих газов не имеют места, а возможны только в результате аварий или неисправностей и которые отличаются тем, что в этих помещениях: а) горючие газы обладают высоким нижним пределом взрываемости (15% и более) и резким запахом при предельно допустимых по санитарным нормам концентрациях (например, в машинных- залах аммиачных компрессорных, в хо¬ лодильных абсорбционных установках). Объем образующихся при этом взрыво¬ опасных смесей может превышать 5% свободного объема помещения, поэтому весь объем помещения считается взрывоопасной зоной; б) образование в аварийных случаях общей взрывоопасной концентрации по условиям технологического процесса исключается, а возможна лишь местная взрывоопасная концентрация (например, в помещениях электролиза воды и по¬ варенной соли). Объем образующихся при этом взрывоопасных смесей меиее 5% свободного объема всего помещения. Взрывоопасной считается зона, огра¬ ниченная в пределах 5 м по горизонтали и вертикали от места выделения паров ЛВЖ и горючих газов. За пределами этой зоны помещение считается невзры¬ воопасным; в) ЛВЖ и горючие газы имеются в небольших количествах, недостаточных для образования взрывоопасных концентраций, и работа с ними производится без применения открытого пламени. Объем образующихся при этом взрывоопас¬ ных смесей меиее 5% свободного объема всего помещения. Взрывоопасной счи¬ тается зона в пределах 5 м по горизонтали и вертикали от места выделения паров ЛВЖ или горючих газов. За пределами этой зоны помещение считается невзрывоопасным Зона считается невзрывоопасиой, если работа в ней производится в вытяжных шкафах или под вытяжными зонтами Если расчетом определено, что объем образующихся в помещениях, указанных в пп. «б» и «в», взрывоопасных смесей более 5% свободного объема помещения, то взрывоопасной зоной считается все помещение К зонам класса В-Іг относятся наружные технологические установки и дру¬ гие сооружения, содержащие ЛВЖ и их пары и горючие газы, например над¬ земные и подземные резервуарные парки, газгольдеры, эстакады для слива и налива ЛВЖ, открытые нефтеловушки и пруды-отстойники с плавающей неф¬ тяной пленкой, где возможно образование взрывоопасных смесей К этому же классу относятся пространство по наружным стенам помещений с взрывоопасными зонами классов В-І, В-Іа и В-ІІ вокруг оконных и дверных проемов; кровли зданий с, устройствами для выброса воздуха из систем вытяж¬ ной вентиляции из этих помещений, а также стены и кровли зданий, если они находятся в пределах наружной взрывоопасной зоны
Продолжение табл. 1-18 Класс взрыво¬ опасной зоны Характеристика зоны в-п В-Па Для наружных установок и сооружений, взрывоопасной считается зона в сле¬ дующих пределах (по горизонтали и вертикали)): до 0,5 м от окопных и дверных проемов по наружной стороне стен помещений с взрывоопасными зонами классов В-І, B-Іа и В-П; до 3 м от закрытых технологических аппаратов и установок; до 3 м от вытяжных вентиляторов, установленных снаружи и обслуживаю¬ щих взрывоопасные зоны всех классов; до 5 м от дыхательных и предохранительных клапанов емкостей и технологи¬ ческого оборудования; - до 5 ' м от расположенных на кровле зданий устройств для выброса наружу воздуха из систем вытяжной вентиляции из помещений с взрывоопасными зо¬ нами всех классов; до 8 м от резервуаров с ЛВЖ и горючими газами (газгольдеров). При нали¬ чии обвалования, расположенного далее 8 м от резервуаров, — в пределах всей площади обвалования; до 20 м от места слива и налива — для эстакад с открытым сливом и нали¬ вом лвж Примечание. Наружные эстакады с трубопроводами для ЛВЖ и горючих газов относятся к невзрыноопасным, за исключением зоны в радиусе 3 м от запорной арматуры и фланцевых соединений трубопроводов. Электрооборудование запорной арматуры, устанавливаемой на этих трубопроводах, должно быть взрывозащищенным, соответствующим категории и группе взрывоопасной смеси. К зонам класса В-П относятся зоны, расположенные в помещениях, в кото¬ рых выделяются переходящие во взвешенное состояние горючие пыль и волок¬ на в таком количестве и обладающие такими свойствами, что они способны образовать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальных недлительных ре¬ жимах работы (например, при загрузке и разгрузке технологических аппаратов) К зонам класса В-Иа относятся зоны, расположенные в помещениях, в кото¬ рых опасные состояния, • указанные в зонах класса В-П, не имеют места, а воз¬ можны только в результате аварий и неисправностей КЛАССИФИКАЦИЯ ВЗРЫВООПАСНЫХ зон 1. Взрывоопасной называется зона,, рас¬ положенная внутри помещения или снару¬ жи, в которой имеются или могут образо¬ ваться взрывоопасные смеси с воздухом паров ЛВЖ, горючих газов, пыли или во¬ локон. Взрывоопасная зона внутри поме¬ щения может занимать весь объем помеще¬ ния или ограниченное пространство в нем. Если объем взрывоопасной смеси, име¬ ющейся или образующейся в помещении, превышает 5% свободного объема этого по¬ мещения, то весь свободный объем помеще¬ ния считается взрывоопасной зоной. Если объем взрывоопасной смеси, име¬ ющейся илн образующейся в помещении, равен или менее 5% свободного объема этого помещения, то взрывоопасной счита¬ ется зона, ограниченная пространством в пределах 5 м по горизонтали и вертикали от места выделения паров ЛВЖ, горючих газов, пыли или волокон, образующих взрывоопасные смеси с воздухом. 2. Свободный объем производственного помещения определяется как разность меж¬ ду геометрическим объемом помещения и объемом, занимаемым оборудованием. Если свободный объем определить невозможно или затруднительно, то его допускается ус¬ ловно принимать равным 80% геометричес¬ кого объема помещения. Расчеты по определению свободного объема помещения и объема взрывоопас¬ ной смеси, образующейся в этом помещении, выполняются технологами и приводятся в технологической части проекта. 3. Взрывоопасные зоны в зависимости от условий возникновения взрывоопасных смесей разделяются на классы: В-І, В-Іа, В-Іб, В-Іг, В-П н В-Па. Класс взрывоопас¬ ной зоны, в соответствии с которой выбира¬ ется электрооборудование, определяется технологами совместно с электриками про¬ ектной или эксплуатирующей организации. Классификация взрывоопасных зон приве¬ дена в табл. 1-18. 4. Зоны, расположенные в помещениях или снаружи в предалах 5 м по горизонта¬ ли и вертикали от установок, в которых присутствуют или могут возникнуть взры¬ воопасные смеси, но технологический про¬ цесс ведется с применением открытого ог-
ня, искр, раскаленных частей, или техноло¬ гическое оборудование имеет поверхности, нагретые до температуры, превышающей 80% температуры самовоспламенения паров ЛВЖ, горючих газов, пыли или волокон, в части их электрооборудования относятся к иевзрывоопасным. 5. Помещения и наружные установки, в которых сжигается твердое, жидкое или га¬ зообразное топливо (в том числе котельные, встроенные в здания), в части их электро¬ оборудования относятся к невзрывоопас¬ ным. Однако эти помещения должны иметь взрывозащищеиные электродвигатели и пусковые аппараты вентиляторов, а также часть светильников, которые включаются снаружи перед началом работы. 6. Зоны в помещениях, в которых для окраски изделий применяют окрасочные ма¬ териалы, образующие с воздухом взрыво¬ опасные смеси, в случае когда окрасочные и сушильные камеры расположены в общем технологическом потоке производства, отно¬ сятся к взрывоопасным. Также относятся к взрывоопасным зоны в помещениях, в ко¬ торых применяется бескамерная окраска изделий в общем технологическом потоке на открытых площадках, оборудованных в полу решетками для стока и отсоса горю¬ чих паров. Если общая площадь окрасочных ка¬ мер или решеток-не превышает 200 м2 при общей площади помещения до 2000 м2, или 10% общей площади помещения, и камеры или решетки имеют собственную вытяжную- вентиляцию, сблокированную с системой подачи окрасочных материалов так, что при неработающей вентиляции система ок¬ раски отключается, а объем образующихся в помещении взрывоопасных смесей не пре¬ вышает 5% свободного объема помещения, то взрывоопасная зона ограничивается про¬ странством в пределах 5 м по горизонтали и вертикали от открытых проемов окрасоч¬ ной камеры, от края решетки и от окраши¬ ваемого на ней изделия. Класе взрывоопас¬ ности для этой зоны принимается В-Іб. Помещение за пределами взрывоопас¬ ной зоны считается невзрывоопасным, если нет других факторов, создающих в нем взрывоопасность. 7. Помещения вытяжных вентиляторов, обслуживающие, помещения с взрывоопас¬ ными зонами, хотя бы и изолированные от них, относятся к взрывоопасным того же. класса, что и обслуживаемые взрывоопас¬ ные зоны. Для вентиляторов, установленных на наружной стороне стен. помещений с взры¬ воопасными зонами -классов В-І, В-Іа и В-П, электродвигатели принимаются как для зоны класса В-Іг. Помещения приточных вентиляторов, обслуживающие помещения с взрывоопас¬ ными зонами, относятся к -иевзрывоопасным, если их воздуховоды оборудованы самоза¬ крывающимися обратными клапанами, не допускающими проникновения взрывоопас¬ ных смесей в помещение приточных венти¬ ляторов при прекращении подачи воздуха. При отсутствии обратных клапанов по¬ мещение приточных вентиляторов относится к взрывоопасным зонам того же класса, что и обслуживаемые ими зоны. 8. Класс взрывоопасности зон, не со¬ держащих тяжелых и сжиженных газов, при наличии признаков класса В-І допус¬ кается снизить до класса В-Іа при условии: а) установки в помещении такого ко¬ личества вентиляторов и такой их мощнос¬ ти, что при аварийной остановке одного из них- остальные могут обеспечить поддержа¬ ние надлежащей кратности обмена воздуха; б) устройства автоматической сигнали¬ зации, действующей при возникновении в любом месте помещения концентрации па¬ ров ЛВЖ или горючих газов, не превыша¬ ющих 20% их нижнего предела взрывае¬ мости, а для вредных взрывоопасных га¬ зов — также при приближении их концен¬ трации к санитарным нормам. КЛАССИФИКАЦИЯ ПОМЕЩЕНИИ, СМЕЖНЫХ С ПОМЕЩЕНИЯМИ С ВЗРЫВООПАСНЫМИ ЗОНАМИ Класс взрывоопасности производствен¬ ных помещений, которые хотя и не содер¬ жат технологического оборудования и ма¬ териалов, представляющих опасность в от¬ ношении пожара и взрыва, ио являются смежными с Помещениями с взрывоопасны¬ ми зонами й отделены от последних стена¬ ми с дверями или тамбуром с дверями, оп¬ ределяется по табл. 1-19. КЛАССИФИКАЦИЯ ПОЖАРООПАСНЫХ ЗОН 1. Пожароопасной зоной называется пространство внутри и вне помещения, в пределах которого постоянно или периоди¬ чески обращаются горючие (сгораемые) ве¬ щества и в котором они могут находиться как при нормальном технологическом про¬ цессе, так и при его нарушениях. Зоны в помещениях или наружных ус¬ тановках в пределах 5 м по горизонтали и вертикали от мест, в которых постоянно или периодически обращаются твердые или жид¬ кие горючие вещества, ио технологический процесс ведется с применением открытого пламени, искр, раскаленных частей, либо наружные поверхности технологического оборудования имеют температуру нагрева более 80% температуры самовоспламенения горючих паров, пыли или волокон,— отно¬ сятся в части их электрооборудования к не¬ пожароопасным. 2. Пожароопасные зоны разделяются на классы: П-І, П-П, П-ІІа, П-Ш. Класс пожароопасной зоны, в зависимости от ко¬ торого выбирается электрооборудование, н ее границы определяются технологами сов¬ местно с электриками проектной или экс¬ плуатирующей организации. Классифика-
Таблица 1-19 Класс зон помещений, смежных с помещениями с взрывоопасными зонами Класс взры¬ воопасной зоны Класс зоны помещения, смежного с помещением с взрывоопасной зоной и отделенного от него одной стеной с дверью двумя стенами с дверями, образую¬ щими тамбур нли коридор В-І В-Іа Невзрывоопасное и непожароопасное В-Іа В-Іб В-Іб Невзрывсопасное и непожароопасное В-П В-Па В-ІІа Невзрывоопасиое и непожароопасное Примечание. Двери в тамбурах и коридорах должны быть противопожарными, с пре- делом огнестойкости не менее 0,6 ч и открываться в сторону менее опасного помещения. При этом двери должны быть уплотненными и снабжены устройством для самозакрывання (например, при помощи пружины). В тамбурах и коридорах должен быть обеспечен постоянный приток свежего воздуха. Таблица 1-20 Классификация пожароопасных зон Класс пожаро¬ опасной зоны Характеристика зоны П-І К зонам класса П-І относятся зоны, расположенные в помещениях, в которых - обращаются горючие жидкости с температурой вспышки паров выше 61° С (на¬ пример, склады минеральных масел, установки по регенерации минеральных масел) П-П К зонам класса П-Ц относятся зоны, расположенные в помещениях, в кото¬ рых выделяются горючие пыли или волокна с нижним концентрационным преде¬ лом воспламенения более 65 г/м3 П-ІІа ' К зонам класса П-ІІа относятся зоны, расположенные в помещениях, в кото¬ рых обращаются твердые или волокнистые горючие вещества П-Ш К зонам класса П-Ш относятся зоны, расположенные вне помещения, в кото¬ рых обращаются горючие жидкости с температурой вспышки выше 6ГС (на¬ пример, открытые склады минеральных масел) или твердые горючие вещества (например, открытые склады угля, торфа, дерева и др.) ция пожароопасных зон приведена в табл. 1-20. 3. Зоны в помещениях вытяжных венти¬ ляторов, а также в помещениях приточных вентиляторов (если приточные системы ра¬ ботают с применением рециркуляции воз¬ духа), обслуживающих помещения с пожа¬ роопасными зонами класса П-П, относятся к пожароопасным зонам класса П-П. Зоны в помещениях вентиляторов мест¬ ных отсосов относятся к пожароопасным зонам класса П-П. Для вентиляторов и местных отсосов, устанавливаемых за на¬ ружными ограждающими конструкциями и обслуживающих пожароопасные зоны клас¬ са П-П, электродвигатели принимаются как для пожароопасной зоны класса П-ІІІ. 1-5. ВЫДЕРЖКИ ИЗ ДЕЙСТВУЮЩИХ ОБЩЕСОЮЗНЫХ НОРМАТИВНЫХ МАТЕРИАЛОВ КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК И ПОМЕЩЕНИЙ (ПУЭ) Электроустановки — установки, в кото¬ рых производится, преобразуется, распре¬ деляется и потребляется электроэнергия. Подразделяются на электроустановки на¬ пряжением до 1000 В и выше 1000 В. Открытые или наружные электроуста¬ новки — установки, находящиеся на откры¬ том воздухе. Открытые электроустановки, защищенные только навесами, сетчатыми ограждениями и т. п., рассматриваются как наружные.
Закрытые или внутренние электроуста¬ новки — установки, находящиеся в закры¬ том помещении. Электропомещения — помещения или отгороженные, например сетками, части по¬ мещения, доступные только для обслужи¬ вающего персонала, в которых установлено находящееся в эксплуатации электрообору¬ дование, предназначенное для' производства, преобразования или распределения электро-’ энергии. Сухие помещения ■— помещения, в ко¬ торых относительная влажность не превы¬ шает 60% при 20° С. Сухие помещения на¬ зываются нормальными при отсутствии в них условий, характерных для помещений жарких, пыльных, с химически активной средой или взрывоопасных. Влажные помещения — помещения, в которых пары или конденсирующаяся вла¬ га выделяются лишь временно и- в неболь¬ ших количествах и относительная влаж¬ ность в которых более 60%, ио не превыша¬ ет 75% при 20° С. Сырые помещения — помещения в ко¬ торых относительная влажность длительно превышает 75% при 20° С. Особо сырые помещения — помещения, в которых относительная влажность возду¬ ха близка к 100% (потолок, стены, пол и предметы, находящиеся в помещении, по¬ крыты влагой) при 20° С. ' Жаркие помещения — помещения, в ко- - торых температура длительно превышает 30° С. Пыльные помещения — помещения, в ко¬ торых по условиям производства выделяет¬ ся технологическая пыль в таком количест¬ ве, что она может оседать на проводах, проникать внутрь машин, аппаратов и т. п. Пыльные помещения подразделяются на помещения с проводящей пылью и на по¬ мещения с непроводящей пылью. Помещения с химически активной срег дой — помещения, в которых по условиям производства постоянно или длительно со¬ держатся пары или образуются отложения, действующие разрушающе на изоляцию и токоведущие части электрооборудования. Помещения с повышенной опасностью характеризуются наличием в них одного из следующих условий, создающих повышен¬ ную опасность: сырости или проводящей пыли; токопроводящих полов (металлических, земляных, железобетонных, кирпичных и т. п.); высокой температуры; возможности одновременного прикосно¬ вения человека к имеющим соединение с землей металлоконструкциям зданий, тех¬ нологическим аппаратам, механизмам и т. п., с одной стороны, и к металлическим корпу¬ сам электрооборудования — с другой. Особо опасные помещения характери¬ зуются наличием одного из следующих ус¬ ловий, создающих особую опасность: особой сырости; химически активной среды; одновременного наличия двух или бо¬ лее условий повышенной опасности. Помещения без повышенной опасно¬ сти — помещения, в которых отсутствуют условия, создающие «повышенную опас¬ ность» и «особую опасность». 1-6. НОМИНАЛЬНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ И РЯДЫ НОМИНАЛЬНЫХ ТОКОВ Номинальные напряжения источников и приемников электроэнергии до 1000 В и выше 1000 В постоянного и переменного, тока приведены в табл. 1-22 и 1-23 (ГОСТ 721-77, ГОСТ 21128-75). Для источников и преобразователей указаны междуфазиые значения напряже¬ ний трехфазного тока. Дополнительно к напряжениям, ука¬ занным в табл. 1-22, допускается приме¬ нение номинальных напряжений: 1 ) постоянного тока а) 1,25; 1,5; 2,0; 2,5; 3,5; 6; 12; 24 В для химических источников и присоеди¬ ненных к ним приемников; Таблица 1-21 Номинальные диаметры и сечения проводов с медными и алюминиевыми круглыми жилами (ГОСТ 22483-77) Сечеиие, мм® Число проволок Диаметр жилы’, мм Сечение, мм2 Число проволок Диаметр жилы1, мм С ечеиие, мм2 Число проволок Диаметр жилы1, мм 0,12 1 0,42 6 1 2,76 120 19/1 14,25/12.28 0,2 1 0,52 10 1 3,57 150 19/1 16/13.68 0,35 1 0,68 16 1 4,50 185 35/1 18,13/15,2 0,5 1 0,8 25 1 ■ 5,65 240 37/1 19,95/17,3 0,75 1 0,97 35 1 6,60 300 37 22,4 1.0 1 1,13 50 7/1 9,06/8,00 400 37 26,04 1,5 1 1,38 - 70 7/1 10,65/9.42 500 61 28,8 2,5 1 1,78 ’ 95 1 10,96 625 61 32,49 4 1 2,25 800 61 36,9 1 Цифры в числителе—при семи и .более проволоках в жиле; в знаменателе—при одной про¬ волоке в жиле.
Номинальные напряжения до 1000 В Таблица 1-22 Постоянный ток, В Переменный ток, В Источники н преобразователи Сети и приемники Источники и преоб¬ разователи Сети и приемники Однофазный ток Трехфазный ток Однофазный ток Трехфазный ток 28,5 115 27 ПО 42 42 40 40 230 460 220 440 230 230 400 690 220 380 660 220 380 660 Таблица 1-23 Номинальные напряжения выше 1060 В Номинальные междуфазные напряжения, кВ Наибольшее рабочее напря¬ жение элект¬ рооборудо¬ вания Сети и приемники Генераторы и синхронные компенсаторы Трансформаторы и автотрансформаторы без РПН с РПН первичные обмотки* вторичные обмотки* первичные обмотки* вторичные обмотки* (3) (3,15) (3) и (3,15)* (3,15) и (3,3)* — — (3,15) - (3,6) 6 6,3 6 и 6,3* 6,3и6,6 6 и 6,3* 6,3 и 6,6* 7,2 10 10,5 10 и 10,5* 10,5 и И* 10 и 10,5* 10,5 и 11* 12,0 20 21,0 20 — — 22 20 и 21,0* — 22,0 24 35 — 35 — 38,5 — 35 и 36,75* — 38,5 40,5 ПО — — — 121 — ПО и 115* 115 и 121* 126 (150) — — — (165) - - (158) (158) - (172) 220 —. — 242 — 220 и 230* 230 и 242* 252 330 -— 330 — 347 — 330 — 330 — 363 500 —- 500 — 525 — 500 — — — 525 750 .—- 750 — 787 — 750 — — — 787 1150 — — — — — 1150 — — — 1200 * Для трансформаторов и автотрансформаторов, присоединяемых непосредственно к шниам генераторного напряжения электрических станций или к выводам генераторов значения номиналь¬ ных напряжений приведены в правом столбце. Напряжения, указанные в скобках, для вновь проектируемых сетей не рекомендуются. б) 12; 14; 36; 48; 60 В для источников, преобразователей и приемников в сетях об¬ щепромышленных установок; 2) переменного тока а) 12 В (преобразователи и прием¬ ники) для электрооборудования, приме¬ няемого в условиях повышенной влаж¬ ности; б) 24 В однофазного тока и 36 В час¬ тотой 50 Гц для источников, преобразова¬ телей и приемников общепромышленного использования; в) 133 В (преобразователи), 127 В (приемники) для ранее разработанного оборудования. В соответствии с ГОСТ 6827-76 пред¬ почтительными значениями номинальных токов электрооборудования и приемников электрической энергии являются следую¬ щие: 1,00; 1,60; 2,50; 4,00; 6,30 А, а также десятичные кратные значения этих токов. Для трансформаторов тока допускает¬ ся принимать кроме указанных следующие значения токов: 15; 30; 60; 75; 120 А, а также десятичные кратные значения этих токов. •
1-7. ТЕМПЕРАТУРА НАГРЕВА Таблица 1-24 Допустимые температуры нагрева частей электрических аппаратов выше 1000 В при длительной работе (ГОСТ 8024-69) Части аппаратов Наибольшая допу¬ стимая температура нагрева Превышение темпера¬ туры над темпера¬ турой окружающей среды (35°С) в воздухе 1 в масле в воздухе 1 в масле Токоведущие (за исключением контактных со¬ единений) и нетоковедущие металлические части, не изолированные и не соприкасающиеся с изо¬ ляционными материалами 120 —, 85 — То же, но соприкасающиеся с трансформатор¬ ным маслом Токоведущие и нетоковедущие металлические части, изолированные или соприкасающиеся с изоляционными материалами,, а также детали нз изоляционных материалов классов*: 90 55 I 80 — 45 — А 95 90 60 55 Е 105 90 70 55 В, F, Н, С 120 90 85 55 Контактные соединения из меди, алюминия или их сплавов без покрытия, с нажатием, осущест¬ вляемым болтами, винтами, заклепками ' и други¬ ми способами, обеспечивающими жесткость со¬ единения 80 80 45 45 Контактные соединения из меди или ее сплавов без покрытия, с нажатием, осуществляемым пру¬ жинами 75 75 40 40 Выводы аппаратов, предназначенные для со¬ единения с подводящими проводами, с нажати¬ ем, осуществляемым болтами, винтами или дру¬ гими способами, обеспечивающими жесткость со¬ единения без покрытия 80 45 * Классы изоляционных материалов указаны по ГОСТ 8865-70. Примечание. ГОСТ 8024-69 распространяется на аппараты напряжением выше 1000 В и некоторые вспомогательные аппараты постоянного и переменного тока 50 Гц напряжением до 1000 В; не распространяется на разрядники, конденсаторы, предохранители, добавочные сопротив¬ ления, нагревательные элементы, вводы силовых масляных трансформаторов, масляные реакторы.
РАЗДЕЛ ВТОРОЙ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ И ПОДСТАНЦИИ А. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК, ВЫБОР НАПРЯЖЕНИЯ, МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ, СХЕМ ПОДСТАНЦИЙ, ОБЕСПЕЧЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ ЭЛ ЕКТРОСН АБЖЕН ИЯ 2-1. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ. ОСНОВНЫЕ ВЕЛИЧИНЫ Электрические нагрузки определяют для выбора и проверки токоведущих эле¬ ментов (шин, кабелей, проводов), силовых трансформаторов и преобразователей по пропускной способности (нагреву), а также для расчета потерь, отклонений и колеба¬ ний напряжения, выбора защиты и ком¬ пенсирующих устройств. При определении' электрических нагру¬ зок величины и коэффициенты, относящие¬ ся к одному электроприемнику (ЭП), обо¬ значаются строчными, а относящиеся к группе электроприемников — прописными буквами латинского или греческого алфа¬ вита. Установленная ' мощность отдельных ЭП принимается равной: 1) для электродвигателей длительного режима работы — паспортной мощности, кВт, Рн“Рпаспі 2) для электродвигателей повторно¬ кратковременного режима работы — пас¬ портной мощности, кВт, приведенной к от¬ носительной продолжительности включе¬ ния, равной единице: ри = Рпасп КПВ; ПВ — паспортная продолжительность вклю¬ чения, отн. ед.; 3) для силовых и электропечных тран¬ сформаторов — паспортной мощности; 4) для сварочных трансформаторов sH — Snacn г ПВ и pg — = V ПВ cos q> пасп г 'насп» 5) для ламп накаливания — мощности, Вт или кВт, указанной на колбе или цо¬ коле лампы; 6) для газоразрядных ламп — мощно¬ сти, Вт или кВт, указанной на колбе или цоколе с учетом потерь в пускорегулирую¬ щей аппаратуре. Для крановых установок под термином ЭП подразумевается электропривод каж¬ дого механизма, включая электроприводы, приводимые двумя двигателями, мощности которых складываются. Номинальная активная мощность . группы рабочих ЭП, кВт: (2-1) 1 где п — число ЭП. Под номинальной реактивной мощ¬ ностью Çh одного ЭП понимается реактив¬ ная мощность, потребляемая им из сети (знак плюс) или отдаваемая в сеть (знак минус) при номинальной активной мощно¬ сти и нормальном напряжении, а для синхронных двигателей — и при номиналь¬ ном токе возбуждения или номинальном коэффициенте мощности. Номинальная реактивная мощность группы рабочих ЭП, квар: п Qu — 2 ^11 • (2-2) 1 Коэффициент включения одного ЭП в цикле где /р, К, /п — продолжительность работы, холостого хода и паузы. Коэффициент включения группы ЭП п 2 Гн = . (2-4) 1
Коэффициент загрузки по активной мощности одного ЭП ks = — , (2-5) Рн где р — фактически потребляемая мощ¬ ность. Коэффициент загрузки по активной мощности группы ЭП п 2 Ри = и (2.6) " Лв Z-1 Рн < = (2-13) Чем где Рк, Qm — получасовой максимум актив¬ ной и реактивной мощности. ■ Коэффициент спроса по активной мощ¬ ности Кс — D — Ки Км- Коэффициент участия в (совмещения максимумов) rs Дм2 2 ур • (2-14) максимуме (2-15) где feu, Кк — коэффициент# использования (см. ниже). Средние активная Рем, кВт, и реак¬ тивная Qcm, квар, мощности за наиболее загруженную смену являются основными величинами при определении электричес¬ ких нагрузок группы ЭП: Дсм = -^; (2-7) 1 см <2см = -^. (2-8) см где Жсм, Кем — расходы активной, кВт-ч, и реактивной, квар-ч, энергии за наи¬ более загруженную смену,' какой является смена с наибольшим потреблением элект¬ роэнергии; 7см — продолжительность сме¬ ны, ч. Коэффициент ’.. использования активной мощности одногсг ЭП kn или их группы Ки за наиболее загруженную смену определя¬ ется по формулам Рем Рн п (2-9) „ Дем Ли — 'н Рн п (2-Ю) с 1 разными режимами Для группы ЭП работы средневзвешенный коэффициент ис¬ пользования активной мощности определя¬ ется по формуле 2-2. СРЕДНИЕ НАГРУЗКИ И РАСХОД ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ Расчеты цеховых нагрузок на всех ступенях до цеховых трансформаторных подстанций включительно проводятся по расчетным коэффициентам с последующей проверкой и корректировкой всей расчет¬ ной нагрузки цеха по удельным расходам электроэнергии на единицу продукции. Средние нагрузки за наиболее загру¬ женную смену силовых ЭП одинакового режима работы определяются по фор¬ мулам • Дем = Рн; (2-16) Сем ~ Дем tg Фсы. (2-17) Для нескольких групп ЭП разного режима Дсм = Дсм’> Сем — У Сем • (2-18) J I При наличии данных о годовом расхо¬ де активной Wr и реактивной V,. электро¬ энергии средние нагрузки могут быть оп¬ ределены по формулам Дсг Дем = —— ; (2-19) а Qcm = ~~~ , (2-20) а где Дсг — среднегодовая активная мощ¬ ность, равная 1УГ/7Г; Qcr — то же реактив¬ ная мощность, равная 14/ТР; Тг — годовое. Таблица 2-1 Яи п У Рсм 1 (2-11) н где п — число подгрупп ЭП разного ре¬ жима работы, входящих в данную группу. Коэффициенты максимума активной н реактивной мощности Рщ Км- , г см (2-12) Годовое число часов работы предприятия Продолжи¬ тельность смены, ч Годовое число часов при числе смен одна Две Три 8 2250 4500 6400 7 2000 3950 5870
Таблица 2-2 Расчетные коэффициенты электрических нагрузок электроприемников Элсктроприемники Коэффициенты cos <р 1 I. Черная металлургия А. Обогатительные фабрики и комбинаты Насосы производственного водоснабже- 0,8 0,85 0,85 НИЯ Насосы, песковые производственные 0,75 0,8 0,8 Насосы песковые дренажные 0,2 0,8 0,75 Вентиляторы производственные, воздухе- 0,75 0,8 0,8 дувки, дымососы, вакуум-насосы Аглоэксгаустеры для лент: 250 и 312 м2 1 0,9 (опер.) 1 600 м2 (проект) 1 0,9 (опе'р.) 1 Дробилки крупного дробления, щековые, 0,45 0,62 0,5 конусные с двухдвигательным приводом Дробилки конусные крупного дробления 0,6 0,75 0,65 с. однодвигательным приводом, дробилки конусные среднего дробления Дробилки короткоконусиые мелкого 0,7 0,76 0,75 дробления Дробилки молотковые и четырехвалко- 0,8 0,85 0,9 вые Мельницы шаровые и стержневые II и 0,8 0,9 (опер.) 0,85—0,95 Ill стадий дробления Грохоты разные 0,5 0,65 0,6 Конвейеры ленточные легкие с двигате¬ лями: до 10 кВт 0,5 0,70 0,55 свыше 10 кВт 0,75 0,75 0,80 Питатели ленточные, улитковые, тарель- 0,4 0,65 0,5 чатые, лотковые с двигателями мощностью до 10 кВт, шаропитатели, электромагнит¬ ные и магнитные сепараторы Питатели, конвейеры электровибрацион- 0,98 0,6 1.0 ные В агон оопр о ки д ывател и 0,35—0,45 0,5—0,6 0,5—0,6 Вспомогательные механизмы конвейеров, 0,15—0,3 0,5 0,35—0,2 металлообрабатывающие и деревообраба¬ тывающие станхи, лебедки разные Электроковши, грелки для масла 0,97 1,0 1,0 Насосы масляные 0,65 0,75 0,7 Краны мостовые, грейферные, кран-бал- 0,2—0,3 0,5 0,25—0,35 ки, тельферы Вулканизационные аппараты 0,97 1,0 1,0 Лабораторное оборудование • 0,3 0,8 0,4 Б, Коксохимическое производство Транспортеры 0,3—0,7 0,4—0,85 0,5—0,8 Питатели пластинчатые и ленточные 0,45 0,75 0,6 Дробилки молотковые 0,8 0,8 0,9 Дозировочные столы, штабелеры, углепо- 0,05—0,3 0,5—0,75 0,2—0,4 гружатели, коксовыталкиватели, загрузоч¬ ные вагоны, дверосъемные машины, элект¬ ровозы тушильных вагонов, скиповые подъемники Кабестаны 0,5 0,7 0,55 Вагоноопрокидыватели 0,35—0,45 0,5—0,6 0,4—0,5
Продолжение табл. 2-2 Электроприемники Коэффициенты «и cos <р «с В. Домен н ый цех Вентиляторы 0,7—0,95 0,7—0,87 0,75—0,95 Вращающиеся распределители, грохоты кокса и затворы 0,035—0,12 0,5—0,7 0,04—0,15 Разливочные машины 0,3 0,6 0,35 Бегуны, газоочистка 0,7 0,65—0,7 0,75 Воздухонагреватели 0,5 0,82 0,6 Краны рудного двора и грейферные 0,35 0,7 0,5 Г. !Л артен овский (конверторный) цех Насосы циркуляционные, дымососы 0,9 0,9 0,95 Вентиляторы принудительного дутья и магнитные краны 0,5—0,6 0,7—0,8 0,6—0,7 Краны разливочные и заливочные, зава- 0,22—0,35 0,6 0,25—0,4 л очные машины Краны двора изложниц 0,4 0,6 0,5 Д. Вспомогательные механизмы пр окатных станов Рольганги индивидуальные и групповые, ролико-правильные машины, кантователи 0,1—0,4 0,6 0,1—0,4 Манипуляторы, нажимные устройства, слитковозы, сталкиватели, толкатели сля¬ бов, штабилирующие столы 0,1—0,32 0,7—0,8 0,14—0,55 Вентиляторы машинные залов и прокат- 0,7 0,8 0,8 ных станов - Краны отделения раздевания слитков 0,3 — 0,4 Клещевые краны прокатного цеха 0,6 — 0,7 Краны отделения заготовок и готовой продукции 0,45 0,6 0,5 Подъемные столы, толкатели, двигатели крышек 0,1—0,15 0,65 0,15—0,19 Ножницы холодной резки 0,45 0,65 0,5 Пилы и ножницы горячей резки, ножни¬ цы блюминга и района холодильника, транспортеры ножниц и обрезков слябов, 0,15—0,3 0,5—0,7 0,35—0,6 шлеппера Вращение и перемещение пил горячей резки, преобразователи частоты. рольгангов Тянущие ролики моталок 0,2—0,5 0,4 — 0,25—0,5 — 0,5 Крышки нагревательных колодцев, шибе-- 0,02—0,15 0,6—0,75 0,02—0,15 ры, перекидка клапанов, заслонки нагре¬ вательных печей, направляющие линейки и нажимные механизмы чистовых клетей Е. Установки непреры в н о й разливки стали Механизмы качания кристаллизатора, тянущая клеть 0,6 0,5 0,8 0,7 Механизмы газовой резки и уборки от- 0,6 0,6 резанных слитков Технологические вентиляторы, насосы на¬ сосно-аккумуляторной станции 0,6—0,8 0,8 0,7—0,8 Ж Ферросплавное производство Транспортеры, элеваторы, питатели 0,5 0,7 0,55 Г азодувки 0,8 0,9 (опер.) 0,9
Продолжение табл. 2-2 Электропр иемиики Коэффициенты COS ф «с Насосы, дымососы, дробилки, грохоты 0,7 0,85 0,8 Вспомогательные механизмы печей, кра- 0,12—0,2 0,6 0,2 ны Очистные барабаны 0,25 0,65 0,4 3. Огнеупорные заводы й цехи Дробилки молотковые и мельницы шаро- 0,8 0,85 0,85 вне Дробилки конусные и мельницы стерж- 0,7 0,8 0,75 невые Грохоты Конвейеры: 0,6 0,7 0,65 до 10 кВт 0,5 0,7 0,55 выше 10 кВт 0,75 0,75 0,8 Питатели пластинчатые, тарельчатые, ба¬ рабанные, дисковые 0,4 0,6 0,45 Элеваторы, шнеки и механизмы вращаю¬ щихся печей 0,6 0,7 0,7 Дымососы печей 0,7 0,8 0,8 Краны, электролафеты, толкатели тун- 0,1—0,2 0,5—0,7 0,2—0,25 нельныX печей Прессы гидравлические и фрикционные 0,65 0,8 0,75 Насосно-аккумуляторные станции 0,7 0,8 0,76 Электрофильтры и механизмы пылеубор- 0,46 0,85 0,5—0,7 ки Сушильные барабаны 0,6 0,7 0,7 Магнитные сепараторы 0,4 — 0,45 Отделение вращающихся печей 0,75 0,8 0,8 Формовочно-прессовое отделение 0,7 0,8 0,75 Дробильно-сортировочное отделение и отделение туннельных печей 0,65 0,75 0,7 Склады сырья и глинодробильные отде- 0,45 0,76 0,5 Ленин П. Метизная промышленность Волочильные, калибровочные и другие 0,45 0,87 0,5 станы Электропечи сопротивления для термиче¬ ской обработки 0,65 1,0 0,7 Производственная вентиляция, воздухо¬ дувки и центробежные насосы 0,65 0,7 9,65 Автоматические линии изготовления га¬ ек, болтов и шурупов Агрегаты непрерывного травления 0,4 0,7 0,45 0,45 0,8 0,45 Канатные машины, плетельные станки 0,4 0,71 0,45 Прессовка и сушка электродов 0,45 0,8 0,5 Дробильно-сушильное, смесительное от¬ деления и насосы эмульсионного хозяйства 0,45 0,7 0,5 Агрегаты гальванического и горячего по¬ крытия 0,6 0,78—1 0,65 Краны, тельферы, подъемно-транспорт- 0,1 0,6 0,15 ные механизмы Сварочные дуговые автоматы 0,25 - 0,65 0,3 III. Горнорудная промышленность Компрессоры стационарные мощностью, кВт: до 200 0,75 0,75 0,8 до 400 0,8—0,85 0,8 0,85 свыше 400 0,9 0,8 0,95
Продолжение табл. 2-2 Электроприемники Коэффициенты COS ф «с Насосы мощностью, кВт: до 50 0,7 0,75 .0,7 до 200 0,75 0,8 0,8 до 500 0,8 0,8 0,85 свыше 500 0,9 0,85 0,9 Вакуум-насосы 0,8 0,85 0,95 Вентиляторы частичного проветривания Вентиляторы главного проветривания мощ¬ ностью, кВт: 0,65 0,8 0,7 до 200 0,7 0,8 0,8 до 800 0,8 0,8 0,9 свыше 800 0,9 0,85 0,95 Толкатели, опрокидыватели, качающиеся площадки, шахтные двери, бункерные за¬ творы, скреперные лебедки мощностью до 15 кВт и выше, лебедки маневровые, отка¬ точные, подъемные до 200 кВт- Подъемы мощностью, кВт: . 0,5—0,6 0,65 0,5—0,7 до 1000 0,65 0,75 0,75 до 2000 0,7 0,8 0,75 свыше 2000 -• ■ 0,8 0,8 0,95 Погрузочные машины 0,65 0,65 0,7 Экскаваторы одноковшовые с приводом на постоянном токе по системе генера¬ тор — двигатель на добыче и на вскрыше 0,65 0,7—0,75 Экскаваторы одноковшовые с приводом на переменном токе 0,65 — 0,44—0,8 Экскаваторы многоковшовые Землесосы и песковые насосы мощно¬ стью, кВт: 0,75 - 0,6—0,8 до 50 0,8 0,8 0,8 более 50 0,85 0,8 0,9 Дробилки — агрегаты крупного дробле¬ ния, щековые и конусные с двухдвигатель¬ ным приводом, дробилки конусные круп¬ ного дробления с однодвигательным при¬ водом, дробилки конусные и щековые сред¬ него дробления, одновалковые и четырех¬ валковые дробилки мелкого дробления 0,7 0,75 0,75—0,8 Питатели пластинчатые и тарельчатые, лотковые тяжелые (мощностью . свыше 10 кВт), классификаторы спиральные 0,7 0,8 0,8 Питатели ленточные, барабанные, лотко¬ вые (мощностью- до 10 кВт), грохоты раз¬ ные 0,6 0,72 0,7 Конвейеры легкие мощностью до 4,5 кВт, питатели реагентные разные, лебедки- 0,65 0,65 0,7 Конвейеры тяжелые с шириной ленты до 1400 мм, шнеки, элеваторы, механичес¬ кие топки, питатели пластинчатые и та¬ рельчатые 0,7 0,75 0,8 Конвейеры сверхтяжелые с шириной лен¬ ты 1600—2000 мм 0,8 0,85 0,8 Элеваторы-шнеки 0,7 0,75 0,75 Электровибрационные механизмы 0,6 0,65 0,7 Вагоноопрокидыватели 0,45 0,5 0,5 IV. Машиностроительная и металле обрабатывающая промышленность Металлорежущие станки, мелкие токар¬ ные, строгальные, долбежные, фрезерные, 0,12—0,14 0,4—0,5 0,14—0,16 сверлильные, карусельные, .точильные и др.
Продолжение табл. 2-2 ' Электропрнемннки Коэффициенты «и cos <р «с То же, при тяжелом режиме работы: штамповочные прессы, автоматы, револь¬ верные, обдирочные, зубофрезерные, а так¬ же крупные токарные, строгальные, фре¬ зерные, карусельные, расточные станки, многошпиндельные автоматы для изготов¬ ления деталей из прутков 0,17—0,2 0,65 0,23—0,25 То же с особо тяжелым режимом рабо¬ ты: приводы молотов, ковочных машин, во¬ лочильных станков, очистных барабанов, бегунов и др. 0,24 0,65 0,4 Краны мостовые, грейферные, кран-бал- ки, тельферы, лифты 0,15—0,35 0,5 0,2—0,5 Вентиляторы, санитарно-гигиеническая вентиляция, насосы, компрессоры, двигате¬ ли-генераторы 0,65—0,8 0,8 0,75 V. Электротермические и сварочные электроприемники разных производств Печи сопротивления с непрерывной на¬ грузкой 0,8 0,95—0,98* 0,85 То же с периодической загрузкой 0,6 0,95—0,98* 0,8 Печи сопротивления с автоматической загрузкой изделий, сушильные шкафы, на¬ гревательные приборы 0,8 0,96—0,98* 0,9 Дуговые сталеплавильные печи емкостью 3—10 т с автоматическим регулированием электродов: для качественных сталей и для фасонного литья с механизированной нагрузкой 0,75 0,9 0,8 То же без механизированной нагрузки 0,65 0,87 0,7 Дуговые сталеплавильные печи емкостью 0,5—1,5 т для фасонного литья (во вспо¬ могательных цехах с автоматическим ре¬ гулированием электродов) 0,5 0,8 0,55 Дуговые печи цветного металла (медные сплавы) емкостью 0,25—0,5 т с ручным ре¬ гулированием электродов 0,7 0,75 0,78 Руднотермические печи с трехфазными трансформаторами 6; 7,5 и 9 МВ-А 0,9 0,9 0,95 Сушильные шкафы 0,8 1,0 0,85 Мелкие нагревательные приборы Сварочные трансформаторы ручной элек¬ тросварки: 0,6 1,0 0,7 однопостовой ’ 0,2 0,3—0,4 0,3 многопостовой 0,25 0,35—0,45 0,4 Сварочные трансформаторы автоматиче¬ ской сварки Сварочные двигатели-генераторы: 0,4 0,5 0,5 однопостовые 0,3 0,65 0,35 многопостовые 0,5 0,75 0,6 Сварочные машины шовные, стыковые и точечные сварочные, дуговые автоматы типа АДС 0,35 0,5—0,7 0,4—0,5 Индукционные печи низкой частоты 0,7 0,35 0,8 Двигатели-генераторы индукционных пе¬ чей высокой частоты 0,7 0,8 0,8
Продолжение табл. 2-2 Электроприемиики Коэффициенты «и 1 COS ф VI. Заводы искусственного и синтетического волокна А. Производство к а ПрОНОВОГ о волокна Химический цех 0,5 0,8 0,6 Прядильный цех (с учетом динильных котлов), отделочный цех 0,6 0,75 0,65 Крутильный цех 0,65 0,75 0,7 Бобинажно-перемоточный цех 0,7 0,75 0,8 Цех регенерации отходов . . 0,55 0,70 0,65 Б. Кордное производство Химический вех Л г 0,7 0,55 Прядильный цех 0,65 0,8 0,7 Крутильный цех Ткацкий цех 0,6 0,8 0,7 0,8 0,75 0,85 В. Производство центрифугального шелка (вискозная технология) Химический цех 0,5 0,7 0,55 Прядильный. (без электроверетен) и от¬ делочный цехіГ 0,6 0,75 0,65 Бобинажно-перемоточный цех 0,75 0,7 0,8 Г. Штапельное производство (вискоз н а я технология) Химический, прядильно-отделочный цехи 0,55—0,6 0,7—0,8 0,75 Д. Производство ацетатног о шелка Химический, прядильный цехи Крутильный цех 0,8 0,65 0,9 0,65 0,65 0,7 Цех регенерации ацетона 0,8 0,8 0.9 Водонасосная 0,65 0,8 0,75 Е. Группы одн.о тинных м а ш и н Прядильные машины: штапеля 0,38 0,7 капрона 0,65 0,7 — вискозного корда центрифугального шелка: 0,5 0,7 — главный привод 0,52 0,7 — электроверетена 0,62 0,7 — ацетатного шелка 0,7 0,7 —- Перемоточные машины 0,78 0,8 —- Тростильно-крутильные машины 0,89 0,8 — Крутильные машины 0,64 0,8 —- Вытяжные машины 0,7 0,85 ■—- Динильные котлы 0,58 1,0 — Ткацкие станки 0,74 0,7 Периодопреобразователи 0,75 0,9 (емк.) 0,8 Мешалки растворителей ацетатного шел¬ ка 0,55 0,8 —
Продолжение табл. 2-2 Электроприемиики Коэффициенты «и 1 cos Ф «с Фильтр-прессы 0,35 0,55 — Компрессоры 0,78 0,8 — Водонасосные 0,83 0,8 — Вентиляторы сантехнические 0,64 0,75 — VII. Производство полиэтилена низкого давления высокой плотности А. По цехам Цех очистки этилена 0,85 0,9 0,9 Цех полимеризации 0,5 0,75 0,55 Цех дистилляции и очистки азота и цех грануляции 0,65 0,8 0,75 Цех катализации 0,8 0,65 0,85 Цех легковоспламеняющихся жидкостей 0,7 0,75 0,9 Б. По группам однотипных машин Компрессоры этилена 0,85 0,9 Цех полимеризации (технологические ли¬ нии) 0,6 0,75 Эльма-насосы, сушилки 0,5 0,8 1 1 Центрифуги 0,4 0,6 — Цех грануляции. Грануляторы 0,8 0,8 — Газодувки, компрессоры (цех дистилля¬ ции и очистки азота) 0,43 0,7 — ѴІП, Производство аммиака и метанола А. По цехам Цех разделения воздуха 0,73 0,95 0,87 1 азовый цех (на природном газе) 0,81 0,8 0,87 Газовый цех (на газогенераторном газе) 0,56 0,8 0,65 Цех холодильных установок 0,69 0,9 0,79 Цех компрессии 0,83 0,9 0,87 Цех моноэтаноламиновой очистки 0,66- 0,8 0,74 Цех синтеза аммиака 0.82 0,85 0,87 Цех водной очистки 0,85 0,80 0,89 Цех медио-аммиачной очистки 0,73 0,85 0,8 Цех синтеза метанола 0,71 0,7 0,81 Цех сероочистки 0,76 0,64 0,8 Цех конверсии окиси углерода 0,7 0,8 0,77 Цех ректификации метанола 0,45 0,72 0,5 Б. По группам однотипных машин Компрессоры воздушные 0,67 0,98 — Газодувки газогенераторного цеха 0,57 0,85 -— Компрессоры газовые 0,85 0,99 — Триплекс-насосы 0,4 0,75 —■ Двигатели-турбины (мототурбонасосы) 0,81 0,85 — Экспансионные машины 0,8 0,85 — Циркуляционные компрессоры синтеза 0,74 0,78 — Нагнетатели КВС (кислородно-воздуш¬ ной смеси) 0,82 0,86 — Компрессоры аммиачные 0,7 0,98 — Кислорододувки 0,6 0,78 —
ч Продолжение табл. 2-2 Электроприемивки Коэффициен ты Ли cos çp 1 *<= IX. Производство слабой азотной кислоты А. П о цехам Цех слабой азотной кислоты при повы- 0,8 0,95 0,86 шенном давлении То же при нормальном давлении 0,73 0,91 0,78 Б. По группам однотипных машин Турбогазодувки 0,73 0,9 — Турбокомпрессоры газовые 0,8 0,95 X. Заводы по производству хлора, электролитической каустической соды, хлорпродуктов и оргс ишческих про дуктов В целом по заводу, исключая элёктролиз — 0,9 0,45—0,6 хлора и каустической соды Электролиз (серии ванн) производства и . каустической соды — 0,9 1 XI. Заводы резинотехнических изделий А. По цехам Цех производства транспортерных лент и приводных ремней (двигатели высокого напряжения) 0,53 0,3 0,8 0,67 То же (двигатели низкого напряжения) 0,7 0,4 Цех производства формовой техники без учета электропрессов 0,36 0,58 0,63 0,39 То же с учетом электропрессов 0,8 0,67 Подготовительный цех 0,43 — .0,58 Цех спецшлангов (в том числе бездор- новых рукавов) 0,37 0,57 0,41 Цех спиральных и буровых рукавов 0,29 0,6 0,3 Цех напорных рукавов 0,27 0,62 0,32 Цех клиновидных ремней 0,36 0,63 0,39 Б. По группам однотипных м а ш и и Агрегаты для изготовления особо проч- 0,11 — 0,14 ных транспортерных-лент Каландры для изготовления сердечников для транспортерных лент 0,48 0,69 0,53 Каландры для обкладки транспортерных 0,28 0,51 0,44 лент Подогревательные вальцы для производ¬ ства транспортерных лент 0,47 0,8 0,56 0,45 Шприц-машины производства формовой 0,37 0,47 техники Прессы с обогревом производства фор¬ мовой техники при работе 0,78 — 0,86 То же при разогреве Подогревательные вальцы производства формовой техники 0,43 0,5 . 1 0,58 0,8 1 0,68 0,75 Резиносмесители подготовительного цеха Смесительные вальцы 84 подготовитель- 0,54 0,8 0,72 ного цеха
Продолжение табл. 2-2 Электроприемники Коэффициенты СОБф «с Шприц-машины камер 12—38 мм 0,4 0,67 0,5 Агрегаты для наложения наружного ре- 0,28 0,74 0,4 зинового слоя на рукава диаметром 19— 38 мм Каландры подготовительного цеха об- 0,54 0,69 0,66 кладки Каландры подготовительного цеха листо- 0,36 0,52 0,53 вания XII. Шинные заводы А. По цехам Подготовительный цех (двигатели высо- 0,55 0,85—0,9(емк.) 0,7 кого напряжения) То же (двигатели низкого напряжения) 0,55 0,65 0,65 Сборочный цех 0,4 0,65 0,5 Цех каландров (двигатели высокого на- 0,56 0,85—0,9 (емк.) 0,65 пряжения) То же (двигатели низкого напряжения) 0,4 0,65 0,45 Автокамерный цех (двигатели высокого 0,7 0,85—0,9 (емк.) 0,8 напряжения) То же (двигатели низкого напряжения) 0,33 0,75 0,4 Цех вулканизации 0,3 0,55 0,35 Б. По группам однотипных машин Резиносмесители, работающие на приго- 0,55 0,85—0,9 (емк.) — товлении резиновой смеси и на вулканиза- ции каучука Вальцы под резиносмесители 0,65 0,85—0,9 (емк.) — Подогреватель на вальцы 0,56 0,85—0,9 (емк.) — Пелетайзеры 0,36 0,85—0,9 (емк.) — Шприц-машины: протекторных агрегатов 0,7 0,8 -—■ автокамерных агрегатов 0,53 0,7 — Каландры обкладочные (обрезинивание 0,68 0,8 ■—' корда) Сборочные станки 0,44 0,6 —. Вулканизаторы шин 0,05 0,4 —. Вулканизаторы автокамер и ободных 0,16 0,5 ■—■ лент Компрессоры (синхронные двигатели) 0,93 0,85—0,9 (емк.) — Водонасосные (водоснабжение) 0,89 0,8 — Насосы циркуляционные и перегретой 0,43 '0,7 -—. ВОДЫ Насосы воды низкого давления 0,87 0,8 — Насосы воды высокого давления 0,55 0,8 — Вентиляторы сантехнические 0,69 0,75 .—. ■ Транспортерные системы 0,25 0,45 — * При применении тиристорных регуляторов коэффициент мощности может снижаться до 0,85—0,9. число часов работы предприятия, которое, за исключением цехов с непрерывным про¬ изводством, можно принимать по табл. 2-1. Неравномерность нагрузки по сменам, работу в праздничные и .предпраздничные дни, а также сезонные колебания нагрузки учитывает годовой коэффициент энергоис¬ пользования а, приближенные значения ко¬ торого для некоторых предприятий, рабо¬ тающих в три смены, приведены ниже: Алюминиевые заводы .... 0,95 Цинковые, магниевые, электро¬ лизные заводы ..... 0,92
Глиноземные заводы .... 0,85 Медеплавильные и никель-ко¬ бальтовые заводы .... 0,85 Заводы черной металлургии . 0,70—0,75 Доменные цехи 0,65 Мартеновские цехи .... 0,75 Прокатные цехи 0,65 Обогатительные и агломераци- - онные фабрики 0,75 Коксохимические заводы . . 0,82 Вспомогательные цехи заводов черной и цветной металлур¬ гии 0,55 Заводы тяжелого машино¬ строения 0,65 Расчетные коэффициенты силовых элек¬ трических нагрузок для ряда производств тяжелой промышленности приведены в табл. 2-2. Средняя активная мощность освети¬ тельной нагрузки за наиболее загруженную смену принимается равной максимальной и определяется по формуле ^см.о — KcSPh.o» (2-21а) где Рн.о —'установленная мощность осве¬ щения. Для осветительной установки с газо¬ разрядными лампами средняя реактивная мощность нагрузки определяется по фор¬ муле / Qcm,o — Рсм,о tgfP (2-216) с учетом индивидуальной или групповой компенсации коэффициентов мощности источников света. Значения Кс осветительной нагрузки могут быть приняты равными: Мелкие производственные здания и торговые помещения 0,95 Производственные здания, состоя¬ щие из отдельных крупных пролетов 0,9 Производственные здания, состоя¬ щие из отдельных помещений . . . 0,8 Библиотеки, административные зда¬ ния, предприятия общественного пи¬ тания 0,85 Лечебные, детские и учебные учреж¬ дения, конторско-бытовые и лабора¬ торные здания ,0,75 Складские здания непроизводствен¬ ного назначения 0,6 Аварийное освещение 1,0 При наличии норм удельного расхода электроэнергии на единицу продукции в ■натуральном выражении по цехам или предприятию в целом годовой расход энергии может быть найден из выражения №г = щуд (2-22) где Иуд — удельный расход электроэнер¬ гии на единицу продукции; М — годовой выпуск продукции. При отсутствии данных об удельных Таблица 2-3 Годовое число часов использования максимума нагрузки по отраслям Предприятия т м т м,р Анилокрасочные заводы 7100 — Нефтеперегонные заво¬ ды 7100 — Заводы тяжелого маши¬ ностроения 3770 4840 Заводы станкостроения 4345 4750 Инструментальные заво¬ ды 4140 4960 Заводы шарикоподшип¬ ников 5300 6130 Заводы подъемно-транс¬ портного оборудова¬ ния 3330 3880 Автотракторные заводы 4960 5240 Сельскохозяйственное машиностроение 5330 4220 Приборостроение 3080 3180 Авторемонтные заводы 4370 3200 Вагоноремонтные заво¬ ды 3560 3660 Электротехнические за¬ воды 4280 6420 Азотно-туковые заводы 7000— 8000 — Разные металлообраба¬ тывающие заводы 4355 5880 расходах годовой расход электроэнергии может быть определен по выражениям Г г = aPw Тг; (2-23а) Vp = ocQCM7,r. (2-236) Для ориентировочных расчетов П7Г = РМТ,М; (2-24а) rr = QbJ7,Mp, (2-246) где Гм, Гм.р — годовое число часов исполь¬ зования получасового максимума актив¬ ной и реактивной нагрузки; может быть принято по табл. 2-3. Годовой расход электроэнергии для освещения Гг.о — Рсм.о Гм,о1 (2-25а) Ѵг,о — Qcm.o Т’м.о» (2-256) где Гм,о — годовое число часов использова¬ ния максимума осветительной нагрузки, значения которого приведены в табл. 2-4 и 2-5. При наличии в группе (цехе, предпри¬ ятии) компенсирующих устройств (кон¬ денсаторов, синхронных двигателей, ра¬ ботающих с перевозбуждением), отдавае¬ мая ими реактивная энергия с опережаю¬ щим током . вычитается из реактивной энергии при отстающем токе.
Таблица 2-4 Годовое число использования максимума осветительной нагрузки (для внутреннего освещения) Геогра¬ фическая широта Естест¬ венное освеще¬ ние Рабочее и аварийное освещение при числе смен Аварий¬ ное осве¬ щение для эва¬ куации одна две три при не¬ прерывной работе пяти¬ дневка шести¬ дневка пяти¬ дневка шести¬ дневка пяти¬ дневка шести¬ дневка 46° с. ш. 56° с. ш. 64° с. ш. Есть Нет Есть Нет Есть Нет 700 1 550 2150 750 1 60 2150 850 1 700 2150 2250 1 2100 4300 2250 1 2100 4300 2250 J 2100 4300 4150 1 4000 6500 4150 1 4000 6500 4150 1 4000 6500 4800 7700 4800 7700 4800 7700 4800 8760 4800 8760 4800 8760 Таблица 2-5 Годовое число часов использования максимума осветительной нагрузки (для наружного освещения для всех широт) Виды освещения Ежедневно В рабочие дни на всю ночь ДО 1 ч ночи до 24 ч на всю НОЧЬ ДО 1 ч НОЧИ . до 24 ч Рабочее освещение завод¬ ских территорий Охранное освещение 3600 3500 2450 2100 3000 2060 1750 Таблица 2-6 Пример определения расхода электроэнергии по цехам предприятия Объект Средняя нагрузка за наиболее нагруженную смену Годовой коэффи¬ циент энерго- использо¬ вания а Годовое число часов работы Гг Годовой расход электроэнергии Р СМ’ кВт ^СМ’ квар ак тивиой тыс.кВт-ч реактив¬ ной, ѵг. тыс квар - ч Блок № 1 (РП-1) Технологические электроприемники Водоснабжение Освещение Потери в трансформаторах 4826 1960 481 3758 —1470 275 570 0,6 1 1 0,8 4800 8000 5000 8000 13 900 15 700 2400 10 800 — 11 800 1370 3640 Итого: Блок № 2 (РП-2) Технологические электроприемники Освещение Потери в трансформаторах 6460 500 730 520 0,6 1 0,8 6000 6200 8000 32 000 23 200 3100 4010 2620 3320 Итог о: Блок № 3 (РП-3) Технологические электроприемпики Освещение Потери в трансформаторах 2740 600 1440 232 500 0,6 1 0,8 6000 6200 8000 26 300 9830 3700 5940 5160 1740 3220 Итого: 13 530 10 120 Итого по предприятию 71 830 20 070
Реактивная энергия, квар.ч, отдавае¬ мая синхронными двигателями и конден¬ саторами, может быть определена по фор¬ муле уг = / Рн.Ч<Ри, + \ Гі, (2 26) \ Ч]н 1 где Ри — номинальная мощность рабочих синхронных двигателей, кВт; ÇK,H — номи¬ нальная мощность конденсаторов, квар.ч; т)н — средний коэффициент полезного дей¬ ствия синхронных двигателей. Пример определения расхода электри¬ ческой энергии по цехам предприятия при¬ веден в табл. 2-6. 2-3. МАКСИМАЛЬНЫЕ НАГРУЗКИ При наличии данных об удельных рас¬ ходах электронергии на единицу продукции Иуд и годового выпуска продукции М рас¬ чет получасового максимума по цеху или по предприятию в целом можно вести по формуле гатов получасовой максимум по цеху Рм,ц и по лить заводу в делом РЫі3 можно опреде- по формулам Swvjt 714 РМ.Е= ~~ + Рц. (2-28) 1 м>ц (2-29) иіуд М — расходы электроэнергии по гДе ... . . . отдельным агрегатам; Рц и Р3— получасо¬ вые максимальные нагрузки общецеховых и соответственно общезаводских ЭП, кото¬ рые определяются в зависимости от режи¬ ма и графика работы -ЭП; 7М,Ц— число часов использования получасового макси¬ мума, которое принимается по имеющимся данным аналогичных производств. При отсутствии достоверных данных об удельных расходах максимальные рас¬ четные нагрузки на всех ступенях распре¬ делительных и питающих сетей, исключая трансформаторы, определяются по формуле Т’м = Км К к Т’н - (2-30) Шуд М а>уЛ М Ты Тг а (2-27) Величина Кк находится по кривым При наличии данных об удельных рас¬ ходах электроэнергии для отдельных агре¬ рис. 2-1 или табл, значения группового зования за наиболее эффективного числа 2-7 в зависимости от коэффициента исполь- загруженную смену и ЭП в группе п3. Под Таблица. 2-7 Коэффициенты максимума 7<м для различных коэффициентов использования /<и в зависимости от па "э Значение при ІѴ1 1 и °-1 ■0,15 0,2 0,3 0,4 0,5 1 0,6 1 0,7 0.8 4 3,43 3,11 2,64 2,14 1,87 1,65 1,46 1,29 1,14 5 3,23 2,87 2,42 2,00 1,76 1,57 1,41 1,26 1,12 6 3,04 2,64 2,24 1,88 1,66 1,51 1,37 1,23 1,10 ■ 7 2,88 2,48 2,10 1,80 1,58 1,45 1,33 1,21 1,09 •8 2,72 2,31 1,99 1,72 1,52 1,40 1,30 1,20 1,08 9 2,56 2,20 1,90 1,65 1,47 1,37 1,28 1,18 1,08 10 2,42 2,10 1,84 1,60 1,43 1,34 1,26 1,16 1,07- 12 2,24 1,96 1,75 1,52 1,36 1,28 1,23 1,15 1,07 14 2,10 1,85 1,67 1,45 1,32 1,25 1,20 1,13 1,07 16 1,99 1,77 1,61 1,41 1,28 1,23 1,18 1,12 1,07 18 1,91 1,70 1,55 1,37 1,26 1,21 1,16 1,Н 1,06 20 1,84 1,65 1,50 1,34 1,24 1,20 1,15 1,И 1,06 25 1,71 1,55 1,40 1,28 1,21 1,17 1,14 і,ю ■1,06 30 1,62 . 1,46 1,34 1,24 1,19 1,16 1,13 і,ю 1,05 40 1,50 1,37 1,27 1,19 1,15 1,13 1,12 1,09 1,05 50 1,40 1,30 1,23 1,16 1,14 1,11 1,10 1,08 .1,04 60 1,32 1,25 1,19 1,14 1,12 1,Н 1,09 1,07 1,03 70 1,27 1,22 1,17 1,12 1,10 1,10 1,09 1,06 1,03 80 1,25 1,20 1,15 1,11 1,10 1,10 1,08 1,06 1,03 90 1,23 1,18 1,13 1,10 1,09 1,09 1,08 1,05 1,02 100 1,21 1,17 1,12 1,10 1,08 1,08 1,07 1,05 1,02 120 1,19 1,16 1,12 1,09 1,07 1,07 1,07 1,05 1,02 140 1,17 1,15 1,Н 1,08 1,06 1,06 1,06 1,05 1,02 160 1,16 1,13 1,10 1,08 1,05 1,05 1,05 1,04 1,02 180 1,16 1,12 1,10 1,08 1,05 1,05 .1,05 1,04 1,01 200 1,15 1,12 1,09 1,07 1,05 1,05 ' 1,05 1,04 1,01 П рл меч а-н-и е. При лѳ>20О принимается равным единице.
п9 понимается такое число однородных по режиму работы ЭП одинаковой мощности, которое обусловливает ту же величину расчетного максимума, что и группа раз¬ личных по мощности и режиму работы ЭП. Эффективное число ЭП определяется по формуле (2-31) При большом числе групп ЭП пользо¬ вание формулой (2-31) затруднительно. Поэтому допускается при числе ЭП в груп¬ пе четыре и более считать п3 равным п при отношении РѵіііпаУ- т = — <3. Рн,тіп При определении величины т могут быть исключены те наименьшие ЭП груп¬ пы, суммарная мощность которых ие пре¬ вышает 5% номинальной мощности всей группы. Число этих наименьших ЭП при определении пэ также не учитывается. При т>3 и Æ„>0,2 zîs можно опреде¬ лить по более простой формуле: 2^Рн 1 «э = Рн.тах (2-32) К к 3,0 2,5 К„ =0,1 2,0 Ки=0,6 Ки=0,7 К„=0,8 200 1fi 0 4 10 15202530554045505560657075806590'95100 Рис. 2-1. Кривые коэффициентов максимума £м для различных коэффициентов исполь¬ зования . в зависимости от пв. К„=0,15 ■ К„=0,2 Ки=0,3 Ки=0,4 Когда найденное по этой формуле число пэ окажется больше п, следует при¬ нимать пэ=п. При /<„<0,2 эффективное число ЭП определяется по рис. 2-2 или табл. 2-8. Порядок определения пэ следующий: вы¬ бирается наибольший по номинальной мощности ЭП рассматриваемого узла, вы¬ бираются наиболее крупные ЭП, номи¬ нальная мощность каждого из которых равна или больше половины мощности наибольшего ЭП, подсчитывается число nt и их мощность РНІ, а также суммарная номинальная мощность всех рабочих ЭП рассматриваемого узла Рн1, находятся значения «1» = «,/«; Р^=РЫ/РЯ; по полу¬ ченным значениям п,,- и Рі„ по рис. 2-2 или по табл. 2-8 определяется пэ«, а затем Пэ = Пэ*П. Расчетный максимум нагрузки группы или многодвигательного привода, которые имеют три и менее ЭП, определяется как сумма их номинальных мощностей. Для одного крана расчетная нагрузка принима¬ ется равной номинальной мощности двух наиболее мощных ЭП, а при нескольких кранах ■— с учетом пэ и 7<м. При числе ЭП в группе, большем трех, но при эффективном их числе, меньшем четырех, максимальная нагрузка может быть принята как для группы ЭП с ns. равным четырем, но^не менее суммы номи¬ нальных мощностей •-трех наибольших ЭП. Для ЭП длительного режима работы практически с постоянным графиком на¬ грузки, у которых Æ5г0,6 и /<в=1, значе¬ ние принимается равным единице. Для этих групп ЭП Рм — Км Кѵі Рц — К и Рц- (2-33) К таким ЭП могут быть отнесены, на¬ пример, электродвигатели насосов водо¬ снабжения, вентиляторов, нерегулируемых дымососов, нерегулируемых печей сопро¬ тивления, эксгаустеров, шаровых мельниц, компрессоров и др. Выявление ЭП практически с постоян¬ ным графиком нагрузки производится по данным обследования и эксплуатации. В сомнительных случаях ЭП следует отно¬ сить к ЭП с переменным графиком. При наличии в расчетном узле ЭП с переменным и практически с постоянным графиком нагрузки расчетные нагрузки этих ЭП определяются отдельно, а суммар¬ ная расчетная нагрузка по узлу в целом— сложением максимальной нагрузки ЭП
Таблица 2-8 Относительные значения эффективного числа электроприемников пэ*= = Па/п в зависимости от п\* = п-1п и Рі * —Т'пі/Т'в P,* ' 1,0 0,95 0,9 0,85 0,8 0,75 0,7 0,65 0.6 0,55 0,5 0,45 0,4 . 0,35 0,3 0,25 0,20 0,15 0,1 0,005 0,005 0,005 0,006 0,007 0,007 0,009 0,010 .0,011 0,013 0,016 0,019 0,024 0,030 0,039 0,051 0,073 0,11 0,18 0,34 0,01 0,009 0,011 0,012 0,013 0,015 0,017 0,019 0,023 0,026 0,031 0,037 0,047 0,059 0,076 0,10 0,14 . 0,20 0,32 0,52 0,02 0,02 0,02 0,02 0,03 0,03 0,03 0,04 0,04 0,05 0,06 0,07 0,09 0,11 0,14 0,19 0,26 0,36 0,31 0,71 0,03 0,03 0,03 0,04 0,04 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,11 0,13 0,16 0,21 0,27 0,36 0,48 0,64 0,81 0,04 0,04 0,04 0,05 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,10 0,12 0,15 0,18 0,22 0,27 0,34 0,44 0,57 0,72 0,86 0,05 0,05 0,05 0,06 0,07 0,07 0,08 0,10 о,п 0,13 0,15 0,18 0,22 0,26 0,33 0,41 0,51 0,64 0,79 0,90 0,06 0,06 0,06 0,07 0,08 0,09 0,10 0,12 0,13 0,15 0,18 0,21 0,26 .0,31 0,38 0,47 0,58 0,70 0,83 0,92 0,08 0,08 0,08 0,09 0,11 0,12 0,13 0,15 0,17 0,20 0,24 0,28 0,33 0,40 0,48 0,57 0,68 0,79 0,89 0,94 0,10 0,09 0,10 0,12 0,13 0,15 0,17 0,19 0,22 0,25 0,29 0,34 0,40 0,47 0,56 0,66 0,76 0,85 0,92 0,95 0,15 0,14 0,16 0,17 0,20 0,23 0,25 0,28 0,32 0,37 0,42 0,48 0,56 0,67 0,72 0,80 0,88 0,93 0,95 0,20 0,19 0,21 0;23 0,26 0,29 0,33 0,37 0,42 0,47 0,54 0,64 0,69 0,76 0,83 0,89 0,93 0,95 0,25 0,24 0,25 0,29 0,32 0,36 0,41 0,45 0,51 0,57 0,64 0,71 0,78 0,85 0,90 0,93 0,95 0,30 0,29 0,32 0,35 0,39 0,43 0,48 0,53 0,60 0,66 0,73 0,80 0,86 0,90 0,94 0,95 0,35 о.,зз 0,37 0,41 0,45 0,50 0,56 0,62 0,68 0,74 0,81 0,86 0,91 0,94 0,95 0,40 0,38 0,42 0,47 0,52 0,57 0,63 0,69 0,75 0,81 0,86 0,91 0,93 0,95 0,45 0,43 0,47 0,52 0,58 0,64 0,70 0,76 0,81 0,87 0,91 0,93 0,95 0,50 0,48 0,53 0,58 0,64 0,70 0,76 0,82 0,89 0,91 0,94 0,95 0,55 0,52 0,57 0,63 0,69 0,75 0,82 0,87 0,91 0,94 0,95 0,60 0,57 0,63 0,69 0,75 0,81 0,87 0,91 0,94 0,95 0,65 0,62 0,68 0,74 0,81 0,86 0,91 0,94 0,95 0,70 0,66 0,73 0,80 0,86 0,90 0,94 0,95 0,75 0,71 0,78 0,85 0,90 0,93 0,95 0,80 0,76 0,83 0,89 0,94 0,95 0,85 0,80 0,88 0,93 0,95 0,90 0,85 0,92 0,95 1,00 0,95 При и e ч a и и e Для проі иежуточ ных зш ачений эекомен цуется брать б лижайиі не Мень шие зн ачения г Ѳ*'
с переменным графиком и средней нагруз¬ кой ЭП с постоянным графиком. Мощность силовых трансформаторов следует выбирать по средней нагрузке наи¬ более загруженной смены. При необходимости пересчета получа¬ сового максимума нагрузки на продолжи¬ тельность большую, чем получасовая (что Рис. 2-2. Графики для определения эффек¬ тивного числа электроприемников. п~ общее число ЭП суммарной мощности Рн; — относительное число ЭП группы, мощ¬ ность каждого из которых не менее половины мощности наибольшего ЭП; Р1Яг=Рн1/Рн— отно¬ сительная мощность «1 наибольших ЭП. янной времени нагрева кабелей и проводов значительно более чем на 10 мин), прибли¬ женное значение коэффициента максимума может быть вычислено по формуле Хм,і=1+— (2-34) V 2t где 7<м — коэффициент максимума при его продолжительности 0,5 ч; 7<м,і — то же при продолжительности t, ч. Приведенная формула пересчета мак¬ симума нагрузки неприменима для графи¬ ков с мошной периодической пиковой со¬ ставляющей нагрузки. При отсутствии данных о количестве ЭП, их мощности, об удельном потребле¬ нии электроэнергии допускается опреде¬ лять нагрузку цеха или предприятия для сопоставления вариантов и при других ориентировочных расчетах по средним ко¬ эффициентам спроса по формуле Рм = КсРн. (2-35) При определении нагрузок по методу коэффициента спроса по предприятию в целом рекомендуется применять коэффи¬ циент участия в максимуме /(2, значение которого (0,85—1) устанавливается в зави¬ симости от местных условий. Максимальная реактивная нагрузка определяется по формуле <4 = <QCM. (2-36) Величина Км впредь до проведения специальных исследований с учетом допу¬ стимой погрешности ±10% может быть- принята: а) при Хн<0,2 и п3 100, а также при ÆhSsO,2 и Пэ^Ю K„=l,l; б) во всех остальных случаях Км=1. Для ЭП с неравномерным графиком нагрузки и с длительностью цикла более 30 мин (печи, тяжелые грейферные краны), а также для ЭП с пиковыми нагрузками длительностью несколько секунд (прокат¬ ные станы и др.) Çm определяется спе¬ циальным расчетом. Расчетный максимум силовых ЭП по распределительному пункту, магистрали или цеху определяется из выражений sm = K^ + Qm ; (2-37) = (2-38) Ѵзс/н для постоянного тока /м - ~~ ■■ (2-39) t'H Для осветительных ЭП максимальная активная и реактивная нагрузки принима¬ ются равными средним за наиболее загру¬ женную смену [формулы (2-21а) и (2-216)]. 2-4. ПОТЕРИ ЭНЕРГИИ Годовые потери активной энергии, кВт.ч, определяются по формуле Д’Гг = н/сг ДГр-10 3; (2-40) максимальные потери мощности, кВт, по формуле = (2-41) В этих формулах іг — число фаз или полюсов; т Г о , « , k^cr+Qcr 'сг = — — среднего- Ѵз 17н довой ток, А; R — сопротивление одной фазы (полюса), Ом. 2-5. ПИКОВЫЕ И ОДНОФАЗНЫЕ НАГРУЗКИ Пиковой нагрузкой одного или группы ЭП называется кратковременная нагрузка (длительностью 1—2 с), обусловленная пуском электродвигателей, эксплуатацион¬
ными короткими замыканиями дуговых электропечей, электросваркой и т. п. Пико¬ вая нагрузка характеризуется частотой - ее появления. Пиковый ток группы ЭП, работающих при отстающем токе, можно определить по формуле, А, Лі == г'п,м + (Ли ~ Ли 1н,м) > (2-42) где іп,м — наибольший : пусковой ток дви¬ гателя в группе; Іп — ток максимальной нагрузки всех ЭП; А,м ■— поминальный (приведенный к ПВ-1) ток двигателя с наибольшим пусковым током. Наибольшим пиковым током одного ЭП может быть: а) пусковой; ток асинхронного элект¬ родвигателя с короткозамкнутым ротором или синхронного двигателя. В случае от¬ сутствия заводских данных пусковой ток может быть принят равным .5-кратному номинального; б) пусковой ток двигателя постоянно¬ го тока или’ асинхронного с фазным рото¬ ром. При отсутствии более точных данных пусковой ток должен приниматься не меньше 2,5-кратного номинального; в) пиковый ток печных и сварочных трансформаторов, который должен быть принят но заводским данным, а в случае их отсутствия — не менее 3-кратного номи¬ нального (без приведения к ПВ = 100%); г) пиковая мощность, кВ-А, отдельно работающих машин контактной сварки, которая определяется по паспортным дан¬ ным по формуле = Unr.ax fuitax > (2-43) где Usmax ■— максимальное вторичное на¬ пряжение, В; fzmax—максимальный сва¬ рочный вторичный ток, кА. При отсутствии заводских данных пиковая мощность- может быть прибли¬ женно принята равной 3-кратной номи¬ нальной (при паспортном ПВ). При малом числе ЭП в группе и боль¬ шом различии их мощностей и коэффици¬ ентов мощности для пикового тока можно рекомендовать .-выражение tn = і’п,м + КиХ (Рсм Рем)2 (Qcm 7см)" -X. ~~ ]/зпн где Асм, <2см ■ активная и реактивная мощ- ности всей группы за наиболее загружен¬ ную смену; рсы, çCM — активная и реактив¬ ная мощности ЭП, потребляющего наи¬ больший пиковый ток іп,м; Км — коэффици¬ ент максимума, который может быть принят как для всей группы. При самозапуске электродвигателей в качестве пускового ..принимается пусковой ток всех участвующих в самозапуске дви¬ гателей. Для установок с циклическим харак¬ тером производства определение пускового тока производится иа основе исследования графиков нагрузок. , (2-44) Для группы одновременно работающих по программе машин контактной сварки пиковая мощность определяется по спе¬ циальной методике. При наличии ЭП с ударными нагруз¬ ками пиковый ток определяется специаль¬ ным расчетом. Пример. Определить пусковой ток ЭП двух заливочных кранов (см. табл. 2-19), имеющих механизмы со следующими элект¬ родвигателями: 2x100 кВт (работают од¬ новременно), 2X15+1x60 кВт и 2X80 кВт (работают одновременно), ПВ = 0,25. Наибольшим ЭП этих кранов являет¬ ся главный подъем с двумя двигателями по 100 кВт с фазным ротором при ПВ = = 0,25. Паспортный ток ïnacn — 215 А и пус¬ ковой ток А=2,5.215=536 А. Одновременно пускается два двигате¬ ля. Максимальный ток (табл. 2-19) равен 328 А; Ки = 0,2; Т„ = 2 -536+ (328—0,2 X Х200) = 1360 А (200 — ток наибольшего ЭП, приведенного к ПВ=1). ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК МАШИН КОНТАКТНОЙ ЭЛЕКТРОСВАРКИ Приведенная ниже методика расчета электрических нагрузок предназначена для различных видов машин контактной свар¬ ки: точечных, многоточечных, рельефных, шовных и стыковых, устанавливаемых в различных отраслях металлообрабатыва¬ ющей и машиностроительной промышлен¬ ности. Данный метод расчета может быть распространен также на любые электро¬ нагрузки, характеризуемые большой часто¬ той и малой продолжительностью вклю¬ чения. Исходные данные. Планировка проек¬ тируемого цеха: паспортные данные сва¬ рочных ' машин (напряжение, фазность, установленная мощность сварочных транс¬ форматоров и нх распределение по фазам для двух и трехфазных машин); перечень сблокированных сварочных машин; режим работы сварочных машин (автоматичес¬ кий, полуавтоматический, ручной). При отсутствии расчетных технологичес¬ ких данных или графиков нагрузки машин за цикл сварки расчет нагрузок произво¬ дится с помощью среднестатистических коэффициентов загрузки и включения. Используемые в расчетах среднестати¬ стические коэффициенты загрузки и вклю¬ чения выявлены в результате обследования сварочных установок значительного числа действующих производств, в основном автомобилестроительных заводов, выпуска¬ ющих легковые машины. Эти коэффициен¬ ты следует постоянно уточнять в связи с повышением производительности сварочно¬ го оборудования, появлением новых типов машин контактной сварки. Для других производств (вагоностроение, производство грузовых машин и др.) коэффициенты за¬ грузки и включения могут иметь иные значения, которые необходимо выявлять при проведении соответствующих обследо¬ ваний этих производств.
Паспортная продолжительность вклю¬ чения принята для отечественных машин 20%., для импортных—-50%. Коэффициент мощности сварочных ма¬ шин на основании результатов эксперимен¬ тальных обследований машиностроитель¬ ных предприятий принят равным 0,6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ И ОБОЗНАЧЕНИЕ ОСНОВНЫХ ВЕЛИЧИН Однофазными сварочными машинами считаются машины, включенные на линей¬ ное напряжение. Двухфазными считаются машины, имеющие два плеча, подключен¬ ные к трем фазам по схеме открытого тре¬ угольника, включаемые одновременно. Трехфазными считаются машины, имею¬ щие три плеча, подключенные к трем фа¬ зам сети и включаемые одновременно. Двухфазные и трехфазные машины при разновременном включении плеч рассмат¬ риваются как группы однофазных машин. Схема ожидания — схема включения сварочных машин, связанных блокировоч¬ ными зависимостями, которые исключают одновременное включение сблокированных машин или групп сварочных трансформа¬ торов. Sy — установленная мощность свароч¬ ных трансформаторов машины при номи¬ нальной паспортной продолжительности включения, указывается в паспорте маши¬ ны, кВ - А; k3 — коэффициент загрузки данной ма¬ шины, выражающий отношение пиковой потребляемой мощности к установленной, ртн. ед.; — коэффициент включения, отража- . юший длительность включения машины в полном цикле сварки, h — Кв — , , , (2-45) где отн. ед. ів — продолжительность сварки, с; tn — продолжительность паузы, с; — продолжительность одного цикла сварки, с. При пользовании среднестатистически¬ ми коэффициентами загрузки и включения, приведенными в табл. 2-9, потребляемые средняя, эффективная и пиковая мощности определяются соответственно щим формулам, кВ.А: Sc — Sy kR', Sg — Sy Йд sn — sy ^з- по следую- (2-46) (2-47) (2-48) Пиковая мощность — это кратковремен¬ ная мощность, потребляемая машиной из сети при сварке изделий заданных разме¬ ров и марки металла. При расчетных технологических исход¬ ных данных (потребляемая мощность sn,T и коэффициент включения средняя, эффективная и пиковая мощности ляются соответственно, кВ-А: sc — 5пд опреде- (2-49) (2-50) = s, (2-51) Среднестатистические коэффициенты загрузки и включения Таблица 2-9 Виды машины *з Точечная подвесная отечественная 1,0—1,2 0,02—0,03 Точечная подвесная импортная 1,1—2,0 0,05—0,09 Точечная стационарная отечественная 0,5—0,8 0,02—0,05 Точечная стационарная импортная 0,5—0,7 0,03—0,07 Многоточечная отечественная 0,9—1,0 0,005—0,02 Многоточечная импортная 0,9—1,0 0,005—0,01 Рельефная отечественная 0,8—1,0* 0,03—0,05* 0,7—0,9*** 0,2*** Шовная (роликовая) отечественная 0,7—0,8 0,5 Стыковая (сварка сопротивлением) 0,5—0,7*** 0,15—0,25*** — 0,5* Стыковая (сварка оплавлением) 0,3—0,6** 0,15—0,3** 0,9—1,2 0,02—0,03 0,3—0,5* паспортный 0,8—1,0* 0,01—0,02* * Автоматический режим работы. ** Полуавтоматический режим работы. *** ручной режим работы. Примечание. В числителе — данные режима оплавления; в знаменателе — осадки.
При этом технологический коэффици¬ ент включения, соответствующий данной технологии, для остальных фаз ^Б,Т ѵ/в,т N (2-52) где V — число сварок на данной ■ детали; N — число деталей, ' свариваемых за час; /Е,т — продолжительность сварочного тока одной сварки, определяется по таблицам технологических режимов сварки, с. Для машин с многоступенчатым графи¬ ком нагрузки величина éE,T определяется на каждой ступени графика. Продолжительность технологического цикла сварки, с: ; _ Sn-T п“ 2(7Н для трехфазных машин sn,T гп — .— Узин ПОРЯДОК РАСЧЕТОВ — 3600, N (2-53) Частота включения сварочной машины равна Л73600. При уточнении эффективной нагрузки, определении пиковой мощности и макси¬ мальной потери напряжения в сети нагруз¬ ка каждой сварочной машины представля¬ ется величиной пикового линейного тока. При использовании в качестве исход¬ ных данных установленной мощности сва¬ рочных трансформаторов и среднестатисти¬ ческих коэффициентов загрузки и включе¬ ния индивидуальные пиковые токи машин определяются следующим образом, А: для однофазных машин Sy ks l.u — (2-54) ÜB ’ машин, включенных треугольника: общей фазы Sy 3 для двухфазных по схеме открытого ДЛЯ для 2ПН остальных фаз Sy k3 (2-55) (2-56) для трехфазных машин sy 1/зц (2-57) исход- При использовании в качестве ных данных графиков нагрузки машин или расчетных технологических данных, пико¬ вые токи определяются по формулам, А: для однофазных машин : 5п,т ln~ U ■ ■ (2-58) для двухфазных машин: для общей фазы . snT 1^3 . гп=~2дг- ; (2-59) (2-60) (2-61) Расчет нагрузок рекомендуется выпол¬ нять в два этапа. На первом этапе опреде¬ ляется ориентировочная эффективная мощ¬ ность машин контактной сварки. На осно¬ вании ориентировочной эффективной мощ¬ ности сварочных машин намечается схема внутрицехового электроснабжения, выби¬ раются количество н мощность трансфор¬ маторов, решается вопрос о применении установок продольной компенсации, произ¬ водится размещение подстанций в цехе и намечается питающая сеть 380 В. На втором этапе расчетов производит¬ ся распределение сварочных машин по фа¬ зам питающей сети, выполняется оконча¬ тельный расчет намеченной схемы электро¬ снабжения, включая определение эффек¬ тивной и пиковой мощностей, расчет по¬ тери напряжения и окончательный выбор всех элементов сети. Определение ориентировочной эффективвости мощности (I этап расчета) Сварочные машины разбиваются на две группы: трехфазные и однофазные. Пе¬ ресчет двухфазных машин со схемой соеди¬ нения открытый треугольник к трехфазным производят с помощью коэффициента при¬ ведения, равного 1,2 (взят средний коэффи¬ циент между 3/2 и 3/2). Это допущение позволяет на I этапе расчета не произво¬ дить распределение сварочных машин по фазам питающей сети. Прн незначительном количестве двухфазных машин коэффици¬ ент приведения следует принимать рав¬ ным 1,5. Для каждой сварочной машины опре¬ деляется = (2-62) Для групп трехфазных и однофазных машин определяются соответственно 3 1 и SSn^B. Ориентировочная расчетная сварочная на¬ грузка, кВ-А: S8 « 1,25У VS2 ів + 2 2^в . (2-63) где 1,25 — коэффициент, учитывающий на¬ личие одновременно включаемых машин.
Распределение сварочных машин по фазам питающей сети (Іі этап расчета) После предварительного выбора цехо¬ вых трансформаторов и питающей сети 380 В следует распределить сварочные ма¬ шины по фазам таким образом, чтобы обес¬ печить равномерную загрузку всех фаз пи¬ тающей сети. При этом рекомендуется: в случае установки сварочных машин со значительно отличающимися коэффици¬ ентами включения следует равномерно по фазам распределять величины йв; при установке в цехе сварочных машин с незначительно отличающимися коэффици¬ ентами включения допускается распреде¬ лять по фазам потребляемую мощность сварочных машин sn; в случае отсутствия данных по факти¬ ческим мощностям сварочных трансформа¬ торов плеч двухфазных и трехфазных ма¬ шин допускается принимать равномерное распределение по фазам общей установлен¬ ной мощности трансформаторов двухфаз¬ ной илн трехфазной машины. Неравномерность загрузки фаз не дол¬ жна превышать 15%. Определение средней, эффективной и пиковой нагрузки Средний ток питающей линии получа¬ ется как арифметическая сумма средних токов всех машин, подключенных к этой фазе, А, 7 = 2Ï, (2-64) где i=lukR — средняя нагрузка отдельной сварочной машины. Для многоточечной сварочной машины средняя нагрузка, А: 7S = 2Ï, (2-65) где i—iakB — средняя нагрузка, создавае¬ мая ступенью каждого пика нагрузочной диаграммы за один цикл сварки. Эффективная нагрузка группы свароч¬ ных машин /Э = і/Г72 + В/, (2-66) где DI — дисперсия нагрузки фазы. Из-за малых значений коэффициента включения для отдельных пиков нагрузки машины можно принять, что дисперсия то¬ ка отдельного пика практически равна квадрату его эффективного значения за цикл сварки. По этой же причине диспер¬ сия суммарного тока линии с достаточной точностью может быть принята равной сумме квадратов эффективных токов от¬ дельных машин. Однако при определении эффективного значения тока в линии уже нельзя пренебрегать квадратом среднего тока I2 под знаком корня квадратного, со¬ поставимого с дисперсией DI. Для группы сварочных машин Dl = 2ij?k ■ п при йв^0,15 Dl = P3—72. (2-67) (2-68) Методика определения пиковых нагру¬ зок сварочных машин основана на исполь¬ зовании двухступенчатой модели упорядо¬ ченной диаграммы нагрузок. Ступени іа упорядоченной диаграммы расположены в порядке убывания, начиная с наибольшего тока (ітах) нагрузки одной машины и кон¬ чая наименьшим током (іт,эт). По двухсту¬ пенчатой модели определяется приведен¬ ное количество сварочных машин, участву¬ ющих в образовании максимального пика нагрузки. На рис. 2-3 представлена двух¬ ступенчатая модель упорядоченной диа¬ граммы. При конкретном расчете нагрузок геометрическое построение двухступенча¬ той модели не требуется. Расчетный максимальный пик нагрузки определяется суммарной нагрузкой совпав¬ ших в работе, с определенной вероятно¬ стью, сварочных машин. При наличии в группе сблокированных машин число ма¬ шин, участвующих в формировании пика, сокращается. Порядок расчета максимума нагрузки следующий: определяется усредненное зна¬ чение коэффициента включения всех сва¬ рочных машин: 1 Ьъ =— Ikj,. (2-69) п Геометрическая площадь упорядочен¬ ной диаграммы нагрузок машин данной группы, подключенных к линии, определя¬ ется по формуле f=-J-7. (2-70) Рис. 2-3. Упорядоченная диаграмма нагру¬ зок сварочных машин и ее двухступенчатая модель для фазы А питающей линии.
Рис. 2-4. Расчетные кривые для определения вероятного максимального количества одновременно включенных машин. Количество машин с максимальной на¬ грузкой «max определяется по формуле Р ——— ^тах Іпііп (2-71) Величина tmiJ1 наименьшего пика на¬ грузки при определении и, может быть найдена без учета тех наименьших по на¬ грузке машин, для которых отвечающая нм доля площади упорядоченной диаграм¬ мы составляет 5% полной площади диа¬ граммы. Если значение щ оказывается не целым числом, то для определения kB «і ок¬ ругляется до ближайшего целого, в других случаях значения п, не округляются. Вероятное максимальное число одно¬ временно включенных машин т из общего их числа п, присоединенных к питающей линии, определяется по кривым m=f(n; Д). (2-72) Расчетные кривые для определения вероятного максимального числа одновре¬ менно включенных машин представлены на рис. 2-4. Расчетные кривые построены для вероятности е—0,001 возможного превы-
піения расчетного числа т одновременно работающих машин. Усреднение коэффициента включения для наибольших машин заданной исходной их группы рассчитывается по формуле (2-73) число одновременно включенных машин с максимальной нагрузкой определяется по кривым (рис. 2-4): = (2-74) Значение расчетного пика определяет¬ ся по формуле Itnax “ ііпах “Ь (ж ^1) ітіп- (2-75) Определение максимальной потери напряжения Величина г представляет собой удель¬ ную потерю напряжения в питающей сети, включая цеховой трансформатор, отнесен¬ ную к 1 А тока нагрузки данной машины, при длине магистрали I от машины до под¬ станции: z = (/"тр + Го I) cos <р + (хтр + х0 I) sin t₽. (2-76) Потеря напряжения, вызываемая каждой отдельной машиной, В, Д« = агіп, (2-77) Таблица 2-10 Значения коэффициента а Фазность машин &tlAB &“вс д"сл . Однофазные сварочные машины. АВ 2 0,5 0,5 ВС 0,5 2 0,5 СА 0,5 0,5 2 Двухфазные сварочные машины АВ, ВС 2,4 2,4 /3 АВ, С А 2,4 /3 2,4 ВС, С А уз 2,4 2,4 Трехфазные сварочные машины АВС Уз" где а — коэффициент, учитывающий взаим¬ ное положение потерь напряжения в раз¬ личных питающих линиях от нагрузок раз- Таблица 2-11 Определение ориентировочной аффективной мощности машин контактной сварки Сварочная машина Фаз¬ ность Исходные данные Расчетные данные, кВ-А Тип Коли¬ чество Sy, кВ-А k 8 fcB sn ~ ~у % 2 sn (о ю II д’ ьэ I. Трехфазные машины SPM-109 1 3 900 1,0 0,01 900 810000 8100 SPM-108 1 3 900 '1,0 0,01 900 810 000 8100 Итого: 16 200 II. Однофазные машины SPM-19 1 1 500 1,0 0,01 500 250000 2500 SPM-21 1 1 500 1,0 0,01 500 250 000 2500 МТ П-600 1 1 600 0,7 0,03 420 176 000 5300 МТП-200 2 1 200X2 0,7 0,03 140X2 20 000X2 1200 SPM-500 1 1 550 1,0 0,01 550 300 000 3000 SPM-103 1 1 450 1,0 0,01 450 200 000 2000 МТПГ-75 21 1 75X21 1,1 0,025 82X21 6700 X 21 3540 Итого: 20 400 Всего: 5а « 1,25 К16200 + 2X20400 == 300 кВ-А.
Таблица 2-12 Определение средних, эффективных и пиковых нагрузок машин контактной сварки - Среднестатисти¬ ческие коэффи¬ циенты Пики сварочных машин, А Средняя нагрузка, А Квадрат эффективной нагрузки, А Эффективная нагрузка, А Тип машины ность Sy, кВ-А "в 1П А *пВ 1пС ГА 1В 1с 2 £э А* .2 'эВ, .2 £э С *,в 'эС SPM-109 3 900 1,0 0,01 1375 1375 1375 13,7 13,7 13,7 ■ 18 900 18 900 18900 137 137 137 SPM-108 3 900 1,0 0,01 1375 1375 1375 13,7 13,7 13,7 18 900 18 900 18 900 • 137 137 137 SPM-19 1 500 1,0 0,01 — 1315 1315 — 13 13 — 17 300 17 300 — 132 132 SPM-21 1 500 1,0 0,01 1315 — 1315 13 -— 13 17 300 — 17 300 132 — 132 МТП-200 1 200 0,7 0,03 370 370 -— 11 11 — 4000 4000 — 63 63 ——» МТП-200 1 200 0,7 0,03 370 —— 370 11 — 11 4000 — 4000 63 — 63 МТПГ-75 1 75 1,1 0,025 — 217 217 — 5,45 5,45 — 1170 1170 . — 34 34 МТПГ-75 1 75 1,1 0,025 — 217 217 — 5,45 5,45 — 1170 1170 —- .34 34 МТПГ-75 1 75 1,1 0,025 —— 217 217 — 5,45 5,45 — 1170 1170 — 34 34 МТПГ-75 1 75 1,1 0,025 217 217 — 5,45 5,45 —- 1170 1170 — 34 34 МТПГ-75 1 75 1,1 0,025 -— 217 217 -— 5,45 5,45 — 1170 1170 — 34 34 МТП-600 1 600 0,7 0,03 1100 — 1100 33 *— 33 36 300 — 36 300 190 — 190 МТПГ-75 1 75 1,1 0,025 — 217 217 — 5,45 5,45 — 1170 1170 — 34 34 МТПГ-75 1 75 1,1 0,025 217 217 — 5,45 5,45 —- 1170 1170 — 34 34 —- МТПГ-75 1 75 1,1 0,025 217 217 — 5,45 5,45 — 1170 1170 — 34 34 — МТПГ-75 1 75 1,1 0,025 217 217 — 5,45 5,45 — 1170 1170 — ' 34 34 — МТПГ-75 1 75 1,1 0,025 217 217 — 5,45 5,45 I—. 1170 1170 — 34 34 —_ МТПГ-75 1 75 1,1 0,025 217 217 — 5,45 5,45 —— 1170 1170 — 34 34 —- SPM-500 1 550 1,0 0,01 1450 1450 — 14,5 14,5 — 21 000 21 000 — 145 145 — SPM-103 1 450 1,0 0,01 1190 1190 — 12 12 — ■ 14 200 14 200 — 119 119 -— МТПГ-75 1 75 1,1 0,025 — 217 217 — 5,45 .5,45 ■—- 1170 1170 — 34 34 МТПГ-75 1 75 1,1 0,025 217 — 217 5,45 -— 5,45 1170 — 1170 34 — 34 МТПГ-75 1 75 1,1 0,025 — 217 217 — 5,45 5,45 — 1170 1170 — 34 34 МТПГ-75 1 75 1,1 0,025 217 — 217 5,45 —— 5,45 1170 — 1170 34 — 34 МТПГ-75 1 75 1,1 0,025 — 217 217 — 5,45 5,45 — 1170 1170 — 34 34 МТПГ-75 1 7э 1,1 0,025 217 217 5,45 5,45 — 1170 1170 —- 34 34 МТПГ-75 1 75 1,1 0,025 217 217 5,45 5,45 1170 1170 — 34 34 — МТПГ-75 1 75 1,1 0,025 217 — 217 5,45 «ч 1 II 5,45 1170 — 1170 34 — 34 МТПГ-75 1 75 1,1 0,025 — 217 217 — 5,45 5,45 — 1170 1170 —- 34 34 МТПГ-75 1 75 1,1 0,025 217 ’— 217 5,45 — 5,45 1170 —- 1170 34 — 34
личных фаз машин; его значения принима¬ ются согласно табл. 2-10. Подобно реальным токовым нагрузкам, суммарная полная потеря напряжения в сети в любой момент времени обусловлива¬ ется числом совпавших по времени работы машин и их фиктивными нагрузками. Это позволяет вести расчет суммарной потери напряжения аналогично расчету макси¬ мальной нагрузки. Таким образом, усредненная потеря напряжения по отдельной сварочной маши¬ не рассчитывается по формуле, В, Д« = &БДи. (2-78) Усредненная потеря напряжения в пита¬ ющей линии определяется из соотношения ДС' = 2/гв Ди. (2-79) Средний коэффициент включения фик¬ тивных нагрузок равен для всех между- фазных напряжений, поскольку он опреде¬ ляется для всех машин группы независимо от их распределения по фазам (и мощно¬ сти): АВ ~ кв,ВС — kB,CA — (2-80) Расчеты максимальной потери напря¬ жения в силу принципа фиктивных нагру¬ зок аналогичны расчетам пиковой мощно¬ сти. Это следует из одинаковой структуры расчетных формул, основанных на двухсту¬ пенчатой модели упорядоченной диа¬ граммы. Рис. 2-5. Удельные сопротивления харак¬ терных питающих сетей. Например, для фазы АВ Fab = ^~^ab; (2-81) кв,АВ 1ЛВ== л» —Дм ’ (2’82) аитах АВ ^итІп АВ mAB = f{ni;,kBAB}' С2*83) Для упрощения определения удельной потери напряжения на рис. 2-5 представле¬ ны удельные сопротивления наиболее ха¬ рактерных питающих сетей 380 В. Допустимая максимальная потеря на¬ пряжения 10%. В табл. 2-11 дано определение ориенти¬ ровочной максимальной мощности, в табл. 2-12 и 2-14 — определение средних, эффек¬ тивных и пиковых нагрузок, в табл. 2-13 и 2-15 — определение максимальных потерь напряжении. РАСЧЕТНАЯ ПО НАГРЕВУ ВЕЛИЧИНА РЕЗКОПЕРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ МОЩНЫХ ЭЛЕКТРОПРИЕМНИКОВ ПРОКАТНЫХ СТАНОВ И ДУГОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАЛЕПЛАВИЛЬНЫХ ПЕЧЕЙ При данном процессе производства и установленной программе работы расчет¬ ная по нагреву нагрузка мощных электро¬ приемников прокатных станов (ПС)" и ду¬ говых электросталеплавильных печей (ДСП) определяется их расчетными графи¬ ками. Индивидуальным графикам главных приводов ПС свойственно чередование кратковременных нагрузок и пауз с боль¬ шой частотой при непродолжительных цик¬ лах, значительно меньших постоянных вре¬ мени нагрева элементов сети. Поэтому с точностью, достаточной для практических целей, за расчетную по нагреву нагрузку принимается эффективное значение мощно¬ сти, которое для суммарного графика опре¬ деляется по числовым характеристикам складываемых индивидуальных графиков. При средних рср.г, Çcp.s и эффективных Ра,;, Ça,; мощностях складываемых N гра¬ фиков эффективные мощности суммарного графика (2-84) (2-85) Ss=]/p|+C (2-86) Пример L Индивидуальные графики мощных главных приводов трех клетей
Таблица 2-13 Определение максимальной потери напряжения в сетях, питающих машины контактной сварки Тип машины *в Пики *гоков сварочных машин, А /, м Удельная потеря напряжения гХ10—?, В/А Фиктивная нагрузка сварочных машин Д« « В Средняя фиктивная нагрузка Ди = kB ки, В п, А 'и,' В 'и, С АВ вс СА ВС СА SPM-109 0,01 1375 1375 1375 20 0,370 8,8 8,8 .. . 8,8 0,088 0,088 0,088 SPM-108 0,01 1375 1375 1375 23 0,378 9,0 9,0 9,0 0;09 0,09 ■ 0,09 SPM-19 0,01 — 1315 1315 26 0,387 2,5 10 . 2,5 0,025 0,1 0,025 SPM-21 0,01 1315 *,11 ■ 1315 32 0,4' 2,6 2,6 10,5 0,026 ■ 0,026 0,105 МТГІ-200 0,03 370 370 — 37 0,417 3,1 0,8 0,8 0,093 ■ 0,024 0,024 МТП-200 0,03 370 — 370 40 0,426 0,8 0,8 3,1 0,024 ■ 0,024 0,093 МТПГ-75 0,025 217 217 45 0,44 0,48 1,9 0,48 0,012 0,048 0,012 МТПГ-75 0,025 — 217 217 45 0,44 0,48 1,9 0,48 0,012 0,048 0,012 МТПГ-75 0,025 — 217 217 45 0,44 0,48 1,9 0,48 0,012 0,048 0,012 МТПГ-75 0,025 — 217 217 45 0,44 0,48 1,9 0,48 0,012 0,048 0,012 МТПГ-75 0,025 — 217 217 45 0,44 0,48 1,9 0,48 0,012 0,048 0,012 МТП-600 0,03 1100 — 1100 50 0,45 2,5 2,5 10 0,075 0,075 0,3 МТПГ-75 0,025 — 217 217 55 0,468 0,5 2,0 0,5 0,012 0,05 0,012 МТПГ-75 0,025 217 217 — 55 0,468 2,0 0,5 0,5 0,05 0,012 0,012 МТПГ-75 0,025 217 217 55 0,468 2,0 0,5 0,5 0,05 0.012 0,012 МТПГ-75 0,025 217 217 — 55 0,468 2,0 0,5 0,5 0,05 0,012 0,012 МТПГ-75 0,025 217 217 „ ■ 1. 55 0,468 2,0 0,5 0,5 0,05 0,012 0,012 МТПГ-75 0,025 217 217 —— 55 0,468 2,0 0,5 0,5 0,05 0,012 0,012 SPM-500 0,01 1450 1450 60 0,480 14 3,5 3,5 0,14 0,035 0,035 SPM-103 0,01 1190 1190 — 65 0,494 11,8 3,0 3,0 0,118 0,03 0,03 МТПГ-75 0,025 217 217 70 0,510 0,55 2,2 0,55 0,013 0,055 0,013 МТПГ-75 0,025 217 — 217 70 0,510 0,55 0,55 2,2 0,013 0,013 0,055 МТПГ-75 0,025 — 217 217 70 0,510 0,55 2,2 0,55 0,013 0,055 0,013 МТПГ-75 0,025 217 — 217 70 0,510 0,55 0,55 2,2 0,013 0,013 0,055 МТПГ-75 0,025 — 217 217 70 0,510 0,55 2,2 0,55 0,013 0,055 0,013 МТПГ-75 0,025 217 217 75 0,522 2,3 0,6 0,6 0,058 0,015 0,015 МТПГ-57 0,025 217 217 — 75 0,522 2,3 0,6 0,6 0,058 0,015 0,015 МТПГ-75 0,025 217 -— 217 75 0,522 0,6 0,6 2,3 0,015 0,015 0,058 МТПГ-75 0,025 — 217 217 75 0,522 0,6 2,3 0,6 0,015 0,058 0,015 МТПГ-75 0,025 217 -— 217 75 0.522 0.6 0,6 2,3 0,015 0,015 0,058
Таблица 2-14 Определение средних, эффективных и пиковых нагрузок (расчетный формуляр) машин контактной сварки Рассчи¬ тываемая величина Фаза Расчетная формула A В С Л А 182 170 174 (2-64), (2-65) D1 147 400 114 200 129 000 (2-67) /8, А 425 380 400 (2-66) п 19 23 20 Табл. 2-12 kg 0,022 ■ 0,022 0,022 (2-69) F 8300 7800 8000 (2-70) «1 3,4 2,3 3,5 (2-71) îmax* 1450 1450 1375 Табл. 2-12 217 217 217 Табл. 2-12 m 3,6 3,6 3,6 (2-72) К 0,01 0,01 0,01 (2-73) 1,5 1,5 1,5 (2-74) Ім, A 2640 2640 2520 (2-75) Таблица 2-15 Определение максимальной потери напряжения (расчетный формуляр) в сетях, питающих машины контактной сварки Рассчи¬ тываема я величина Фаза Расчетная формула AB BC CA п 30 30 30 — kg 0,02 0,02 0,02 (2-80) Lil 1,227 1,136 1,232 (2-79) F 61 57 61 (2-81) ^max 14 10 10,5 Табл. 2-14 ^min 0,48 0,5 0,48 Табл. 2-14 П1 3,6 4,4 4,6 (2-82) m 4,5 4,5 4,5 (2-83) £ 0,01 0,01 0,01 (2-73) 1,1 1,1 1,1 (2-74) A« 22,4 17,4 19 (2-75) прокатных станов с циклами продолжи¬ тельностью по 1 —1,5 мин, в течение кото¬ рых чередуются периоды нагрузок и пауз длительностью по 2—8 с, имеют средние мощности Дсрі = 4,7 МВт, рСр2 = 2,5 МВт, рсрз=9,5 МВт, <?срі=4,8 Мвар, ^01,2 = =2,7 Мвар, <Гсрз=9,І Мвар и эффективные мощности Рг,і = 8,1 МВт, рэ2=4,1 МВт, рэз= = 12,5 МВт, (д,і = 7,9 Мвар, q^~ 4,6 Мвар, qaS= 12,7 Мвар.. Определить их общую рас¬ четную по нагреву нагрузку: Рэ = V (4,7 + 2,5 + 9,5)'2 + 8,12 + 4,1?+> 12,52 — (4,72 4-2,5*+ 9,5г) = 19,8 МВт; Qs ='|/'(+8+2,7 + 9,1)2 + 7,9? + 4,6* +” "+ 12,7? — (4,8'2 + 2,72 + 9,12) = 17Мвар; 5Э = = 28,6 МВ-А. Индивидуальным графикам ДСП свой¬ ственны продолжительные циклы с .больши¬ ми длительностями почти всех значений их расчетных мощностей и короткими пауза¬ ми между ними, определяемыми програм¬ мой плавки. Поэтому с точностью, доста¬ точной для практических целей, за расчет¬ ную по нагреву нагрузку принимается наи¬ большее среднее значение мощности за трехкратную постоянную времени нагрева элементов сети. Современные сталеплавильные произ¬ водства рассчитываются на интенсивную выплавку и равномерную выдачу стали в определенное время. Поэтому в нормаль¬ ном режиме суммарный график мощности ДСП и соответственно расчетная по нагре¬ ву их нагрузка будет формироваться в процессе наложения индивидуальных гра¬ фиков мощности ДСП с определенными сдвигами. Сложение исходных графиков при данных сдвигах производится графиче¬ ски, аналитически илн с применением циф¬ ровых ЭВМ. Отступления от установленной последо¬ вательности работы ДСП соответственно изменяют суммарный график мощности ДСП. При систематических, практически не¬ ограниченных изменениях сдвигов между индивидуальными графиками ДСП суммар¬ ный график N печей будет состоять из зна- N ченнй Sy =2«хг, где sx£— значения, взя- і—1 тые по одному в каждом из Д7 складывае¬ мых индивидуальных графиков ДСП. Рас¬ четная продолжительность этих значений, средняя за все сдвиги tCp(Sy) = TcOn(Sy), N где ОП (Sy)^= П 0П(5х)і; On(sx)i = t(sx)ilTi; i=l t(sx)i — длительность значения sx£; Tc — продолжительность цикла суммарного гра¬ фика, равная общему наименьшему кратно¬ му циклов Ті складываемых графиков. Обычно сталеплавильные цехи имеют однотипные ДСП практически с одинако¬ выми графиками. В этом случае значения m суммарного графика Kxsx, где Кх — х=1 число одинаковых значений sx с равны¬ ми относительными продолжительностями
ОП (Sx), составляющих данное значение суммарного графика, а их расчетная продол¬ жительность tQV{Sy) = T'-On(Sy), где 7+ г к 1 т Ott(Sv)= П [0/7 (s/Ч М/П Ш); On(sx)=t(sx)/T; t(sx) — длительность зна¬ чения sx; Т — продолжительность цикла суммарного графика, принимаемая равной цик;/у складываемых графиков. При этом т ' 2 KX^N. Х=1 Наибольшая. возможная продолжи¬ тельность значения суммарного графика равна наименьшей длительности составля¬ ющих его значений складываемых графи¬ ков tM. Если значение sx{ повторяется n(sx)i раз его общей относительной продолжи¬ тельности On(sx)i, то отдельные значения Средние мощности одной scp и всех четырех Scp печных трансформаторов ДСП: т scp — sx ОП (sx) = 50- 0,177 -J- x=I + 35-0,353 + 15-0,235 = 25 MB-A; N Scp = = 4-25 = 100 MB-A. i=i При нормальном процессе производст¬ ва с ритмичной работой и равномерной вы¬ дачей стали сдвиги между рассматриваемы¬ ми индивидуальными графиками одинако¬ вых ДСП должны быть 170:4 = 40 мин, соблюдение которых не должно вызвать затруднений, так как они соответствуют расчетному времени, требуемому на выпуск и’завалку одной печи. Суммарный трафик в этом режиме будет характеризоваться циклом, полученным в результате сложе¬ ния индивидуальных графиков ДСП при данных сдвигах и составляющим: I Мощность Sy, МВ-А . , Длительность t (Sy), мин 100 85 100 85 120 100 85 135 100 85 30 10 30 10 10 20 10 10 20 20 N суммарного графика 8у = 2 sXj будут в среднем иметь продолжительность /ср(5и) = — Tc-On'lSy) и повторяться через время R'(Sy) = t'cV>(SvMOn(Sy), где ОП'($и) = = 1/М($И); N М (S^) = 2 Тс-п (*х)і/Ті-0П (Sv)}. i=i ' При Однотипных графиках М (Sy) = 2 Кхп (Sx)/On (sæ). Расчетная по нагреву нагрузка будет определяться в зависимости от длительно¬ сти, повторяемости и возможного сочета¬ ния смежных значений упорядоченной диа¬ граммы суммарного графика. \ Пример 2. Расчетный индивидуальный график нагрузки печного трансформатора ДСП составляют следующие величины в цикле 7=170 мин: X 1 2 3 4 Мощность Sx, МВ-А . . . 50 35 15 0 Длительность t(sx), мин . 30 60 40 40 On(sx) = t(sx)/T 0,177 0,353 0,235 0,235 n(sx) . . . 1 1 1 1 Коэффициент мощности нагрузки в те¬ чение всего времени практически не меня¬ ется и может быть принят равным 0,75. Определить общую расчетную нагрузку по нагреву четырех указанных печных транс¬ форматоров ДСП, работающих круглосу¬ точно. Получасовой максимум этого графика Sso= (135-10+100-20) : 30=112 MB-А. С учетом небольших отступлений от указанно¬ го режима за расчетную нагрузку по нагре¬ ву при данных условиях можно принять S3o= (135’20+100-10) ; 30=123 МВ-А. Если допускать систематические, прак¬ тически неограниченные изменения сдвигов между индивидуальными графиками ДСП, то суммарный график будут составлять сле¬ дующие значения: Ді=4; Si=KiSi= =4-50=200 MB-A; ifM(S,) =/(sj) =30 мин; ОП(8і) = [On(S1)]KiJVt ; Д1! = 0,177‘-4! : 4! = =9,9-10~4; M(S1)=A1-h(s1) : O/7(S1)=4X XI : 0,177= 22,6; O77'(Si) = l :M(Si) = l : : 22,6 = 0,0445; t 'p(Si) =T.OH'(Si) = 170* X0,0445=7,5 мин; «'(Si) = t' (S±) : : ОП(Si) =7,5 : 9,9-10-4=7600 мин=126 ч; Лі=3; K2=l; S2=AiSi-+A2S2=3* 50 +1 X Х35=185 MB-А; /M(S2) =t(si) =30 мин; O/7 (S2) = 07/(5,)^. O/7 (s2)KeA'! : (^ ! M>) = =0,1773’0,353-4! : (3!-l)=7,9-10-3; M(S2) = =Ki«(si) : On(si)+K2n(s2) : O/7(s2) = 3x XI : 0,177+1-1 : 0,353= 19,84; O/7'(S2)=1: :M(S2) = 1 : 19,84=0,0505; /'p (S2) = = T-on'(s2) = 170-0,0505 = 8,6 мин; T?'(S2) = = /'p(S2) :On'(S2) = 8,6:7,9’10-s = = 1090 мин =18,2 ч. Соответственно выполняются расчеты других значений суммарного графика, ко¬ торые для более полной характеристики графика рекомендуется проводить в преде¬ лах от наибольшего до среднего значения мощности. При этом могут быть использо¬ ваны простейшие цифровые ЭВМ. Резуль¬ таты расчетов приведены в табл. 2-16. Полученные расчетные значения пока¬ зывают, что при таком режиме работы ДСП наибольшая средняя за 30 мин расчетная мощность максимальной модели графика
Таблица 2-16 Расчет характеристик суммарного графика нагрузки У Кі Кг ка К1 Sg, 1ЛВ-К МИН (Sv)’ ч -ср (Ss)’ МИН 1 4 0 0 0 4-50 = 200 30 126 7 2 3 1 0 0 3-50 + 35= 185 30 18 8 3 2 2 0 0 2-50 + 2-35= 170 30 7 10 4 3 0 1 0 3-50+ 15= 165 30 26 8 5 1 3 0 0 50 + 3-35= 155 30 6 7 6 2 1 1 0 2-50 + 35+ 15= 150 30 5 9 7 3 0 0 1 3-50 + 0= 150 30 26 8 8 0 4 0 0 4-35= 140 60 .16 15 9 1 2 1 0 50 + 2-35+ 15= 135 30 1,6 6 10 2 1 0 1 2-50 + 35 + 0= 135 30 5 9 11 2 0 2 0 2-50 + 2-15 = 130 30 14 8 12 0 3 1 0 3-35 + 1.5 = 120 60 5 13 13 1 2 0 1 50 + 2-35 + 0= 120 30 1,6 6 14 1 1 2 0 50 + 35 + 2-15= 115 30 2,4 6 15 2 0 1 1 2-50+15 + 0= 115 30 7 8 16 0 3 0 1 3-35 + 0= 105 60 5 13 Sso = (200-7+185-8+170-10+135-5) : 30 = = 180 МВ-А. Она значительно больше рас¬ четной мощности, определенной выше при равномерных сдвигах между графиками ДСП, и может привести к нерациональному использованию как сети, так и электростан¬ ций. Поэтому при определении нагрузки ДСП следует исходить из намечаемой про¬ граммы производства и установленного тех¬ нологического процесса с ритмичной рабо¬ той ДСП со сдвигами между их индивиду¬ альными графиками мощности, дающими наиболее равномерный суммарный график с расчетной нагрузкой по нагреву, по воз¬ можности близкой к его средней мощности. Так как питание такого рода потребителей обычно предусматривается не менее чем по двум цепям, общая пропускная способность которых значительно превышает расчетную нагрузку, то при нарушении нормальной по¬ следовательности работы ДСП необходимое ограничение нагрузки по условиям пропуск¬ ной способности сети может потребоваться лишь в случаях ненормального режима ра¬ боты сети. ОДНОФАЗНЫЕ НАГРУЗКИ Однофазные ЭП, включенные на фазные и линейные напряжения и распределенные по фазам с неравномерностью не выше 15% по отношению к общей мощности трехфаз¬ ных и однофазных ЭП в группе, учитывают¬ ся как трехфазные ЭП той же суммарной мощности. При превышении указанных пре¬ делов неравномерности расчетная нагрузка принимается равной тройной величине наи¬ более загруженной, фазы. Нагрузки отдельных фаз при включении однофазных ЭП на линейное напряжение определяются как полусуммы двух плеч, прилегающих к данной фазе: РаЬ + Рас 'РаЬ Рас Ра —■ „ ; Р'о — о > Рса “Ь Pbc Рс^—^—. Неравномерность нагрузки по фазам, по расчетному узлу определяется как разность между активными нагрузками наиболее и наименее нагруженных фаз с отнесением ее к наименее нагруженной фазе по форму¬ ле, %, . Рн.м.ф Рн,тіп Ьря,Ѵ = . Рн,тіп Определение нагрузок по отдельным фа¬ зам и степени неравномерности приведены в примере 2. Определение средних нагрузок за наи¬ более загруженную смену от однофазных ЭП независимо от неравномерности по фа¬ зам, создаваемой этими ЭП, производится аналогично трехфазным. При числе однофазных ЭП до трех включительно условная трехфазная номи¬ нальная мощность pH,s определяется упро¬ щенным способом: а) при включении ЭП на фазное напря¬ жение 220 В при трехфазной системе 380/220 В Рн,у = Зрн.м.фі (2-87а) б) при включении однофазных ЭП на линейное напряжение при одном ЭП Рн.у = ЗрНіЛ, (2-876)
а при двух-трех ЭП, включенных в разные плечи трехфазной сети, ■— по формуле (2-43) ; в этих формулах рн,л — номинальная'- мощ¬ ность ЭП, кВт; рн,м,Фноминальная мощ¬ ность ЭП наиболее нагруженной фазы, кВт. Пример 1. Сварочный трансформатор (5пв =25 кВ-A, ПВ-—0,5, cos (рпаСл=0,5, «Ф=220 В) включен'на фазное напряжение. Определить ря,у; Рн = snB ]ЛПВ созфпасп = 25 УОТ-0,5 = = 8,7 кВт, ря,у= 3-8,7=26 кВт. При включении двух и трех таких же трансформаторов, но в разные фазы ри,у= = 26 кВт. Пример, 2. Определить трехфазную на¬ грузку от трех сварочных трансформато¬ ров при cos Ф=0,5, мощности которых, при¬ веденные к ПВ=1, составляют: рНІ = 28 кВт; рн2 = 13 кВт; рнз = 14 кВт. Трансформаторы присоединены на ли¬ нейное напряжение сети 380 В: Pah = 28 кВт; рьс = 13 кВт; рса = 14 кВт. Находим нагрузку наиболее загружен¬ ной фазы, кВт: 28+ 14 Ра=—f = 21; 28+ 13 Рь = —~~ =20,5; 13+ 14 Pc 2 —13,5; Рн.м.ф — Ра — = 21 кВт, следовательно, рЕ,у=3-21=63 кВт; sH,y= =63/0,5=126 кВ-А; 126 I = --- = 190 А. ■ м 3-0,38 Неравномерность нагрузок по фазам составила: (21 — 13,5) 100 і = 55% . 13,5 Максимальная нагрузка однофазных ЭП при числе их более трех при одинаковых Кк и cos ф, включенных на фазное или линей¬ ное напряжение, определяется по формулам Рн,м,ф‘, (2-88) <2м = 3/<и<Рн,М,фІёФ- (2-89) Величина пя для однофазных нагрузок определяется по формуле 2 2 Рн.о яэ = — 4Рн,О?Л«л: (2-90) где 2рн,о — сумма номинальных мощностей однофазных ЭП данного расчетного узла; Рк,атах — номинальная мощность наиболь¬ шего ЭП однофазного тока. При числе однофазных ЭП более трех при различных /Си и cos ф, а также при включении их на фазные и линейные напря¬ жения определение максимальной нагрузки производится следующим образом: все одно¬ фазные ЭП, включенные на фазное напря¬ жение (фаза — нуль) и на линейное напря¬ жение, распределяются по возможности рав¬ номерно по фазам. Общая средняя нагрузка по отдельным фазам определяется суммиро¬ ванием однофазных нагрузок данной фазы (фаза ■— нуль) и групп однофазных нагру¬ зок с одинаковыми Ки и cos ф, включенных на линейное напряжение с соответствующим приведением этих нагрузок по табл. 2-17 к нагрузкам одной фазы и фазному напря¬ жению. Например, для фазы а будем иметь (Р, кВт; Q, квар): ^см.а ~ РаЪ Р(аЬ)а + Рса Р(са)а + + К>О,О; @см,а = РаЬ Ч(аЬ)а + Рса 9{са)а + + < Ра,о tg Ф. где Ки и Ки — соответствующие коэффици¬ енты использования; Раь — нагрузка, присо¬ единенная на линейное напряжение между фазами а и Ь\ Рса — то же на линейное на¬ пряжение между фазами с и а; Ра,о, Qa,o— нагрузки, присоединенные на напряжение а (между фазным и нулевым проводами); Таблица 2-17 Коэффициенты приведении однофазной нагрузки, включенной на линейное напряжение, к нагрузке, отнесенной к одной фазе трехфазного тока и фазному напряжению Коэффициенты приведения cos 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 Р(с&)с» P(bc)b> Р(са)с ‘ 1,4 1,17 1 0,89 0,8 0,72 0,64 0,5 P(ab)b’ Р(Ьс)с'’ Р(са)а —0,4 —0,17 0 0,11 0,2 0,28 0,36 0,6 Я(аЪ)а3 ^(bcyb1 ^{са)с 1,26 0,86 0,58 0,38 0,22 0,09 —0,05 —0,29 9(аЪ)Ъ’ Ц(Ьс)с9 Q(ca)a 2,45 1,44 1,16 0,96 0,8 0,67 0,53 0,29
Таблица 2-18 Пример определения однофазных нагрузок, включенных на фазное и линейное напряжение сети 380/220 В № п/п. Узлы питания* груп¬ пы электроприемни¬ ков, номинальное напряжение и ПВ Установленная мощ¬ ность лн, приведен¬ ная к ПВ—100 %, кВт Число приемников п Установленная мощ¬ ность однофазных приемников, вклю¬ ченных на линейное напряжение, кВт Коэффициент приведения Установленная мощ¬ ность однофазных приемников, вклю¬ ченных на фазное напряжение, кВт Коэффициент ис¬ пользования fe„ и 1 Коэффициент мощ¬ ности cos ф .. Средние нагрузки активные, кВт реактивные, квар ар Ьс са к фазе р <7 а b С а b с а b С 1 2 3 4 Сварочный тран¬ сформатор 76 кВХ ХА, cos<p=0,6, 380 В, ПВ=60%, РН=76Ѵ' 3,6-6= = 35 кВт Сварочный тран¬ сформатор 42 кВХ ХА, cos<p=0,6, 380 в’ ПВ = 60%, Рн=42/ 0,6-0,6= = 19 кВт Сварочный тран¬ сформатор 20 кВХ ХА, cos Ф=0,6, 220 В, ПВ=65%, Р„=20|/" 0,65Х Х0,5=8 кВт Сварочный тран¬ сформатор 32 кВХ ХА, cos ф=0,5, 220 В, ПВ=65%, Л, = 32 К0.65Х Х0,5=13 кВт Итого: 140 38 8 39 225 4 2 1 3 10 70 70 35 19 54 35 19 54 а b b с с а b с с а 0,89 о; н 0,89 0,11 0,89 0,11 0,89 0,11 0,89 0,11 0,38 0,96 0,38 0,96 0,38 0,96 0,38 0,96 0,38 0,96 13 13 13 13 8 13 21 0,5 0,4 0,5 0,2 0,6 0,6 0,5 0,5 31 2 1 3 37 4 16 7 3 30 2 16 1 7 4 3 33 13 17 7 5 42 34 7 3 5 49 7 17 7 . 3 7 5 46
tg q> соответствует cos <p нагрузки фаза — НуЛЬ', p(ab)aj p(ca)al Ç(ab)a) Ç(ca)a КОЭффЙ- циенты приведения нагрўзрк, включенных на линейное напряжение аЬ и са к фазе а (табл. 2-17). Пример определения однофазных на¬ грузок, включенных на фазное и линейное напряжение сети 380/220 В, приведен в табл. 2-18. В этом примере на линейное на¬ пряжение ab включены сварочные транс¬ форматоры общей мощностью 70 кВт при cos (р=0,6. Требуется определить коэффициенты приведения и <7<аь), отнесенные соот¬ ветственно к фазам а и Ь. 1. В табл. 2-17 для cos<p=0,6 находим: Р(аЪ}а = °>89; Р(аь)й = °>11; 9{аЪ)а = 0,38; Я(аь)Ъ ~ 0,96. По остальным плечам коэффициенты приведения находятся аналогично. 2. Средние активные и реактивные на¬ грузки для ЭП, включенных на фазное на¬ пряжение, определяются в обычном поряд¬ ке при помощи коэффициентов использова¬ ния Ли и tgç (поз. 4, графы 17, 20 табл. 2-18). .3. Средние нагрузки для ЭП, включен¬ ных на линейное напряжение, определяются умножением установленных мощностей по отдельным плечам (графы 4, 5, 6 табл. 2-18) на соответствующие коэффициенты приведе¬ ния р и q (графы 8 и 9) и коэффициент ис¬ пользования Ли (графа 13). Например, на линейное напряжение ab включена мощность 70 кВт (графа 4), тог¬ да средняя активная нагрузка, отнесенная к фазе а, составит: Рса,а = 7WV(ab)C = 70.0,5-0,89 = 31 кВт (графа 15), а к фазе b ^,6=70^^6 = 70-0,5-0,11 =4 кВт (графа 16). 4. Средние реактивные нагрузки, отне¬ сенные к фазам а и Ь, равняются соответ¬ ственно: <2см,а = 70^и<7(4б)а = 70-0,5.0,38 = 13 квар (графа 18); 5см,б=70/<и9(аг,)б=70-0,5-0,96=34 квар (графа 19). Расчеты по остальным плечам произво¬ дятся аналогично. 5. Наиболее загруженной фазой оказа¬ лась фаза а, общая нагрузка которой соста¬ вила: рсм,а=37 кВт; Qcm,4 = 42 «вар; tgç = —см,<г ■ = —— = 1,14 и cos ф = 0,66. р см,о 37 Средневзвешенное значение Ли для этой фазы -Т р СМ,С Ка~ раь + рсал р - 2 + 37 = = 0,5. 70 + 54 ыз 2 6. Условная трехфазная мощность от однофазных ЭП для наиболее загруженной фазы равна: Рсм ~ ЗРсм,а = 3-37 = 111 кВт; <2см = Т’см tgФ = 111-1,14= 126 квар. 2-225 7. пв — 3 3-35 4. По табл. 2-7 для пэ=4 и Ли=0,5 Км= = 1,65; Рм= 111-1,65= 183 кВт; QM=1,1X X126= 139 квар; SM = 183? + 139? = = 230 кВ-А. 2-6. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК НА РАЗНЫХ СТУПЕНЯХ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ Нагрузки цеховых распределительных пунктов 6—10 кВ, трансформаторов глав¬ ных понизительных подстанций (ГПП), об¬ щезаводских и внешних электросетей пред¬ почтительно определять по удельным расхо¬ дам электроэнергии при наличии сведений о последних, с проверкой по броскам ак¬ тивной и реактивной мощности от крупных единичных электроприемников. Расчет нагрузок по коэффициенту спро¬ са допускается как исключение лишь для случаев, когда отсутствуют сведения об от¬ дельных электроприемниках и только на ста¬ дии ранних проектных проработок, для об¬ щей приблизительной оценки нагрузки. В установках, в которых имеют место систематические завышения нагрузок, следу¬ ет вводить снижающие коэффициенты мак¬ симумов. Пример определения электрических си¬ ловых нагрузок напряжением до 1000 В приведен в табл. 2-19. Наименование групп ЭП рекомендуется проводить в такой последовательности: ЭП с переменным графиком работы; ЭП повтор¬ но-кратковременного режима работы; одно¬ фазные ЭП с указанием ПВ и номинальнс го напряжения; ЭП, работающие эпизодиче ски, а также кратковременно (пр;- ■ определении нагрузок не учитываюту1 Электроприемники практически с пост¬ ным графиком нагрузки записываются ниж .. всех прочих групп ЭП; при наличии сиі ' хронных двигателей необходимо указые^ть/ номинальные значения cos <р и î). Резервные ЭП (графа 4) в рас : учитываются. Графа 5 заполняется т,с четному узлу в целом. Если т с . э
больше 3, эта величина не определяется, в графе 5 записывается: >3. При наличии в справочных материалах двух значений показателей Ки рекомендует¬ ся принимать меньшие значения. Графа 7 для синхронных двигателей не заполняется. Для синхронных двигателей, реактивная нагрузка принимается равной номинально¬ му значению и проставляется со знаком ми¬ нус. Реактивная мощность статических кон¬ денсаторов Qck принимается равной номи¬ нальной. Для заполнения граф 6 и 7 по узлу в целом предварительно подводятся итоги по графам 4, 8 и 9, а затем определяются сред¬ невзвешенные значения Кв и tg q>. Средние силовые нагрузки до 1000 В по трансфор¬ матору в целом определяются аналогично, но с добавлением мощности статических конденсаторов напряжением до -1000 В. Эти нагрузки являются расчетными для выбора мощности трансформаторов. Нагрузки постоянного тока определя¬ ются аналогично трехфазным. Силовая нагрузка группы ЭП напряже¬ нием выше 1000 В определяется аналогично нагрузкам до 1000 В. По режиму работ электродвигатели вы¬ ше 1000 В могут быть отнесены к трем группам: группа «а» — ЭП длительного режима практически с постоянным графиком на¬ грузки; группа «б» — ЭП длительного режима с переменным графиком нагрузки; группа «в» — мощные ЭП с резкопере¬ менным графиком нагрузки (прокатные ста¬ ны, электропечи и др.). Для ЭП группы «а», а также для выбо¬ ра мощности трансформаторов группы «б» определяют только средние нагрузки РСм и Qcm за наиболее загруженную смену. Для ЭП группы «б» определяют Рсм, Qcm, Кп, Па, а затем Рм, Фм и SM (за исклю¬ чением выбора мощности трансформаторов). При наличии в расчетном узле ЭП на¬ пряжением выше 1000 В групп «а» и «б» их максимальная нагрузка находится сложени¬ ем нагрузок этих групп. По полученным результатам в случае надобности определяют мощности промежу¬ точных трансформаторов 10/6 кВ. Для определения расчетных нагрузок ЭП группы «в» используют данные об удельных расходах электроэнергии и графи¬ ки активных и реактивных нагрузок, а при их отсутствии—-уточненные по технологи¬ ческим данным показатели режима работы. ' Максимальные электрические нагрузки 1 главным понизительным подстанциям ѵ ПП) в целях упрощения, с учетом допу- мых погрешностей + 10%, принимаются ’ыми средним. ; хѵогда можно ожидать несовпадения по ‘■'мени наиболее загруженных смен от- ..щных цехов или неодновременной работы ■’ агрегатов (электрические печи, з станы), допускается применение ...лента участия в максимуме значение которого принимается равным 0,85—1. Для сравнительной оценки полученных расчетных результатов по цеху гіли пред¬ приятию в целом рекомендуется определять значение коэффициента спроса по активной мощности, а также число часов использова¬ ния максимума и сопоставлять их с темп же показателями для аналогичных действу¬ ющих цехов или предприятий, учитывая при этом, что внедрение автоматизации приво¬ дит, как правило, к возрастанию значений коэффициента спроса й продолжительности использования максимума. Мощные электроприемники с резкопере¬ менным графиком нагрузки (прокатные ста¬ ны, электрические печи), как правило, при¬ соединяются непосредственно к шинам ГПП. Максимальная нагрузка .по предприятию в этом случае определяется сложением рас¬ четной нагрузки электроприемников с рас¬ четной нагрузкой прочих электроприемников При выборе для ГПП трехобмоточны-х трансформаторов или трансформаторов с расщепленными обмотками определение электрических нагрузок производится, по каждой обмотке. При наличии двух и бо¬ лее ГПП общая нагрузка по предприятию определяется алгебраическим сложением максимальных нагрузок этих ГПП, кВ-А, К^Ѵ^РІ + ^Ql ■ 2-7. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ В ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИИ 'Ѵ Наиболее экономичным решением элек¬ троснабжения является вариант, отвечаю¬ щий техническим требованиям и имеющий наименьшие приведенные затраты. Если приведенные затраты отличаются на 5—10% (возможная точность расчетов), предпочте¬ ние следует отдавать варианту с меньшими капиталовложениями, с лучшими качествен¬ ными показателями. Приведенные затраты, руб/год, являю¬ щиеся мерой стоимости, определяются для изменяемой части сопоставляемых вариантов по выражению 3 = Ен7Се + /7н, (2-91) где Ен — коэффициент приведения (норма¬ тивный коэффициент эффективности), рав¬ ный 0,12, 1/год; Ке — единовременные капи¬ таловложения, определяемые в действую¬ щих ценах, руб.; Ив — ежегодные издержки производства при нормальной эксплуатации, руб/год. При вводе в эксплуатацию электроснаб¬ жения по очередям, существенно влияющим на его техническое решение, приведенные затраты определяются за все время строи¬ тельства Т: 37 = £нІ^(1 + £н,п)Г~/ + І=1 f + 2 Д^(1+Ен,п)г-\. (2-92)
Пример определения электрических силовых нагрузок в сетях напряжением до 100' В Таблица 2-t9 xHHBda ■иэисіисіі Установленная мощность, приве¬ денная к ПВ = ~ 1, кВт И S СО Д О го л ts Средняя нагрузка за максимально загру¬ женную смену о электро- & - « 2 Я S ■ Максималь¬ ная нагрузка Узлы питания и группы жіектро- приемшіксв? £ ® Й-Р* одного электро¬ приемника (наи¬ меньшего—наи¬ большего) Рц К о. S - 11 о Е ё в COS Ф *“э К Коэффициент мак 1 &s 'м Колинествр эл ников рабочих общая рабо¬ чих/резервных maxl?wnlr Коэффициент К tg ч> •J5 II S ft. 1 о & II ££ 8 § g с'й.°с? Il 1 Эффективное приемников 22РН п,~ ~ рнамб S и ft, ъ? II S Çy il jt oT I + S II S <0 'а Подстанция ТП-1 ЩСУ-1 Заливочные краик (два кра¬ на) : „ главный подъем, ПВ = ==25%, Два электродвига¬ теля по 100 кВт (работа¬ ют одновременно)- вспомогательный подъем,, главная и вспомогательная тележки, ПВ=25%, три двигателя 2X15+60- кВт передвижение моста, ПВ= =25%, два двигателя по 80 кВт (работают одно¬ временно) Итого по ЩСУ-1: ЩСУ-2' Мелышпы шаровые с синхрон¬ ными' двигателями, cos tp =0,9 (опережающий) : ■1=0,92 250-0,47 _ t • „л= = 128 квар 0,92 2' 6 2 10 1 1 2X50 7.5— 30 ■ 2X40 7.5— 2X50 250 200 90 160 450 250 250 3 0,2 0,8 0,6 1,33 0,9 0,47 90 200 120 —128 9 1 ,9 . 171 132 : 217 328 1360
Станки 7 5—21 51 0,2 8 301 Итого поЩСУ-2: 1 5—250 250 3 0,7 Магистраль М.1 Станки разные 60 4—51 800 з 0,2 ш.су-з Вентилятора 4 15 60 0,7 Насосы 2 150 300 0,8 Нагреватели 3 30 90 0,8 Пожарные насосы 2 25 50 Итого по ЩСУ-3: 11 15—150 500 0,71 ІЦСУ-4 Насосы 15 2 5—28 165 30 0,8 Задвижки 10 0,5— 1.0 1Л Вентиляторы 2 5; 10 0,65 Нагреватели 1 30 30 0,6 Итого по ЩСУ-4: 28 0,5— 215 >3 0,73 2 30 30 0,65 1,15 10 11 210 11 — 128 2,4* 281 —92 296 450 1300 0,65 1,15 160 184 34 1,34 214 184 283 430 0,8 0,75 42 31 42 31 0,8 0,75 240 180 240 180 1 0 72 72 354 211 354 211 410 625 1125 0,8 0,75 132 99 132 99 0,8 0,75 7 5 7 5 1 0 18 18 157 104 157 104 188 285
Продол ж силе табл. 2-1 à , Узлы питания и группы электро¬ приемников Количество электроприем¬ ников рабочнх/резервных Установленная,. мощность, приве¬ денная к ПВ— 1 кВт рн max/ps min м Коэффициент использова- 1 ния Аи СОЗ Ф Средняя нагрузка за максимально загруженную смену Д tel Ю g О - Й? Коэффициент максимума Км /Максимальная нагруэка 7м Эффективное число эл и; роприемников п ~ — одного электро- приемника (наи- ' меньшего—наи¬ большего) Р общая рабо- чих/резервных ЙЗ ■си к . к II S и й. 1 g S- ьл il “s « go,U° с? Il Г р = X Р, , м ѵм см 2 СУ . 5і 5 СУ 1 сч S СУ + CU Bw-Sîk II ■ 2 со tg<p ‘п Магистраль М2 Станки разные ЩР-1 62 4,5-15 412 >3 0,2 0,5 0,73 82 144 55 1,21 99 144 175 266 Сварочные однофазные транс¬ форматоры автоматической сварки, 380 В, 3-60+2-66+ + 1-26 кВт (при ПВ=60%)Х ХЗ-46+2-51+1-20 кВт (при ПВ=100%) Статические конденсаторы • 6 20—51 260 0,35 0,6 1,33 91 121 —160 Лэ- =п—6 1,77 161 133 — 160 210 320 Итого по М2 и ЩР Итого силовая нагрѵзка по ТП-1 68 185 4,5—51 0,5—100 672 2938 >3 0,26 0 39 0,56 1,45 173 1144 265—160 895 26 1,3 224 265— 160 246 375 1020 3 280 —288 * При 2,4<4 максимальная нагрузка может быть принята как для группы электрон риемников с п э, равным 4, но не менее суммы номинальных мощно¬ стей трех наибольших электроприемников: а) при п 9 =4; Км = 1,29; =1,29-270 кВт; б) = 250+21 +1(1=281 кВт. Принято А ,,=281 кВт; 5^—128+1,15(21 + 10)^ — 92 кВт; 5М = 296 кВ-А.
Таблица 2-20 Нормы амортизационных отчислений по основным фондам народного хозяйства СССР, действующие с 1 января 1875 г. (в процентах к балансовой стоимости) Группы и виды основных фондов Шифр Общая норма амортиза¬ ционных отчисле¬ ний Еа В том числе на пол¬ ное вос¬ становле¬ ние b на капи¬ тальный ремонт ^к>р Здания Двухэтажные всех назначений, кроме деревян¬ ных всех видов; одноэтажные с железобетонны¬ ми и металлическими каркасами, со стенами из каменных материалов, крупных блоков и' пане¬ лей, с железобетонными, металлическими и дру- 10001 2,6 1,2 1,4 гими долговечными покрытиями с площадью по¬ ла до 5000 м2 Одноэтажные бескаркасные со стенами из ка¬ менных материалов, крупных блоков и панелей, с железобетонными, металлическими и кирпич¬ ными колоннами и столбами, с железобетонны- 10002 3,1 1,7 1,4 ми, металлическими, деревянными и другими пе¬ рекрытиями и покрытиями Одноэтажные бескаркасные со стенами облег¬ ченной каменной кладки, с железобетонными, кирпичными и деревянными колоннами и столба¬ ми, с железобетонными, деревянными и другими перекрытиями н покрытиями 10003 4,7 2,5 2,2 Воздушные линии электропередачи Напряжением 0,4—20 кВ: 30007 на металлических или железобетонных опо- 3,6 3,0 0,6 рах на опорах из пропитанной древесины и не- 30008 5,7 4,0 1,7 пропитанной лиственницы на опорах из непропитаиной древесины 30009 8,0 6,0 2,0 Напряжением 35—220 кВ: 30010 на металлических и железобетонных опорах 2,4 2,0 0,4 на деревянных опорах из пропитанной дре¬ весины и непропитанной лиственницы 30011 . 4,9 3,3 1,6 Напряжением 330 кВ и выше 30012 на металлических или железобетонных опо¬ рах 2,4 2,0 0,4 Кабельные линии электропередачи Со свинцовой оболочкой: 2,3 2,0 0,3 напряжением до 10 кВ, проложенные в зем- 30013 ле,- в помещениях напряжением 6—10 кВ, проложенные под во- 30014 4,6 4,0 0,6 ДОЙ Напряжением до 10 кВ с алюминиевой обо¬ лочкой: проложенные в земле 30015 4,3 4,0 0,3 проложенные в помещениях 30016 2,3 2,0 0,3 Напряжением до 10 кВ с пластмассовой обо¬ лочкой, проложенные в земле, в помещениях Напряжением 20—35 кВ со свинцовой оболоч- 30017 5,3 5,0 0,3 кой, проложенные: 3,0 в земле, в помещениях 30018 3,4 0,4 под водой 30019 5,8 5,0 0,8
Продолжение табл. 2-20 Группы и виды основных фондов Шифр Общая норма амортиза¬ ционных отчисле¬ ний Èa Ц том числе на пол¬ ное вос¬ становле¬ ние b на капи¬ тальный ремонт £к,р Напряжением ПО—220 -кВ маслонаполненные низкого, среднего и высокого давления, проло- женные: в земле, в помещениях 30020 2,5 2,0 0,5 под водой 30021 3,0 2,0 1,0 Электродвигатели Мощностью до 100 кВт 40200 12,6 9,5 3,1 Мощностью более 100 кВт 40201 8,1 5,3 2,8 Прочее силовое оборудование Силовое электротехническое оборудование и распределительные устройства (электротехничёс- кое оборудование открытых и закрытых распре- 40701 6,4 3,5 2,9 делительных устройств, выключатели, реакторы, шины, измерительные трансформаторы, распре¬ делительные шины и сборки со всей аппаратурой, преобразователи и другое оборудование)1 40708 8,6 5,0 3,6 Выпрямители селеновые и кремниевые Аккумуляторы2: 40709 9,1 5,9 3,2 стационарные кислотные стационарные щелочные 40710 12,Б 12,5 переносные кислотные 40711 33,3 33,3 — 1 В том числе силовые трансформаторы. 2 При работе аккумуляторов в режимах больших пиковых нагрузок (на электростанциях и под* станциях) и в режиме «заряд—разряд» к общей норме амортизационных отчислений применяется коэффициент 1,7. где Kt — капиталовложения в год /, руб.; ЛИ/ — приращение ежегодных издержек производства в год t, руб.; Сн.п— норматив для приведения разновременных затрат, равный 0,08; ts — год начала эксплуатации. При реконструкции приведенные затра¬ ты определяются как при строительстве по очередям с учетом реализуемых возвратных сумм и ликвидируемых вложений. При еди¬ новременных вложениях приведенные затра¬ ты на реконструкцию Зр = Ек (Кв + К с? -J- Кл — Кос) + Лн, (2-93) где Кв — капиталовложения во вновь соору¬ жаемые элементы электроснабжения, опреде¬ ляемые в действующих ценах, руб.; КСт= —Кв,сі(1—bt)—капиталовложения в эле¬ менты электроснабжения, сохраняемые при реконструкции, руб.; Кл= (Кв.с.л—Кц) (1— —bt)—Лл.с-І-Лд —ликвидируемые вложе¬ ния, руб.; Кос=Кц(1—bt)—освобождаемые вложения (возвратные суммы), руб.; Кв,ст, Кв,с,и — восстановительные стоимости эле¬ ментов электроснабжения, соответственно сохраняемых при рекднструкции и ликвиди¬ руемых, определяемые как стоимость вновь сооружаемых, руб.; Кп — стоимость осво¬ бождаемого оборудования, пригодного для использования в другом месте, определяемая по действующему прейскуранту, ѵ руб.; Кл,с — ликвидационная стоимость оборудо¬ вания, не пригодного для дальнейшего ис¬ пользования, принимаемая равной стоимо¬ сти лома, руб.; Лд — стоимость демонтажа оборудования, определяемая по стоимости монтажа с применением соответствующих коэффициентов, руб.; b — норма амортиза¬ ционных отчислений, идущих на восстанов¬ ление основных фондов, в долях единицы (табл. 2-20); /'—время с начала эксплуата¬ ции до момента реконструкции, год. Определяющая долю рзноса величина Ы^І, так как суіуіма износа не может пре¬ вышать величины вложений. Исходя из необходимости восстановле¬ ния средств, выделенных предприятию для хозяйственной деятельности, в приведенные затраты должны также входить отчисления
на восстановление сумм ликвидируемых вложений ЬКд. Ежегодные издержки производства прц единовременном вводе сооружения в экс¬ плуатацию Ии и для каждого периода t при вводе сооружения по очередям Ht оп¬ ределяются по соответствующим значениям амортизационных отчислений Иа, затрат на электроэнергию Ик и расходов по эксплуа¬ тации Ие (Ия или Ht) = Иа + Ям + Иа. (2-94) Амортизационные отчисления, руб., на¬ считываются по годовым нормам амортиза¬ ции £а в долях единицы (табл. 2-20) от ка¬ питаловложений на BHQBp сооружаемые Кп и сохраняемые Кв,с (при реконструкции) эле¬ менты электроснабжения И а — Еа (Кв + Кц.с) ■ (2-95) Затраты на электроэнергию, руб., опре¬ деляются стоимостью потери электроэнергии в электрической сети рассматриваемого ва¬ рианта: Им — Со,п ^Рм + Сд,п АИ7Г, (2-96) где Со.п, Сд.п — основная плата за 1 кВт максимальной нагрузки и дополнительная плата за 1 кВт-ч потребленной энергии, руб.; ДРи — расчетная мощность макси¬ мальных потерь, кВт; ДЖ — расчетные по¬ терн электроэнергии в год, кВт-ч. Расходы по эксплуатации Иа обычно принимаются равными затратам иа текущий ремонт, так как заработная плата, общеце¬ ховые и другие расходы одинаковы. Они определяются по нормативным отчислениям £т,р в долях единицы (табл. 2-21) от капи¬ таловложений: Иэ = Е^(Кв + НвхУ- (2-97) Таблица 2-21 Затраты на текущий ремонт основных средств Основные средства Отчисле¬ ния от сто¬ имости со¬ оружений, р 0/ ’ » /0 Кабельные линии 0,5 Воздушные линии на металли- 0,5 ческих опорах То же на деревянных опорах 1,0 Подстанции 1,о Качественные' показатели характеризу¬ ют технические решения, которые непосред¬ ственно не имеют стоимости выражения. Вариант системы электроснабжения облада¬ ет более высокими качественными показате¬ лями, если у него, например, вьіще номиналь¬ ные напряжения сети, меньще потери напря¬ жения в сети, меньше колебания напряже¬ ния ‘и частоты в сети, вызываемые работой установок с резкопеременной нагрузкой, ни¬ же уровень высших гармоник тока в сети, более благоприятные условия для монтажа, что особенно важно при реконструкции дей¬ ствующих предприятий, проще и удобнее условия эксплуатации, возможно осуществ¬ ление расширения установки без значитель¬ ных переустройств, что имеет важное зна¬ чение при современных темпах развития производства. В настоящее время при технрко-эконо- мнческих расчетах начинают применяться методы направленного выбора наиболее ра¬ ционального варианта электросетей про¬ мышленных предприятий [2-13], позволяю¬ щие также автоматизировать их проектиро¬ вание с помощью ЭВМ. Пример. Расчет удельных приведенных затрат (УПЗ) на 1 км кабельной линии, со¬ стоящей. из двух кабелей ААШВ 10 кВ, се¬ чением 3x240 мм2, провоженных в тран¬ шее, питающих нагрузку 352 А (6,1 МВ-А), при стоимости потерь энергии Со = =64 руб/(кВт-год). В соответствии с (2-91), (2-94), тыс. руб/(км-год): 3 = (£н + Ей + £т,р) Ке + 3/5-ЯСо- Ю-«. По табл. 2-20 £а = 4,3% (шифр 30015); по табл. 2-21 £т.р=0,5°/р. Капитальные вло¬ жения в кабельную линию с учетом рытья транщеи 12,98 тыс. руб/км. Расчетное актив¬ ное сопротивление одного кабеля 0,13 Ом, тогда 3= (0,12 + 0,043 + 0,005) 12,98 + 3-352§Х X(0,13:2) 64-10—« = 3,76 тыс.руб/(км-год) 2-8. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 1. ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ Для системы электроснабжения про¬ мышленных предприятий рассматриваются следующие основные показатели качества электроэнергии у ее приемников при пита¬ нии от сетей переменного тока [2-21]: а) Отклонение напряжения Vt — оце¬ нивается разностью между фактическим Ut и номинальным Un значениями напряжения в данный момент времени і, кВ или %, Vt = Ut-UK, (2-98) или і00 (2.99) Сн Для приборов рабочего освещения в производственных и общественных зданиях допускаются отклонения напряжения в нор¬ мальном режиме в пределах от —2,5 до +5% номинального, для электродвигателей и их пусковых аппаратов от —5 до +10%; для остальных электроприемников от —5 до + 5%. В послеаварийном режиме допускает¬ ся дополнительное понижение напряжения на 5%.
Значения отклонения напряжения дол¬ жны находиться в указанных пределах с интегральной вероятностью 0,95 за период времени Т*: „ ■ „ для предприятий с пятидневной рабочей неделей — в течение одних рабочих и одних нерабочих суток; . для предприятий с непрерывным произ¬ водством — в течение одних суток; во всех остальных случаях — в течение двух рабочих и одних нерабочих суток. б) Колебания напряжения оцениваются двумя показателями: размахом <5Ѵ — разностью между следу¬ ющими друг за другом наибольшими Umax и наименьшими Umm значениями напряже¬ ния, кВ, %: W = Umax-U,lin,. (2-100) или средней частотой F=m/T, 1/с, 1/мин, 1/ч (где т — количество резких изменений на¬ пряжения с размахом более 0,5% и ско¬ ростью изменения более 1% в секунду за время Т) или интервалом между следующи¬ ми друг за другом колебаниями А/. При этом если интервал между колебаниями, происходящими в-одном направлении, со¬ ставляет менее 40 мс, то эти колебания рас¬ сматриваются как одно. Допустимые значения колебаний напря¬ жения бѴдоп на зажимах ламп накалива¬ ния определяются по кривой (рис. 2-6) в зависимости- от частоты их повторения или интервала между колебаниями. * Указанное допущение означает, что можно не считаться с отдельными превышениями нор¬ мируемых значений, если ожидаемая общая про¬ должительность таких превышений составит ме¬ нее 5% периода времени Т. Рис. 2-6. Зависимость допустимых колеба¬ ний напряжения от частоты их повторения или интервала между колебаниями. Значения колебаний напряжения долж¬ ны находиться в допустимых пределах с ин¬ тегральной вероятностью 0,95 за период вре¬ мени: в сетях с электродуговыми сталепла¬ вильными печами — в течение 30 мин в пе¬ риод максимальных нагрузок (период рас¬ плавления) ; в сетях с установками электродуговой и контактной сварки — в течение 30 мин; в сетях с обжимными прокатными ста¬ нами — в течение 10—12 циклов прокатки; в остальных промышленных сетях — в течение суток; в бытовых сетях — в течение часа. в) Коэффициент неуравновешенности напряжения е0 не должен превышать (с интегральной вероятностью 0,95 в течение суток) значений, при которых (с учетом других факторов: отклонения напряжения прямой последовательности, напряжения обратной последовательности и гармоник напряжения) действующие значения напря¬ жений не выходят за допустимые пределы, указанные в п. «а»: t/n 100рл + (Ўв + і/с| 80 = —100 = , сн,ф У 3(ун (2-102) где (7о, (7е,ф — соответственно напряжение нулевой последовательности и номиналь¬ ное фазное напряжение; |(7д + (7в + (?с| —■ абсолютная герметическая сумма векторов напряжений фаз; (7Н — номинальное ли¬ нейное напряжение. г) Относительное напряжение обратной последовательности (7-/(7Вом,фазн — допус¬ кается в пределах до 2% на зажимах любо¬ го трехфазного симметричного приемника электрической энергии, т. е. (j_ ЮОI ÙA + a2ÜB + а(7с| Uном фавн j/з ин <2%, (2-103) 1 3 „ 1.3 гдеа=_— +/ — ; — — векторный оператор фазы (фазный- мно¬ житель) . Относительное напряжение обратной последовательности должно находиться в указанных пределах с интегральной вероят¬ ностью 0,95 за период времени: в сетях с однофазными электропечами, работающими в «спокойном» режиме (печи сопротивления, электрошлакового переплава и др.), — в течение 2 ч в период максимума нагрузки; в сетях с однофазными нагрузками, ра¬ ботающими в резкопеременном режиме (электродуговые сталеплавильные печи, электродуговая и контактная электросварка и т. д.), — в течение часа в период макси¬ мальных нагрузок; во всех остальных случаях — в течение суток.
д) Несинусоидальность формы кривой напряжения на зажимах любого электропри¬ емника длительно допустима, если коэффи¬ циент несинусоидальности /<пс не превыша¬ ет 5%, т. е. l/s<4 Янс ~ тН 100<5%, (2-104) О'н где п — номер последней из учитываемых гармоник; Uv — действующее значение на¬ пряжения ѵ-й гармоники (см. ниже, п. 6). Несинусоидальность формы кривой на¬ пряжения должна находиться в указанных пределах с интегральной веройтностью 0,95 за период времени: в сетях с электродуговыми сталепла¬ вильными печами — в течение часа в период максимума нагрузок (период расплавления) ; в сетях с установками электродуговой и контактной сварки — в течение 30 мин; в сетях с обжимными прокатными ста¬ нами— в течение 10—12 циклов прокатки; во всех остальных случаях — в течение суток. е) Отклонение частоты от номинально¬ го значения в нормальном режиме работы, усредненное за 10 мин, допускается в пре¬ делах ±0,1 Гц. Колебания частоты не должны превышать 0,2 Гц сверх отклоне¬ ний частоты. Отклонения и колебания ча¬ стоты обусловливаются режимами нагруз¬ ки энергетической системы в целом и при расчетах систем электроснабжения про¬ мышленных предприятий, как правило, не рассматриваются. 2. ПАДЕНИЕ И ПОТЕРЯ НАПРЯЖЕНИЯ Падение напряжения — геометрическая разность векторов напряжения в начале и в конце рассматриваемого элемента схемы; потеря напряжения Д77 — алгебраическая разность напряжений в начале и в конце элемента. Например, для линии Л1 (рис. 2-7, 2-8), если известно напряжение в конце линии UB, иА=У(ив+ юу+іви'ѵ (2-ю5) или, если известно напряжение в начале ли¬ нии U А, ив = У(иА ~ Д(7Т + (ôf7')2> (2-106) где Д^ = Г2^+^.1О_3; ив MJ'=P'^ + Q' Хлі -10-3 UA — продольные составляющие падения на¬ пряжения на участке АВ, кВ; P" Xл, — О" гл1 &U" - ІО-3; ив 6U' -ІО-® UA — поперечные составляющие падения напря¬ жения на участке АВ, кВ; (7л, P', Q' — со¬ ответственно напряжение, кВ, активная, кВт, и реактивная, квар, мощности в начале линии; иБ, P", Q" — то же, но в конце линии. ХЛ1 *^т RT Rp 3?л2 Rr,Z UА Уц Рис. 2-7. Участок сети и его упрощенная схема замещения. Рис. 2-8. Векторная диаграмма напряже¬ ний в начале и в конце линии Л1. . ВР — продольная составляющая паденяя напря¬ жения AU; РА — поперечная составляющая паде¬ ния напряжения б U; В А — падение напряжения; ВК — потеря напряжения; РК — ошибка, возни¬ кающая при расчете по потере напряжения. Точные формулы следует применять во всех случаях, когда необходимо определить напряжения и падения напряжений как век¬ торы, например, при подсчетах нулевой н обратной последовательности (см. п. 1). При инженерных расчетах, не связан¬ ных с необходимостью определения векто¬ ров напряжений, обычно пользуются при¬ ближенными формулами, определяя только потерю напряжения, т. е. считая 677=0 и отрезок РК—0 (рис. 2-8). Иногда пренебрегают также потерями мощности в линиях (считая Р’=Р” и Q'= = 0"), в этом случае в знаменателях фор¬ мул Д77 за среднее расчетное напряжение принимается номинальное напряжение се¬ ти, кВ; иА = ив + &и-, ив = иА-\и-, (2-107) Pr + Qx MJ = І-Х- .ю-s, (2-108) 77н где Р и Q — активные и реактивные мощно¬ стію трех фаз, кВт и квар; г и х — активное и реактивное сопротивления участка АВ си¬ стемы электроснабжения, Ом; UB — номи¬ нальное напряжение сети, в которую входит участок АВ (для трансформаторов — номи¬ нальное напряжение той обмотки трансфор¬ матора, к которой приведены г и х), кВ.
3. РЕГУЛИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА И МЕРОПРИЯТИЯ ПО УЛУЧШЕНИЮ КАЧЕСТВА НАПРЯЖЕНИЯ Для обеспечения требуемых значений напряжений у электроприемников- применя¬ ют централизованное регулирование' напря¬ жения па шинах центра питания или мест¬ ное регулирование напряжения за счет изменения сопротивлений отдельных элемен¬ тов, коэффициентов трансформации транс¬ форматоров или изменения протекающей по элементам сети реактивной мощности. Генераторы. При питаний Предприя¬ тия на генераторном напряжении должен быть использован располагаемый регулиро¬ вочный диапазон изменения напряжения ге¬ нераторов с помощью автоматических регу¬ ляторов возбуждения (АРВ.). Закон регу¬ лирования должен быть определен в проекте электроснабжения промпредприятий на осно¬ вании технико-экономических расчетов по выбору наивыгоднейших режимов или при отсутствии необходимых экономических данных на основании рассмотрения предель¬ ных нагрузок самых близких и наиболее удаленных электроприемников. Трансформаторы (автотрансформаторы) с регулированием напряжения под нагруз¬ кой следует устанавливать на понижающих подстанциях промпредприятий с низшим на¬ пряжением 6—20 кВ. Регулируемые транс¬ форматоры напряжением б—20/0,4—0,66 кВ следует применять в тех случаях, когда ис¬ пользование других средств регулирования (например, батарей статических конденса¬ торов) окажется недостаточным или эконо¬ мически неоправданным. Регулируемые под нагрузкой трансформаторы поставляются комплектно с блоками автоматического ре¬ гулирования РПН (БАУРПН). Применение регулируемых трансформа¬ торов наиболее эффективно в тех случаях, когда примерно совпадают графики нагру¬ зок основной массы электроприемников, при¬ соединенных к данному пункту питания. Регулируемые трансформаторы ГПП пред¬ приятия в сочетании с простыми средствами местного регулирования (управляемыми ба¬ тареями конденсаторов) позволяют в боль¬ шинстве случаев обеспечить высокое каче¬ ство напряжения у потребителей промыш¬ ленных предприятий. Синхронные компенсаторы. Основным назначением синхронных компенсаторов яв¬ ляется генерация реактивной мощности и централизованное регулирование напряже¬ ния. Стоимость единицы номинальной реак¬ тивной мощности в компенсаторах в не¬ сколько раз выше, чем в генераторах. Спе¬ циальные быстродействующие синхронные компенсаторы могут применяться в системах электроснабжения промпредприятий при наличии крупных установок, работающих с ударной нагрузкой. Синхронные двигатели являются до¬ полнительным средством регулирования на¬ пряжения, если они снабжены автоматиче¬ ским регулятором возбуждения (АРВ) с уставкой по заданному напряжению. Статические конденсаторы в регулиру¬ емых установках поперечной компенсации помимо компенсаций ' реактивной Мбщностй обеспечивают местное регулирование напря¬ жения в сетях промпредприятий. Ойи эко¬ номичнее синхронных компенсаторов как по капитальным затратам, так и по эксплуа¬ тационным расходам. Диапазон регулирования управляемых конденсаторных установок (КУ) определя¬ ется как Qr х (2-І0Ѳ> где X — эквивалентное суммарное индуктив¬ ное сопротивление внешней сети По отноше¬ нию к точке присоединения КУ; Qp — мощ¬ ность КУ, выбранная для повышения коэф¬ фициента мощности; ІІВ — номинальное на¬ пряжение сети, кВ; /Л, — напряжение в точ¬ ке присоединения КУ, отн. ед.. Недостатком конденсаторов является отрицательный регулирующий эффект; с по¬ нижением напряжения в электросети гене¬ рируемая ими реактивная мощность снижа¬ ется в ' квадратичной зависимости. Это при¬ водит к' некоторому дополнительному сни¬ жению напряжения и при чрезмерно большой доле участия присоединенной мощ¬ ности конденсаторов а покрытий баланса реактивной мощности может привести к ла¬ винообразному снижению Напряжения.' Установки продольной компенсации (УПК). Включение батарей статических кон¬ денсаторов последовательно в рассечку ли¬ нии дает возможность снизить реактивное сопротивление цепи, а следовательно,'И по¬ тери напряжения. УПК применяют обычно не только для повышения уровня напряже¬ ния в конце нагруженной лнции, но н для Рис. 2-9. Применение УПК.
безынерционной стабилизации напряжения при наличии резкопеременных нагрузок. Установка продольной компенсации улучшает уровни напряжения и уменьшает колебания напряжения только на приемной стороне линии; на источники питания УПК почти не оказывает влияния (лишь несколь¬ ко улучшает коэффициент мощности). Изображенная на рис. 2-9, а векторная диаграмма относится к линии без УПК. При этом Па вследствие падения напряже¬ ния, которое можно представить как геомет¬ рическую сумму активной и реактивной со¬ ставляющих; углы <рі и <р2 примерно равны: ЛЬ'л=р/Г3/7?л; NUx=*'ÿrЗІХл. Диаграмма рис. 2-9, б построена для линий с УПК, сводящей к нулю потерю напряжений в линии (<72= = <7і по значению), в предположении, что <7і, совф и I неизменны. Максимальное по¬ вышение напряжения при УПК ( Uь \ 1 ~ ’ (2-110> \ <Лз 1 так cos Фа где <7а — напряжение в конце линии без УПК;' Ѵь — желаемое напряжение в конце линии за УПК. Необходимое емкостное сопротивление хе конденсаторов УПК можно определить графически из векторных диаграмм рис. 2-9. Задавшись, Например, условием Ih—Ui и учитывая, что Д<7д, MJx и cos фа ne измени¬ лись после включения УПК (т. е. треуголь¬ ники АВС на рис. 2-9, а, б равновелики), а точка D неизвестна, можно передвигать треугольник АВС так, чтобы АВ было все время параллельно току Л а точка С сколь¬ зила по дуге радиусом Uz—Ut до тех пор, пока точка А не окажется на перпендику¬ ляре, опущенном из точки D на линию, яв¬ ляющуюся продолжением тока I. Отрезок AD и определяет повышение напряжения на конденсаторе Д<7С = /хс, необходимое для удовлетворения условия l/s = !7i, от¬ куда, Хс=~=~. (2-111) Узі Необходимое сопротивление УПК мож¬ но определить также по следующей форму¬ ле, Ом, Ub-Ug _ Кз 2 • 100 sin фнагр <7н(ѵа — Ѵь) , (2-112) Г 3 7 -100 sin Фнагр где U а — напряжение в конце линии без УПК; Ub — напряжение в конце линии, ко¬ торое желательно получить в результате включения УПК; <7Н — номинальное напря¬ жение линии; Ѵа — отклонение напряжения в конце линии без УПК, % ; Ѵъ — отклоне¬ ние напряжения от номинального в конце линии, которое желательно получить в ре¬ зультате включения УПК (в частном слу¬ чае оно может равняться нулю или даже быть отрицательным), %. По полученному хс следует подобрать подходящее сочетание параллельных и по¬ следовательных ветвей батарей, позаботив¬ шись о том, чтобы ток нагрузки не вызывал недопустимых перенапряжений на зажимах отдельных конденсаторов. Продольное включение конденсаторов в ряде случаев может привести к возникнове¬ нию нежелательных явлений резонансного характера — самовозбуждения и саморас- качивания генераторов и двигателей, суб¬ гармонические колебания, повышение удар¬ ных значений тока короткого замыкания и т. д. 4. РАСЧЕТЫ НАПРЯЖЕНИЯ У ЭЛЕКТРОПРИЕМНИКОВ Средства регулирования напряжения следует применять с учетом наиболее Эконо¬ мичного использования средств компенсации реактивиой мощности (регулируемые стати¬ ческие конденсаторы, синхронные электро¬ двигатели), предусматриваемых на проекти¬ руемом предприятий в соответствии с балан¬ сом реактивной мощности или с требования¬ ми устранений резких колебаний напряже¬ ния (например, продольная компенсация). При глубоких вводах и Достаточно ко¬ ротких распределительных сетях предприя¬ тия, как правило, оказывается достаточно эффективным применение на ГПП автома¬ тически регулируемых под нагрузкой транс¬ форматоров или использование регулиро¬ вочного диапазона генераторов при питании от ТЭЦ. Расчет, выполняемый для провер¬ ки достаточности этих простейших меро¬ приятий, проводится для двух предельных рабочих режимов (наибольших и наимень¬ ших нагрузок) и для двух крайних (элек¬ трически наиболее удаленного и ближайше¬ го) электроприемников.. Расчет для схемы (рис. 2-10) без учета зоны нечувствитель¬ ности регулирующего устройства в центре питания (ЦП) производится следующим об¬ разом: нижний предел допустимого откло¬ нения напряжения на шинах ЦП (в данном случае иа шинах 6 кВ ГПП) Ѵи_ определя¬ ется в режиме максимальных нагрузок для двигателей напряжением выше 1 кВ в точ¬ ке F и для электроприемника низкого на¬ пряжения в точке N. При этом принимает¬ ся наименьший коэффициент -трансформации на ТПЗ, а потери напряжения в различных элементах сети определяются для режима максимальных нагрузок, кВ: Ѵ«_= 0,05<7н_ + MÏpD + bUDB + Д</^, (2-113) = (0,05(Ук_ + NUmn + Д</тз) X Х ^тр.наим + » (2- ! 14) где 0,05</н_ — допустимое понижение напря¬ жения на зажимах электроприемникОв F и /V; Д<7FD, NUdb и т. д.— потери напряже¬ ния в различных элементах схемы в режиме наибольших нагрузок; КТр,Еаим — наимень-
Рис. 2-10. Отклонения напряжения на шинах вторичного напряжения подстанций. а — схема сети; б — отклонения напряжения при одинаковых коэффициентах трансформации ТП; е—отклонения напряжения при разных коэффициентах трансформации ТП. ший коэффициент трансформации ТПЗ 6/0,4 кВ * *. При отсутствии данных о сетях напря¬ жением до 1 кВ можно принять, что напря¬ жение на шинах 0,4—0,69 кВ удаленных ТП должно быть не ниже (Ѵ=0). Тогда вто¬ рое выражение для определения Ѵц примет вид: ^- = Л^3Ктр + АІ/аі. (2-115) Из двух значений Ѵц_ выбирается боль¬ шее. Нижний предел допустимого отклоне¬ ния напряжения составляет, таким образом, Ѵц_. Верхний предел допустимого отклонения на шинах ЦП определяется в режиме мини¬ мальных нагрузок для двигателей высокого напряжения в точке В и низкого напряже¬ ния шин ТП1 (точка Л). При этом прини¬ мается наибольший Л’тр на ТП1, a потери напряжения в различных элементах сети определяются для режима минимальных на¬ грузок: Ѵ”+= (0,05Пн+ + ДН;ПІ) ÆTp>HaEë+ АВрв; (2-116) V„+ = 0,05Пн+ + м/рв , (2-117) где 0,05Пн+ — допустимое повышение на¬ пряжения на зажимах электроприемников В и К; Ді/рв и ДИрпі —потери напряже¬ ния в режиме наименьших нагрузок; /Стр,наиб — наибольший коэффициент транс¬ формации ТП1 6/0,4 кВ **. Из двух значений У”.]., Г®^выбирается меньшее, т. е. более жесткое условие. Верх¬ * В некоторых случаях следует вместо паи- меньшего ^Тр принять для расчета иное его значение. Определение зоны использования раз¬ личных регулировочных ответвлений трансформа¬ торов с ПБВ см. [2-22]. * При определенных условиях может ока¬ заться необходимым принять для расчета другое значение по [2-22]. ний предел допустимого отклонения напря¬ жения составляет, таким образом, Если полученный допустимый диапазон отклонений напряжения на шинах ЦП меньше регулировочного диапазона (или возможной «добавки» на¬ пряжения) на тех же шинах £ц, то других средств регулирования в данной сети не тре¬ буется. При питании от шин генераторного напряжения полученный диапазон отклоне¬ ний напряжений должен быть со¬ гласован с возможностями питающей элек¬ тростанции. При питании от ГПП следует определить расчетные значения напряжения на шинах 6—10 кВ регулируемых трансфор¬ маторов ГПП в режимах: а) максимальных нагрузок предприя¬ тий, совпавших по времени с минимальным напряжением в энергосистеме на шинах ис¬ точника питания 35—110 кВ; б) минимальных нагрузок предприятия, совпавших по времени с максимальным на¬ пряжением в энергосистеме на шинах источ¬ ника питания 35—110 кВ: (&С,тах — ^СА ~ Д£/ГПп) ” » (2-1’18) =(^С,тіп ~ ^СА ~ Д^гпп) * Лтр (2-119) ГДе Uc.mini Be,max — соответственно мини¬ мальное и максимальное напряжения на ши¬ нах 35—ПО кВ источника питания, которые должны быть заданы энергосистемой или соответствующей проектной организацией; &иСА, A.Uca —потери напряжения в ли¬ нии 35—ПО кВ соответственно в режимах максимальных и минимальных нагрузок; ДЦГпп> дЦгпп —то же в трансформато¬ рах ГПП; К-ер — регулируемый коэффици¬ ент трансформации трансформаторов с РПН
(возможное изменение Ктр от наименьшего до наибольшего позволит определить Ев в расчетных режимах на шинах 6—10 кВ ГПП). Если отклонения напряжения на шинах источника питания выходят за пределы ре¬ гулировочного диапазона на тех же шинах Ев, то следует применить местные группо¬ вые или индивидуальные регулируемые ба¬ тареи статических конденсаторов, синхрон¬ ные двигатели с автоматическим регулиро¬ ванием тока возбуждения и т. д. следующим формулам, выведенным для рас¬ чета (мощность двигателя Зд принимается за базисную), отн. ед.: 1,05 я 1 + *пр + хс !Ю а (1 “Ь Лпр)1 (2-122) Ѵш (2-123) 5. КОЛЕБАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ У ЭЛЕКТРОПРИЕМНИКОВ При проектировании необходимо преду¬ сматривать мероприятия, устраняющие или снижающие до указанных выше значений колебания напряжения, вызываемые резко¬ переменными нагрузками крупных двигате¬ лей, мощных электропечей, выпрямителей и т. п. Из таких мероприятий следует отметить: приближение элёктроприемников с рез¬ копеременными нагрузками к мощным ис¬ точникам питания; уменьшение реактивного сопротивления питающей сети; Рис. 2-11. Схема питания пускаемого дви¬ гателя. выделение на отдельные линии или трансформаторы электроприемников с рез¬ копеременной нагрузкой; присоединения ударных и спокойных нагрузок на разные ветви трансформаторов с расщепленными обмотками; применение продольной компенсации. Колебания напряжений в сетях 6—10 кВ от резких изменений нагрузки могут быть ориентировочно определены по приближен¬ ной формуле, %: 6Ѵі=—(2-120) 'к где А/— пиковый ток в сети 6—10 кВ; /к — ток короткого замыкания на данном участ¬ ке сети 6—10 кВ (с учетом дополнительной подпитки синхронными двигателями). При питании синхронных двигателей с резкопеременной нагрузкой от достаточно мощной системы (если мощность всех источ¬ ников питания системы в 10 раз и более превышает наброс мощности при пуске са¬ мого крупного двигателя) колебания напря¬ жения в точке присоединения двигателей могут быть ориентировочно определены по формуле (2-121) где Зк— мощность короткого замыкания в точке, в которой определяется <5Ѵг, МВ-А; AQ -— изменение реактивной нагрузки (с по¬ ложительным знаком — при увеличении по¬ требляемой и при уменьшении отдаваемой мощности), Мвар. Остаточное напряжение при асинхрон¬ ном пуске (или самозапуске) двигателей (рис. 2-11) рекомендуется определять по где Ѵд — снижение напряжения на зажимах двигателя, доли номинального; Ѵш — сни¬ жение напряжения на шинах; Кі — номи¬ нальная кратность пускового тока двигате- 1 ля; а — ; Янагр нагр ЗнаГр sin Фнагр •йнагр» ОТН. СД. 8Я I vn V хс = —— — сопротивление ко- Зк \ / роткого замыкания до шин питающей под¬ станции, отн. ед.; Зк — мощность трехфазно¬ го короткого замыкания на шинах питаю¬ щей подстанции при напряжении кВ-А; Знагр — прочная нагрузка, присоединенная к шинам питающей подстанции, кВ-А; фнагр — угол сдвига фаз прочей нагрузки; Ядоп — дополнительное сопротивление, вклю¬ ченное между шинами питающей подстан¬ ции и двигателем (реактора, кабеля и т. д.), отн. ед.; хаІ>=КгХяіт — условная расчетная величина, не имеющая физического смысла. При отсутствии дополнительного сопро¬ тивления снижение напряжения составит, доли номинального: 1,05 ѴД Ѵш 1 + хс(/<г + а) • (2-124) Колебания напряжения, вызываемые работой ДСП, не будут превышать указан¬ ных выше нормативных значений при со¬ блюдении следующих условий [2-23]:
для одиночной ДСП 6. ВЫСШИЕ ГАРМОНИЧЕСКИЕ °/о, (2-126) St -100 ч 1%; (2-125) ■$к для группы ДСП St .max Дп 100 Sb- где ST — номинальная мощность трансфор¬ матора дуговой печи; — мощность трех¬ фазного короткого замыкания в точке, для которой проверяется возможность присоеди¬ нения печного трансформатора; Дп — ко¬ эффициент возрастания колебаний напря¬ жения при работе группы из п печей, Дл== = п для ДСП одинаковой мощности, для ДСП разной мощности; 5Т,??г a sc. ' — ІУК1Щ- ность наибольшего печного-трансформатора в группе пецей. Для сетей, в которцу указанные усло¬ вия не соблюдаются, следует выполнять специальные расчеты колебаний напряже¬ ния для принятия мер -по их снижению. Источниками высших гармонических то¬ ка и напряжения являются электроприемни¬ ки с нелинейными нагрузками (с нелиней¬ ной вольт-авдперной характеристикой), на¬ пример вентильные преобразователи; элек¬ тродуговые сталеплавильные печи; установки электродуговой сварки; газоразрядные лампы. Высшие гармонические оказывают отри¬ цательное влияние на работу системы элек¬ троснабжения, вызывая дополнительные ак¬ тивные потери в трансформаторах, электри¬ ческих машинах и сетях; сокращение срока службы изоляции электрических машин и аппаратов; повышенную аварийность в ка¬ бельных сетях; уменьшение коэффициента мощности за счет мощности искажения, а также ограниченное применение батарей конденсаторов для компенсации реактивной мощности. Порядок гармоник, содержащихся в кривой первичного тока вентильного преоб¬ разователя, определяется по формуле ѵ=К/и±1, (2-127) где V — номер гармоники; т — число фаз выпрямления; К — натуральный ряд чисел. Электродуговые печи являются источ¬ никами гармоник порядков ѵ=2, 3, 4, 5, ... ..., п, т. е. гармоник четных и нечетных. Таблица 2-22 Определение гармоник тока при vsgl3 Э-лектроприемники Расчетная формула Одиночный преобразователь расчетной полной мощностью Sp, кВ-А Группа согласование работающих преоб¬ разователей суммарной расчетной полной мощностью Ss» кВ-А (главные приводы непрерывных прокатных станод, электроли¬ тические врины) Группа реверсивных преобразователей Sp —— , где U — напряжение на шинах, кВ Уздѵ S к J'—.Æ , где KvS — эквивалентный фазный 3 Uv коэффициент В комплексной форме п V Ç2 — s Электродуговая сталеплавильная, печь расчетной полной мощностью Sv, кВ-А Сцарочный выпрямитель, коммутируемый по мостовой схеме, расчетной полной мощ¬ ностью Sp, кВ-А V 3Uv 1,25SP Y 3Uvi Sp V3Uv2 Газоразрядные дампрі, суммарной рас¬ четной мощпг|стыр $s, кР-Д 0,2Ss
Действующее значение тока от анор¬ мальных гармоник (ѵ=2, 3, 4, 6, 9 ...), опре¬ деленное экспериментально, составляет 80— 100% действующего значения тока гармо¬ ник канонического порядка. Трехфазные сварочные выпрямители, коммутируемые по мостовой схеме, генери¬ руют 5, 7, 11 и 13-ю гармоники тока. Однофазные сварочные установки гене¬ рируют, кроме того, значительную 3-ю гар¬ монику. Газоразрядные лампы генерируют 3-ю гармонику, равную до 2Q% первой гармо¬ ники. Расчет гармоник тока А, при ѵ^ІЗ от нелинейных нагрузок производится по приближенным формулам табл. 2-22. Сум¬ мирование гармоник тока производится в пределах одной секции шин. Искажение формы кривой тока вызыва¬ ет искажения формы кривой питающего на¬ пряжения. Расчет высших гармонических тока и напряжения в различных точках системы электроснабжения предприятия выполняет¬ ся на основе схем замещения для каждой гармоники. Источники гармоник представляются в этих схемах в виде источников гармоник то¬ ка, элементы сети учитываются соответст¬ вующими ропрртивдрниями. Эти сопротив¬ ления, Ом, при напряжении сети 6—10 кВ определяются по приближенным формулам' табл. 2-23. Для определения гармоник тока во всех ветвях схемы определяются коэффициенты токораепределения для всех ветвей. Для определения гармоник напряжения и коэффициента несинусоидальности опреде¬ ляется коэффициент токораепределения для ветви питающей энергосистемы: KqP = у-Ду-’ (2'128) Ан -f- Ак где Хн — сопротивление нагрузки ç-й секции шин; Хк — сопротивление питающей энерго¬ системы. ■ Расчет гармоник напряжения £7Ѵ, %, при ѵ^ІЗ производится по формулам табл. 2-24. Расчет коэффициента несинусоидально¬ сти Дне, %і при ѵ^ІЗ производится по формулам табл. 2-25. Для оценки максимально возможных значений гармоник тока, напряжения и ко¬ эффициента несинусоидальности, необходи¬ мой на стадии технического проекта, в формулах табл. 2-22—2-25 коэффициенты и Kqv принимаются равными единице. Основными мерами по уменьшению влияния высших гармонических на питаю¬ щую сеть являются: увеличение мощности короткого замы¬ кания на шинах источника гармоник; раздельное питание линейных и нели¬ нейных нагрузок; увеличение числа фаз выпрямления вентильных преобразователей; реализация эквивалентных многофазных режимов преобразователей; применение силовых резонансных С—L- фильтров (Ф) высших гармоник и фильтро¬ компенсирующих устройств (ФКУ). Таблица 2-23 Определение сопротивлений элементов сетей 6——10 деВ при ѵ^ІЗ Электроприемники Расчетная формула при напряжении сети 6 кВ 10 кВ Синхронный (асинхронный) двига¬ тель, турбогенератор номинальной мощностью SaB, МВт (МВ-А) Нагруженный трансформатор це¬ ховой подстанции номинальной мощ¬ ностью ST, МВ-А Питающая энергосистема с мощ¬ ностью трехфазного короткого замы¬ кания S„, МВ-А Линейная нагрузка суммарной установленной мощностью двигате¬ лей МВт (МВ-А), и трансфор¬ маторов STj МВ-А Реактор с номинальным сопрртир- лением А'в, Ом Батарея конденсаторов номиналь¬ ной мощностью Ои.бк, Мвар, и номи¬ нальным разряжением ÙH,gK! кВ 6ѵ 5дв 12ѵ ST 36у sT 12v 17v Здв 34v ST IQOv Sif 34v * pV
Таблица 2-24 Определение гармоник напряжения при ѵ^ІЗ Наименование Расчетная формула Одиночный преобразователь рас¬ четной мощностью Sp, кВ-А Sp К<1Ѵ 1 л<? Группа согласованно работающих 6- или 12-фазных преобразователей суммарной расчетной мощностью Ss> кВ-А Группа согласованно работающих 6-фазных (Хрф) и 12-фазных (512ф) преобразователей суммарной расчет¬ ной мощностью кВ-А Sy К 2, 'др ^^к.тіп «Sj. K при V = 5,7 — , І0&. т,„ ^бф где a — s ; V=1U3 ios„ K, liLLit Группа из п реверсивных 6- или 12-фазных преобразователей ios . V ѵк,тіп r Группа реверсивных преобразова¬ телей, состоящая из / 6-фазных (Ss$) и п 12-фазных (Х12ф) преобразовате¬ лей n””-5-7 ioC V при v= 11,13 10SKn7-„I/ S (5реф)2 + (5₽і2ф)? K,tnin » 1 2 Электродуговая сталеплавильная печь расчетной мощностью Sp, кВ-А 10SK , v -Сварочный выпрямитель, коммути¬ руемый по мостовой схеме, расчет¬ ной мощностью Sp, кВ-А Sp fc'qp 0,66\ K Газоразрядные лампы суммарной расчетной мощностью Ss, кВ-А - 10S„ К, Г1ТІП Силовые фильтры и ФКУ снижают иска¬ жения кривой тока и напряжения и одно¬ временно повышают коэффициент мощности. Фильтры устанавливаются в сетях, где имеют место колебания напряжения до 10% с частотой повторения до 1000 раз в час. Фильтры предусматриваются на часто¬ ты, преобладающие в амплитудных спек¬ трах: в сетях с 6- и 12-фазными преобразова¬ телями— Ф5, Ф7, Ф11, Ф13, или Ф5, или Ф5 и Ф7, или Ф5 и Ф11; в сетях с 12-фазными преобразователя¬ ми — Ф11 и Ф13 или Ф41; в сетях с электродуговыми печами, сва¬ рочными установками, газоразрядными лампами — ФЗ, Ф5, Ф7, или ФЗ и Ф5, или ФЗ. При наличии фильтров возможно под¬ ключение батарей конденсаторов без защит¬ ных реакторов. Во избежание резонансных явлений в сети необходим следующий поря¬ док включения фильтров: ФЗ—Ф5—Ф7— Ф11—Ф13 — батарея конденсаторов. Отключение должно производиться в обратном порядке. Настройка фильтров на резонансную частоту осуществляется с точностью до 1,5%. На крупных промышленных предприя¬ тиях со значительными нелинейными на¬ грузками часто возникает необходимость в
Таблица 2-25 Расчет коэффициента несинусоидальности при Наименование Расчетная формула Одиночный преобразователь рас¬ четной мощностью Sp, кВ-А Группа согласованно работающих 6- или 12-фазных преобразователей суммарной расчетной мощностью Ss, кВ-А Группа согласованно работающих 6-фазных (§еф) и 12-фазных (S-гф) преобразователей суммарной расчет¬ ной мощностью S V, кВ-А при т = 6 %Sp К др ЮЗк.т/п при т = 12 2 Sp Kqp æ®K,mj'n ^ПР -i / І(М2 т;п 1 -^ Kqp V«2 + «h} + Я?і2 + Группа из п реверсивных 6- или 12-фазных преобразователей при т =6 10S„ Группа реверсивных преобразова¬ телей, состоящая из / 6-фазных (5рбф) и п 12-фазных (Sp!2$) пре¬ образователей Электродуговая сталеплавильная печь расчетной мощностью Sp, кВ-A Сварочный выпрямитель, коммути¬ руемый по мостовой схеме, расчет¬ ной мощностью Sp, кВ-А Газоразрядные лампы суммарной расчетной мощностью кВ-А Кдр 2 р12ф 0,34SpKgp lQSK,min 0,278рК„р i0SK,min 0,6Sj, Kgp ^^к.тіп параллельной работе фильтров одной гар¬ моники. Параллельная работа фильтров мо¬ жет также обусловливаться схемами элек¬ троснабжения и режимами работы сетей. Указанная точность настройки фильтров позволяет не допускать рассогласования па¬ раллельно работающих фильтров более чем на 1,5%. Рассогласование в пределах 1,5% должно учитываться незначительным увели¬ чением мощности по сравнению с точно на¬ строенными фильтрами. Расчет силовых фильтров для сетей 6—10 кВ с вентильны¬ ми преобразователями производится по ме¬ тодике, представленной в табл. 2-26. Принципиальная схема фильтра для се¬ тей 6—10 кВ приведена на рис. 2-12. Технические данные фильтров для сетей 10 кВ, частотой 50 Гц с вентильными пре¬ образователями приведены в табл. 2-27. Принципиальная схема ФКУ типа ТКФ для сетей 380/220 В, частотой 50 Гц с вен¬ тильными преобразователями приведена на рис. 2-13. Технические данные приведены в табл. 2-28.
Таблица 2-26 № п/n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 И 12 13 14 15 16 17 Расчет фильтров высших гармоник Наименов ание Обозначение или расчетная формула I. Исходные данные Расчетный коэффициент несинусои¬ дальности на данной секции, % Допустимый коэффициент несину- сондальности на данной секции, % Расчетные гармоники линейного напряжения на данной секции, % * Допустимые гармоники линейного напряжения на данной секции, % Расчетные токи гармоник, генери- кнс К нс, доп доп ‘ѵ руемых источниками гармоник дан¬ ной секции, À Спектр фильтруемых частот Наибольшее рабочее линейное на¬ пряжение на шинах секции, кВ Максимальная мощность 3-фазного' короткого замыкания на данной сек¬ ции, МВ-А у ит с ^к,тах Необходимая компенсируемая ре¬ активная мощность нагрузки данной Снеобх секции, квар II. Выбор батарей конденсаторов фильтров Коэффициент повышения напряже¬ ния основной частоты на батарее за счет последовательно включенного реактора Напряжение основной частоты на батарее фильтра, кВ Предварительно выбранное номи¬ нальное напряжение батареи филь¬ тра, кВ а = ■ѵз— 1 ГТ ' Из Коэффициент загрузки батареи по напряжению основной частоты Коэффициент ^грузки батареи по полному току 0,77<Сш-£/ T < 1 11, бк р < Ci,ДОП ~ ГЗ Коэффициент загрузки батареи по Cjv = К C~i — Су! < сг-ѵД0П =К 1,3" току гармоники Мощности б^тцрер цо условию эф¬ фективности поглощения тока гармо¬ ники, квар где 0,45-10-? для ѵ — 5; Кр >0,25-10-? для ѵ = 7; Кд^0,1-10-? ддя ѵ= ПДЗ Мощность батареи пц условию ис¬ ключения недопустимой перегрузки, квар ®бк> г ' • .
Продолжение табл. 2-26 Наименование Обозначение или расчетная формула Принятая мощность батареи филь¬ тра, квар (наибольшее из значений по пп. 16, 17) Номинальный ток бртареи филь¬ тра, А Компенсирующая способность фильтра, квар Суммарная компенсирующая мощ¬ ность веех фильтров данной секции, квар Необходимая дополнительная мощ¬ ность компенсирующих устройств, квар (см. прим. Г) Характеристическое сопротивление фильтра, Ом Максимальное напряжение резо¬ нансной частоты на элементах филь¬ тра, кВ Максимальное полное напряжение на батарее фильтра, кВ Фактический коэффициент загруз¬ ки батареи по току гармоники Проверка правильности выбора но¬ минального напряжения батареи фильтра по п. 12 (см. прим. 2) где Кіѵ—коэффициент, учитывающий неточ¬ ную настройку фильтра в резонанс: Кіѵ = 1,2 для V = 5,7; Кіѵ — 1,1 Для V = 11,13 @н,ф , _ ^Н.Ф 'н,ф — 27/ 1 °ин,бк @1ф = @н,фСШ п <2іф2:= S ^к.у ^необх ^ІфЕ р = -Юз W Uyc,max~ ^ѵр,max~ ^н,ф ^'ѵдоп p• 10 3 Uc,max — + Uvc.max Iv Kiv ^н.ф Vc,max < ПНібк III. Выбор реактора фильтра Реактивное сопротивление реакто¬ ра на основной частоте, Ом Номинальный ток реактсіра филь¬ тра, А Напряжение основной частоты на реакторе фильтра, кВ Лі.р^ 1,3/Нф Максимальное полное напряжение на реакторе фильтра, кВ Номинальное напряжение реактора фильтра, кВ [/. ! ,_Йи_ Up,max j/ ^ір **Ь &ѵр,тах ^,р.> U-p.,max
Продолжение табл. 2-26 № п/п Наимёнование Обозначение или расчетная формула IV. Определение эффективности фильтра Необходимая добротность фильтра СіѵфУИ-ЮО Ю0)2 1Е3 І7н,бк ni — ; a = 0,015 34 35 36 37 Принятая добротность, фильтра 9ѵн Остаточное линейное напряжение гармоники после установки фильтра, % Коэффициент эффективности филь¬ тра Коэффициент несинусоидальности после установки фильтров Сіѵфт-100 l^VOCT = ^УОСТ 1 І^НС.ОСТ 2 (О^ѵост)2 І^НС.ДОП Примечания: 1. При <2К, у>0 следует дополнительно к выбранным по п. 18 фильтрам установить батарею конденсаторов или увеличить мощность фильтров. При СѴ, у <0 следует уменьшить мощность фильтров no п 18 за счет ограничения спектра фильтруемых частот по п. 6 или за счет индуктивной расстройки. Необходимая степень расстройки определяется специальным расчетом. 2. При Uc тпах'^н бк следует увеличить значение 17н, бкп0 11 ■ 12 н провести новый расчет по пп. 13—26. B-1DKB звав QA QB QB Тврми- вигнализатвры канВенсатираВ Амперметры Защита пгп пере¬ грузки и неиспраВ- повти батареи Защита пт межбуіразпых пиВрежВввиВ Рис. 2-12. Принципиальная схема фильтра. Фазометр It IE IE Вольтметр Рис. 2-13. Принципиальная схема ФКУ типа ТКФ.
Таблица 2-27 Технические данные фильтров для сетей 10 кВ Номер гармоники Номинальная мощность, квар Компенсирующая спо¬ собность. квар Добротность иа резо¬ нансной частоте (около) Ток, А Габариты, мм, не бо¬ лее (длина X глу¬ бина X высота) 1 Масса, кг (не более) номинальный длительно допустимый полный резонансной частоты полный « с Я я к я с СП С частоты 1200 1000 60 30 79 55 5850X1080X 2600 3650 5 1600 1350 40 80 40 105 75 6600X1080 X 2600 4250 2400 2000 120 60 155 ПО 8000X1080X2600 6000 1200 965 60 30 79 55 5850X1080 X 2600 3650 7 1600 1290 35 80 40 105 75 6600X1080 X 2600 4250 2400 1930 120 60 155 НО 8000X1080 X 2600 6000 800 625 40 20 52 38 5600X1080X 2600 3000 И 1600 1250 25 80 40 105 75 6600X1080 X 2600 4250 2400 1890 120 60 155 ПО 8000X1080 X2600 6000 800 625 40 20 52 38 5600X1080X2600 3000 13 1600 1220 20 80 40 105 75 6600X1080X2600 4250 2400 1845 120 60 155 ПО 8000X1080X2600 6000 Таблица 2-28 Технические данные ФКУ типа ТКФ для сетей 380/220 В Параметры Обозначение типов ТКФ-170-380 ТКФ-340-380 ТКФ-510-380 Номинальная мощность, квар Диапазон регулирования мощ¬ ности, квар 170 20—170 340 ' 30—340 510 40—510 Быстродействие, квар/с, не ме¬ нее 500 Допустимое значение тока, А: полного 1-й гармоники 5-й гармоники 7-й гармоники остальных высших гармо¬ ник Габариты, мм, - не более (дли- наХглубинаХвысота) Масса, кг, не более 300 260 ПО 80 70 3060 X900 X 2015 1840 600 520 220 160 140 6060X 900 X 2015 3640 900 780 330 240 210 9070 X 900 X2015 5430 2-9. КОЛЕБАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ПРИ УДАРНОЙ НАГРУЗКЕ Изменения напряжения в сети, возни¬ кающие при работе электроприемников с ударной нагрузкой, практически определя¬ ются графиком потери напряжения А77(7), вызываемой этой нагрузкой. - Расчетный индивидуальный график по¬ тери напряжения одного электроприемника в процентах номинального напряжения Ли//), % Для данной точки сети, где рас¬ четная мощность трехфазного короткого за¬ мыкания Sk, МВ-А, и отношение активного R ,Ом, к реактивному сопротивлению X, Ом, цепи короткого замыкания R : Х=а, опре-
деляется его расчетными индивидуальными графиками нагрузки: активной p(t)t, МВт, й реактивной q(t)it Мвар. Обычно индиви¬ дуальные графики p(t)i и q(t)i одного элек¬ троприемника зависимы и можно считать, что каждому значению p(tx)i соответствует определенное одновременно с ним наступа¬ ющее значение q(tx)t. Поэтому можно при¬ нять, что Ап (Гц = 100 [ар (t)i + q (Oz]/SK. (2-129) При отсутствии точных данных для се¬ ти высокого напряжения, в которой обычно считают, что постоянная времени затухания Периодической составляющей тока коротко¬ го замыкания Гк=0,05 с, можно принимать й=І : 314 Тк=1 : (314-0,05) =0,0635, Расчетный график потери напряжения нескольких электрбприемников At/(Z), %, складывается из Аи(7),, ' %. Расчетный график MJ(t) электроприем- Нйков, графики которых накладываются со сдвигами, практически не изменяющимися во времени, строится путем сложения этих графиков с установленными для нйх сдви¬ гами. Расчётные изменения напряжения, их значения, скорости и повторяемости опреде¬ ляются Непосредственно по полученному графику. Пример 1. Определить допустимость ожидаемых изменений напряжения на ши¬ нах подстанции, возникающих при работе непрерывного среднесортного прокатного стана. Расчетные индивидуальные графики нагрузки главных приводов p(t)i и q(t)t периодичны. Они одинаковы у каждой кле¬ ти p(tx)i=q(tx)i. Сдвиги между графика¬ ми клетей постоянны. Они определяются временем и последовательностью прохож¬ дения металла через клети в процессе не¬ прерывной прокатки. Ритм прокатки 13,4 с. Расчетная мощность трехфазного короткого замыкания на шинах подстанции SK = 300 МВ-А, а=0,06. Соответственно согласно (2-129) Aw (t)t = 100 [0,06р (0г + q (ад/300 « «0,35p(0i=0,35ç(0f. Расчетный график &U(t) стана строит¬ ся путем сложения Аи(/)г при данных сдви¬ гах (рис. 2-14). График At/(ï) достаточно построить для одного периода, кото¬ рый равен ритму прокатки (13,4 с). Для оценки скорости изменения напряжения на график АД(t) нанесены линии изменения АД со скоростью 1 %/с. На основании получен¬ ного графика АД можно установить, что все ступени изменения напряжения с боль¬ шой скоростью меньше минимально допус¬ каемых колебаний напряжения 6Ѵ,„ІП (см. ГОСТ 13109-67). Следующие одна за другой ступени графика АД(1) создают изменение напряжения со скоростью, мень¬ шей 1 %/с, которые не выходят за пределы, допускаемые для отклонений напряжения р',=5% (ГОСТ 13109-67). Расчетный график &U(t) электроприем¬ ников, у которых сдвиги между графиками могут часто изменяться без ограни¬ чений, рассматривается как случайный, рас¬ четные значения которого определяются как случайные величины, средние за все воз¬ можные сдвиги между графиками Ап (7),. В этих случаях допустимость изменений на¬ пряжения, вызываемых работой электропри¬ емников, рекомендуется определять поэтап¬ но, используя наиболее простые и точные методы комбинаторного анализа. 1- й этап. Определяется максимально возможное значение колебаний напряжения dUmax, которым является сумма макси¬ мальных значений Aw,:,max всех складывае¬ мых индивидуальных графиков Аи(7);. При dUmax<L6Vinin все возможные колебания допустимы. Необходимость проведении вто¬ рого этапа проверки возникает при dUmai> >ôVmi» (см. пример 2). 2- й этап. Определяются предельные значения колебаний Напряжения dU„ и их частоты, которыми являются соответствую¬ щие значения At/ и п(At/), следующим об¬ разом: 1) составляется расчетная таблица, в которую по каждому складываемому инди¬ видуальному графику вписываются: а) значения Aurf, которые принимает Ди,; б) расчетные повторяемости np(AUx)i, 1/ч, этих значений, которые определяются по числу раз появления п(&их)і одинаковых значении за цикл Г,., с: Ир (Ацж)j — п ’3600:Т в) суммарные относительные продолжи¬ тельности O77c(Awx)i этих значений, кото¬ рые определяются по их суммарным про¬ должительностям /c(wAx),: ОПС (Awx)i = |7С (Ацж)j]i’t 2) вычисляются расчетные повторяемо¬ сти всех возможных сочетаний значений складываемых N графиков, составляющих значения суммарного графика по выраже¬ нию / N I = 2 ^Uxi \ і=і Пр ОПс N П ОПС (Д«ж)г. І=1 Примечание. Повторяемость (ча¬ стота) появления суммы значений складыва¬ емых графиков при малом числе последних может существенно отличаться от вероят¬ ности их совпадения. Так, например, сумма одиночных значений nP(Awa:)i = l двух не¬ зависимых графиков Л1=2 будет появлять¬ ся с частотой Пр (А1/ж = Аиж1 + Awx2) = 1 1 ОП O/7(AwK)3 X ОП (Awy)t On (Амж)2 — -- ОП (Awx)i ~Ь 0/7 (Awx)3,
. при вероятности нх совпадения Р {ДОX = + Амкг ) = — 0/7 (Амдй)і ОП • Колебания напряжения допустимы, если расчетные точки, соответствующие знйчеии- Рис. 2-14. Расчетные графики P(t), Q(l) и At/(/) главных приводов клетей непрерыв¬ ного прокатного стана. І—ХІІ — индивидуальные графики; 1 — суммарный график; 2— прямые с наклоном, соответствующим изменению ДР со скоростью 1%/с. ям At7x н nv(kUx), располагаются под кривой 0Ѵ(7г) допускаемых значений коле¬ баний напряжения ÔV от частоты их пов¬ торения (ГОСТ 13109-67). В Противном случае возникает необходимость 6 проведе¬ нии третьего этапа проверки. 3»й этап. Определяются расчетные значении dU и их частоты n(dU), соответст¬ вующие исходным Индивидуальным графи¬ кам Att(t),- С помощью специального анало¬ го-цифрового анализатора графиков [2-19] или ЭВМ, для которых разработаны Специ¬ альные Программы [2-18]. Полученные рас¬ четные значения сравниваются с допускае¬ мыми (см. 2-й этап). Пример 2. Определить допустимость колебаний напряжения на шинах РПП, воз¬ никающих при работе главных приводов трех Клетей реверсивных прокатных станов, непосредственно не связанных процессом прокатки. Расчетные данные упрощенных упо¬ рядоченных индивидуальных графиков Аы(ОЛ), приведены в табл. 2-29. 1- й этап Л? Д^м = 2 = 1,04 + 0,21+0,29 = г=1 =“ 1,54% > ôVmîft . 2- й этап. Производятся вычислений зна¬ чений Пр (1,04+ 0,21 +0,29= 1,54)== I 120 60 320 \ , о,оГ + "о,оі + 0,02 / х X 0,01-0,01-0,02 = 0,069 1/ч; Пр (1,04+ 0,21 +0,19= 1,44) = ; 120 60 1440 \ — I L I I у \ 0,01 0,01 "г 0,1 / X 0,01-0,01-0,1 =0,324 1/ч и так далее; п(/^их^.0ѴЛІЛ) не определя¬ ется. При выполнении расчетов используется ЭВМ. Полученные значения пр(А17ж) сопоста¬ вляются с допустимыми. Так как точки, со¬ ответствующие значениям АС7Ж и np(&Ux), находятся под кривой &Ѵ(п) (рис. 2-15), то Таблица 2-29 Расчетные данные упорядоченных графиков ■ Дклт % °пс (Лих)г отн. ед. "р (Акх)г 1/4 Аиа.2, % опс (&иХ)г- отн. ед. пр (д++ 1/4 Дил-з- % опс (Дк*)з- отн. ед. «р (д+)3- 1/4 ■ 1 1,04 0,01 120 0,21 0,01 60 0,29 0,02 320 2 0,88 0,04 360 0,17 0,03 180 0,19 0,1 1440 3 0,71 0,06 560 0,08 0,09 720 0,06 0,58 2080 4 0,52 . 0,12 920 0,04 0,29 2100 0,00 0,17 320 5 0,38 0,10 720 0,00 0,45 840 -0,04 0,06 800 G 0,21 0,07 560 —0,03 0,12 1800 —0,125 0,05 720 7 0,00 0,6 800 —0,08 0,01 120 —0,25 0,02 240
колебания напряжения не выйдут за нор¬ мируемые пределы. Дуговые электросталеплавильные печи имеют расчетные индивидуальные графики, определяемые программой плавки, с частыми случайными колебаниями, вызываемыми эксплуатационными короткими замыкания¬ ми и другими быстрыми изменениями режи¬ ма горения, длины дуги. Большое число значений, составляющих каждый график, и несущественное различие их длительностей позволяют определять расчетную повторяе¬ мость значений суммарного графика по вы¬ ражению / К \ Ир I ДС7Ж = Дижі j == P (Д^) и (Д17ж), \ i=l / (2-130) где P(A(Jx)—вероятность значения &UX N суммарного графика; п(ДС/ж) =2Я — І=1 общее число всех значений суммарного гра¬ фика, равное сумме всех значений «(ДыД складываемых графиков. Выражение (2-130) может быть также использовано для ориентировочной оценки частоты предельных значений колебаний напряжения при работе реверсивных про¬ катных станов (с детерминированными гра¬ фиками) . Обычно расчетный график нагрузки пе¬ чи характеризуется значениями полного то¬ ка или мощности, которые измеряются в от¬ носительных (к номинальному значению) единицах. В этих случаях можно считать, что A«(fl. = fe.S* (/)/£*, где S*(£)=»S(Z)/Sh — относительная к номи¬ нальной мощность нагрузки печи, отн. ед.; Sk=Sk/Sh — относительная к номинальной мощности печи мощность к. з. в рассматри¬ ваемой точке сети, отн. ед.; /ez=acosç + +sin <р — коэффициент, определяемый соот¬ ношением активной Р и реактивной X со¬ ставляющих сопротивления цепи в рассмат¬ риваемой точке сети и коэффициентом мощ¬ ности печи cos <р, который приближенно считается постоянным. В результате может быть непосредст¬ венно определено минимальное значение SK M, при котором ожидаемые значения коле¬ баний напряжения в данной точке сети не превысят допускаемые, следующим путем (см. пример 3). 1) Устанавливаются числовые парамет¬ ры еЬвокушюсти случайных значений (функ- Рис. 2-16. Номограмма для определения допустимости колебаний напряжения, вы¬ зываемых работой дуговых электростале¬ плавильных печей. Нанесенные прямые S*=o(S*)x+S и п— =п(£*)Р(я), кривая ÔV(S*) и касательная к ней относятся к примеру 3. ции распределения) индивидуальных гра¬ фиков нагрузки печей: среднее значение S*p t-, среднеквадратичное отклонение a(S*)i, общее число всех значений и(5*),-, 1/ч. 2) Определяются эти значения для сум¬ марного графика N печей: ^ср = s s:pi< ; a (S*) = I/ 2o-4S*)f; t=l Г І=1 Рис. 2-15. Сопоставление расчетных пре¬ дельных значений с допустимыми колеба¬ ниями напряжения. 1 — кривая ÔV («). Л? n (S*) =S i=l Относительные показатели при разной номинальной мощности отдельных печей должны быть приведены к общей базисной мощности, за которую следует принимать наибольшую номинальную мощность печей: Sr=S*SH.. /s6. 3) На номограмму (рис. 2-16) нано¬ сятся: а) прямая S*=xo(S*) +Scp (по двум точкам с координатами х=0, S*=Scp и х=1, S* = o(S*)+S*p4
б) прямая n=P(x)n(S*) [через начало координат и точку с координатами Р(х) = =0,01, n=0,01n(S*)]; в) кривая ôV(S*) по значениям ÔV, со¬ ответствующим S* по номограмме, при дан¬ ных S*=x<j(S*)+S*p и n=P(x)n(S*); г) прямая, касательная к кривой fiV(S*) и проходящая через начало коорди¬ нат, по которой определяется Д17(1), соот¬ ветствующие S*=l. 4) Определяется 5К М по выражению SK*jM=/yAt/(l). Все ожидаемые колебания напряжения допустимы, если расчетная величина SK в данной точке сети не меньше S* м. При отсутствии более точных данных для обычных печей с подготовленной твер¬ дой шихтой и современной системой автома¬ тического регулирования можно считать, что для случайных колебаний, накладыва¬ емых на график печи, характерны значения S*pl =0,33; cr(S*)i=0,45; n(S*), = 1200; 1/ч; cos <р = 0,7. Соответственно для сетей напряжением выше 1000 В при а=0,06 fe = 0,75. Пример 3. Определить расчетное мини¬ мальное значение относительной мощности короткого замыкания в точке сети, питаю¬ щей сталеплавильный цех, при которой мож¬ но не ожидать колебания напряжения, пре¬ вышающие допустимые. В цехе пять дуговых электросталеплавильиых печей одинако¬ вой мощности. При работе с расчетной про¬ изводительностью цеха в соответствии с предусмотренным процессом производства (загрузки, плавки и разливки) нормально происходит совпадение колебаний трех печей. Расчетные значения S*pl =0,33; o(S*)i = 0,45; n(S*)t= 1200 1/ч; fez=0,75. В соответствии с этим S*p=3-0,33« 1; o(S*)= 3-0,452 = 0,8; n(S*) =3-1200= =3600 l/ч. На номограмму (рис. 2-16) наносят: а) прямую S*=0,8x+l (по точкам х= = 0; S*=l и х=1; S*=l,8); б) прямую п=3600Р(х) (по точкам Р(х)=0; п = 0 и Р(х)=0,01; п=36); в) кривую V«(S*) следующим путем: задаваясь значениями S* по номограмме, проводя линии £*->х->.Р(х)->п->Ѵг, опре¬ деляют соответствующие им значения 6Ѵ и по отрезкам 1, 2, 3, 4 строят кривую ÔV(S*); г) касательную, по которой определяет¬ ся ДП(1) = 0,5%. В результате 0,75 0,005 = 150. 2-10. НАДЕЖНОСТЬ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ Надежность — свойство системы элек¬ троснабжения, обусловленное ее безотказно¬ стью, долговечностью и ремонтопригодно¬ стью и обеспечивающее нормальное выпол¬ нение заданных функций системы. Безотказность — свойство системы элек¬ троснабжения непрерывно сохранять рабо¬ тоспособность в определенных режимах и условиях эксплуатации. Долговечность — свойство системы элек¬ троснабжения длительно, с возможными пе¬ рерывами на ремонт, сохранять работоспо¬ собность в определенных режимах и усло¬ виях эксплуатации до разрушения или дру¬ гого предельного состояния. Ремонтопригодность — свойство системы электроснабжения, выражающееся в приспо¬ собленности к восстановлению исправности путем предупреждения, обнаружения и уст¬ ранения неисправностей и отказов. Степень необходимой надежности обус- ловливатся повреждаемостью и ремонтопри¬ годностью электрооборудования и сетей, ка¬ тегорией потребления в отношении требо¬ ваний к бесперебойности электроснабжения и ущербом при перерывах электроснаб¬ жения. Надежность систем электроснабжения обеспечивается внедрением прогрессивных схемно-конструктивных решений, резервиро¬ ванием ее элементов и проведением плано¬ вых ремонтов. Кратность резервирования п — т К = , (2-131) т где и —■ число цепей; т — число цепей, не¬ обходимых для продолжения работы. Влияние кратности резервирования на вероятность безотказной работы приведено в табл. 2-30, из которой видно, что резерви¬ рование с кратностью К<1 повышает ве¬ роятность безотказной работы только при малых значениях параметра потока отказов. При рассмотрении вариантов электро¬ снабжения производится количественная оценка надежности. Линия или присоедине¬ ние рассматривается в трех состояниях: ра¬ бота, отказ и плановый ремонт. При парал¬ лельном включении в плановый ремонт мо¬ жет выводиться только одна линия или присоединение. Принимается что восстанов¬ ление отказавших элементов является неог¬ раниченным и полным. Оценка надежности производится на основании статистических данных о повреждаемости элементов элек¬ троснабжения, ожидаемого числа отключе¬ ний для планового ремонта и времени, не¬ обходимого для восстановления после ава¬ рий и для проведения планового ремонта. При последовательном включении эле¬ ментов электроснабжения оценка надежно-
Таблица 2-30 Влияние кратности резервирования на вероятность безотказной работы параллельной группы в зависимости от параметра потока отказов Кратность ре¬ зервирования Расчетная формула и 0,1 0,5 • 2 4 0/1 R = e 0,9048 0,6065 0,3679 0,1353 0,01832 1/3 Ягр = 4/?з — да 0,9523 0,4862 0,1443 0,0090 0,0004 1/2 /?гр = з/?2~£да 0,9735 0,6575 0,3063 0,0499 [0,00079 1/1 1?гр = 2/?-да 0,9909 0,8431 0,6005 0,2523 0,0363 2/2 . /?гр = 6Æ2 + з/г*—8/?ч 0,9947 0,8288 0,4683 0,0908 0,0019 2/1 ^rB = -Rs + 3/? —з/?? 0,9999 0,9389 0,7476 0,3535 0,0540 3/1 /?гр=4Я + Я8-6Я? — Я4 1,0000 0,9757 0,8407 0,4511 0,0716 сти производится на основании следующих выражений: параметр потока отказов’ лнцци или присоединения Àa = ijÀa,i; (2-132) 1 среднее время восстановления после от¬ каза одной линии или присоединения Уі î'-a.i J в,і Т в = ~ ; (2-133) ла коэффициент аварийного простоя ^а = Ў Àa,t î’b.ï — ^а l'a! (2-134) 1 коэффициент планового простоя 1 (2-135) = Àn,j Î'n.îi (2-136) коэффициент готовности . 1 — (fea + Æn) = (2-137) 1 — kn среднегодовое время перерыва электро¬ снабжения Га.п = (ka + kn) -8760; (2-138) где Âa,i — параметр потока отказов одного элемента системы электроснабжения, 1/год; Тв.і — среднее время восстановления эле¬ мента после отказа, дет; ХЕ — параметр по¬ тока отказов одной лиццн или присоедине¬ ния, І/год; ka — коэффициент аварийного простоя линии илц присоединения, отн. ед.; fen т— коэффициент планового простоя лцнии или присоединения, отн. ед.; Тв — среднее время восстановления после отказа одной линии или присоединения, лёт; Т^,а—сред¬ негодовое время перерыва электроснабже¬ ния, ч/год; Хп,і — число отключений элемен¬ та электроснабжения для планового ремой? та, 1/год; 7п,г — среднее время планового ремонта элемента электроснабжения, лет; kr — коэффициент готовности, отн. ед. При параллельном включении двух ли¬ ний или присоединений оценка надежности производится на основании следующего: параметр потока отказов двух линий ' = ^ïa ^за (^ів + ^2в) + ^2а "I" + Zja &2гь (2-139) при одинаковых параметрах надежности линий или присоединений Х<2) = 242)7в+2Ха/гп; (2-140) коэффициент аварийного простоя, ког¬ да первая линия отключена для планового ремонта и в это время вторая отключается из-за повреждения, соответственно для вто¬ рой динни *2аДп = °’5*2а 4. ПРИ < Т2в' (2’141) ^га.іп — kza. (Аш — 0, 5Уів) при й1п > Т2в• (2-142) коэффициент аварийного простоя двух линий или присоединений № = *la *2В + *1а,2п + *2а,п; • (2-143) При одинаковых параметрах надежно¬ сти линий или присоединений" k^^kl + 2k^n; (2-144) среднегодовое время перерыва электро¬ снабжения 7-<2> = -8760, (2-145) где — параметр потока отказов двух ли¬ ний или присоединений, 1/год; —сред¬ негодовое время перерыва электроснабже¬ ния, ч/год; fe)j2)—коэффициент аварийного простоя двух линий или присоединений, отн.
Таблица ‘2-31 Параметры потока отказов элементов электроснабжения 1/год Элемент Напряжение, кВ 330 220 по 1 35 6—10 Трансформаторы и автотрансформа¬ торы 0,04 0,02 0,02 0,01 0,01 Воздушные линии на 100 км: однонепные двухцепные: 0,5 0,6 1,1 1,4 отказ одной цепи — 0,5 0,9 1,1 — отказ двух цепей — 0,1 0,2 0,3 — Кабельные линии на 100 км: в траншее — — — — 8,0 в туннеле — — — — 1,3 в блоках — — — — 10,0 Шины (на присоединение) 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 Масляные выключатели в цепях: ВЛ — 0,07 0,03 0,02 — других цепях — 0,01 0,01 0,01 0,01 Воздушные выключатели в цепях: ВЛ 0,2 0,15 0,1 .0,08 — других цепях 0,07 0,06 0,05 0,04 — Короткозамыкатели и отделители Разъединители Реакторы j 0,008 0,04 0,008 0,02 0,008 0,01 0,008 0,008 0,002 Таблица 2-32 Среднее время восстановления элементов электроснабжения 7в,і-10~3> лет Элемент Напряжение, кВ 330 220 110 35 6—10 Трансформаторы и автотрансформаторы: при отсутствии резервного в системе 250 80 60 45 10 при наличии резервного в системе — 25 20 10- — Воздушные линии: одноцепные 1,3 1,1 1,0 1,0 —- двухцепные: отказ одной цепи — 0,2 0,4 0,8 —Ï отказ двух цепей — 4,0 3,0 2,5 — Кабельные линии: в траншее — — — — 7,0 в туннеле — — — 4,0 в блоках — — — — 11,5 Шины 0,6 0,4 0,25 0,25 0,25 Выключатель 7 4,8 2,8 1,3 1,1 Короткозамыкатели и отделители — 0,4 0,4 0,4 тт Разъединители 1,7 1,7 1,7 1,7 1,7 Реакторы — — — — 0,11
Таблица 2-33 Среднегодовое время планового простоя на один элемент электроснабжения йи-ІО-3, отн. ед. Напряжение, кВ Элемент 330 ?20 1 110 1 35 6—10 Воздушные линии 9 7 5 4 — Кабельные линий — — — — 0,9 Трансформаторы и автотрансформаторы 9,5. 8,5 7,5 6,0 4,0 Выключатели воздушные 30 20 10 5 2 Выключатели масляные — 8,5 6,5 2 2 Сборные шины 0,6 0,4 0,2 ■ 0,2 0,2 Короткозамыкатели и отделители — 1,14 1,14 — — Разъединители 4,9 1,3 1,14 0,27 0,19 Реакторы — — — — 0,2 Минимально допустимое время перерывов электроснабжения Таблица 2-34 * Электроприемники То Коксохимическое производство Отделения обогатительной фабрики: гравитационное; сушильное; флота- 1—2 с ционное Дробильные и смесительные машины 1—2 с Отделение предварительного дробления 1—2 с Машины, обслуживающие коксовую батарею 10 мин Коксовые батареи 10 мин Установка тушения кокса 10 мин Коксосортировка 0,5 ч Насосы перекачки конденсата холодильников 0,5 ч Насосы подачи воды на орошение газосборников 1—2 с Механизированные осветители 6—8 ч Насосы подачи оборотной воды для холодильников 1—2 с Насосы подачи воды в аммиачное отделение 1—2 с Эксгаустер 1—2 с Аммиачно-сульфатное отделение со скрубберами 8 ч То же с абсорберами 5—10 мин Насосы подачи насыщенного раствора в испаритель 10 мин Насосы подачи кристаллов в центрифуги 10 мин Центрифуги 5 мин Обесфеноливающая установка 10 чс Цех ректификации бензола 1—2 Цех сероочистки 30 мин Смолоперегонный цех 5 мин Пенококсовый цех 5 мин Окускование Корпус дробления и измельчения кокса, известняка 1 с Конвейер подачи агломерата в доменный цех 1 с Шаровые мельницы окомкования 0,5 ч Отделение дробления бетонита и известняка 0,5 ч Агломерационная машина 0,2 ч Насосы охлаждения горна обжиговой машины 0,5 ч Обжиговая машина 0,17 ч Конвейер готовых окатышей 1 с Насосы оборотной воды на фабрике окомкования 0,1 ч
Продолжение -табл. 2-34 Электроприемники г» Прокатное производство Непрерывные станы 1 с Реверсивные станы 0,5—10 мин Обогатительное производство Дробилки 1 с Дешламаторы 10 мин Дисковые фильтры 1 мин Сгустители 15 мин Конвейеры дробильной и обогатительной фабрики 1 мин Энергетические цеха металлургических заводов Водонасосные станции 1—1,5 с Кислородные станции 1—1,5 с Компрессорные станции 1—1,5 с Химическая и нефтехимическая промышленность Каталитический крекинг 3—5 с Каталитический риформинг 3 с Риформинг 20 с Газофракционирующая установка 20 с Установка азеатропной перегонки 2 мин Установка деасфальтизации 1,5—3 с Атмосферно-вакуумная трубчатка 2—3 с Цех депарафинизации и парафиновый 1—2 мин Завод синтетического каучука Цех распределения производства 1 с Цех выделения каучука 1—2 с Цех полимеризации 2—3 с Насосы оборотного водоснабжения 2—3 с Цех экстрактивной дистилляции 2—3 с Цех дегидрирования бутилена 3 с Цех дегидрирования бутана 5—8 с Цех сжатого воздуха 3 с Цех производства холода 1—2 мин Станкостроительный завод Листопрокатный цех 0,5 ч Травильные ванны 1 ч Калибровочный цех 0,5 ч Режущий инструмент 1 с Литейное отделение 10 мин Цементные печи 0,5 ч Отпускные печи 0,5 ч Соляные ванны ■ 0,5 ч Малярный, кузнечно-заготовительный цех 0,5 ч Автомобильный завод Печи сопротивлёния литейного цеха 5 мин Газовые печи литейного цеха 1 ч Шахтные печи, работающие на газе, вытяжные вентиляторы цианистых 0,1 с ванн Электромашиностроительный завод Ванны для цинкования 1 ч
Продолжение табл. 2-34 Электроприемники Химический комбинат Мешалки чанов 15 мин Чаны для смешивания компонентов, их нагревания и перекачивания б мин Ситценабивная фабрика Электропечи для закалки молетовалов 20 мин Гальванические ваины 5 мин * По данным ВНИИпроектэлектромонтажа [2-28 и 2-29]. ед.; Asa,іи — коэффициент аварийного про¬ стоя, когда первая линия отключена для планового ремонта, а вторая в это время отключается из-за повреждения, отн. ед. Ориентировочные данные о повреждае¬ мости, времени восстановления и среднего¬ довом времени плановых простоев элемен¬ тов электроснабжения приведены в табл. 2-31 — 2-33. При оценке надежности трех парал¬ лельных линий или присоединений вначале рассматриваются две линии, а затем экви¬ валентный результат рассматривается с третьей. Перерыв электроснабжения может при¬ чинить ущерб промышленному предприятию. При выборе варианта электроснабжения или его отдельных элементов, имеющих неоди¬ наковую надежность, следует учитывать ве¬ роятный ущерб. В этом случае приведенные затраты определяются по выражению 3 = /^ + /^ + ^, (2-146) где У — стоимость вероятного ущерба в год. При оценке надежности и ущерба сле¬ дует учитывать, что не всякий перерыв электроснабжения может причинить ущерб производству. Возможны перерывы длитель¬ ностью Tn<Tt>, которые не отражаются на производстве. Данные о продолжительности перерывов электроснабжения, не вызываю¬ щих ущерба Для отдельных производств, приведены в табл. 2-34. Ущерб от перерыва электроснабжения складывается из двух составляющих: ущер¬ ба Уа, связанного с самим фактом перерыва электроснабжения, и ущерба Ув, связанного с длйтельностыо перерыва электроснабже¬ ния. Ущерб Уа — ущерб от выхода из строя оборудования и инструмента, брака продук¬ ции, расстройства технологического процес¬ са и т. п.; ущерб УЕ — ущерб от простоя ра¬ бочих, порчи сырья и материалов, недовы¬ работки продукции и т. п., У = Уа + УЕ Та. (2-147) Оценка ущерба при перерывах электро¬ снабжения производится на основании дан¬ ных удельных разовых ущербов для различ¬ ных производств, рассчитанных относитель¬ но их производительности или на основании удельных показателей ущерба относительно недоотпущенной электроэнергии, или элек¬ трической мощности отключенного агрегата или объекта. Наиболее предпочтительным является первый способ, который в большей степени учитывает последствие Перерыва электроснабжения для данного производст¬ ва. Значения удельных разовых ущербов для предприятий черной металлургии при¬ ведены в табл. 2-35 и 2-36. При оценке По Этому способу ущерб подразделяют на первичный и Вторичный. Первичный ущерб — ущерб, вызванный пе¬ рерывом электроснабжения данного агрега¬ та нли объекта. Вторичный ущерб — ущерб, вызванный перерывом электроснабжения предыдущего агрегата или объекта по хо¬ ду технологии производства. При определении ущерба в зависимости от схемы электроснабжения учитываются аварийные и плановые перерывы электро¬ снабжения (простои) или только аварийные. При плановом простое учитывается только составляющая УЕ, пропорциональная длительности перерыва электроснабжения. Первичный ущерб определяется по вы¬ ражению У1 = [(Уа + ТВ.876ОУВ) Ха+/щ-8760Ув] Пу; (2-148) где Уа — составляющая удельного ущерба, обусловленная самим фактом перерыва электроснабжения, тыс. руб/перерыв-едини¬ ца производительности; УЕ — составляющая удельного ущерба, связанная с длительно¬ стью перерыва электроснабжения, тыс. руб/ч-единица производительности; Уі—■ первичный ущерб, тыс. руб/год; 77 —• произ¬ водительность агрегата или объекта; у — ко¬ эффициент, учитывающий степень ограниче¬ ния производства при перерывах электро¬ снабжения.
Таблица 2-35 Удельные показатели разовых ущербов металлургических производств от нарушений электроснабжения Первичный ущерб :!і Производства Единица ПрОЙЗВбДИ- тельносіи (объема) Интервал продолжи¬ тельности наруше¬ ния электроснабже¬ ния zB Время восстанов¬ ления техноло¬ гического гфбЦесса Гтех’ 4 Составляющая ущерба Уа ты с. руб/ перерыв - еди¬ ницу произ¬ водитель¬ ности Ув тыс. руб/ ч • единицу производи¬ тельности 1. Подготовительное производство Открытый рудник Дробильная фабрика 1 млн. т S S н н V V 1—‘ н- О О 5—7 0,2—0,4 0,1—0,3 0,03—0,06 -год Обогатительная фаб- 1 с < 7В < 1 мин 1 0,2—0,5 рика 1 мин<ТЕ<10мий 2—3 1,0—2,0 0,3—0,6 10 мин<ТЕ<15 мин 3—4 1,5—2,0 ТБ > 15.мин 4—6 1,5—8,0 2. Коксохимическое производство и фабрики окускования Коксохимическое про- 1 коксовая I с < ТБ < 5 мин 1,5 0,4—0,6 0,016— 0,02 П изводство батарея про- 5 мин < Тв < 0,5 ч 2 1,0—1,2 Аглофабрика изводитель- ностью П, т/ч 1 млн. т 7В > 0,5 ч 1 с<Гв<0,2ч 2 30 ——’ год Те>0,2ч 2—3 0,8—1,0 0,27—0,33 Фабрика окомкова- 1 с <7^ <0,24 — — НИЯ 0,2 ч <. Тв < 3,5 ч 1,0—1,5 0,7—1,0 0,5—0,7 ТБ > 3,5 ч 1,5—2,0 0,9—1,2 3. Доменное производство Доменная печь 1000 м3 по- 1,5 с<ТЕ< 1 ч 2,6 13,0—17,0 6,0—8,0 лезного Те> 1 ч 6—12 20,0—25 0,4—0,6 объема 4. Сталеплавильное Мартеновская печь объемом, т: до 200 200—300 свыше 300 Сталеплавильная электропечь На 100 т емкости пе¬ чи (конвер¬ тера) Тр< 4 ч Тв>4 ч Тв < 4 Тв > 4 Ч Г е < 4 ч ТЕ > 4 ч 7е<4,5 ч 2—6 Т 24—36 2—6 Т 24—36 2— 6 Т 24—36 3— 4 Т 15—17 7,0—9,0 0,8—7,2' 4,8—6,8 10,5—13,5 2,0—3,0 0,3—0,4'" 1,9—2,1 0,25—0,30 1.4— 2,0 0,2—0,3 2.4— 3,2 0,10—0,15 Тв>4,5 ч Конвертер Тв<5 ч 0,5 —■ 2.6—2,8 7е>5 ч 0,5 7,5—8,3 1,2—1,3 ' 5. Прокатное производство Блюминги и слябинги 100 т/ч Тт1 > 10 с 0,5—1,0 0,15—0,45 0,2—0,4 Мелкосортный стан гв>1 С 0,5—1,0 1,2—1,5 0,7—1,0 Проволочный стан 0,5—1,0 1,7—2,4 .0,6—1,20 Среднесортный стан 0,5—1,0 1,16—1,2 0,6—0,7 6 . Энергетический цех Водонасосная стан- 0,5 5,0—7,0 11,0-13,0 ция Кислородная станция 1 млн, м3 Т> 1,5 с 3 39,0—41,0 7,0—9,0 ч Компрессорная стай- 0,5 0,9-1,1 0,4—0,6 ЦИЯ . * По данным ВНИИпроёктэлеКтромонтажа [2-28 и 2-29].
Таблица 2-36 Удельные показатели разовых ущербов металлургических производств от нарушения электроснабжения Вторичный ущерб * Первичное производство Вторичное производство Единица производи¬ тельности вторичного производства Временной запас (избыточ¬ ность) вторично¬ го произ¬ водства ч . Составляющая ущерба тыс. руб/пе- рерыв - еди¬ ницу произ¬ водительнос¬ ти Ув- тыс. руб/ч X X единицу производи¬ тельности Открытый рудник Дробильная фаб¬ рика 1 млн. т год 1 млн. т 10—30 — 0,03—0,06 То же ’ Дробильная фаб¬ рика Обогатительная фабрика Обогатительная фабрика 10—35 0,5—3,0 0,3-0,6 0,3—0,6 год 1 млн. т год — Коксохимическое производство Домённый цех 1000 м3 полезного объема 8 — 0,4—0,6 Агломерационная фабрика Доменный цех 1000 м3 полезного объема 3—5 — 0,4—0,6 Доменный цех Конвертерный цех 100 т емкости 5—6 — 1,2—1,3 Конвертерный цех Обжимной цех 100 т/ч 0,3—1 —- 0,2—0,4 Кислородная стан- Доменный цех 1000 м3 0,1—0,2 0,10—0,15 0,04—0,05 иия То же Прокатный цех 100 т/ч 0,1—0,2 1,0—1,4 0,3—0,5 То же Конвертерный цех (при Тв>\,2 ч) 100 т емкости 0,1—0,2 8,0—10,0 1,2—1,3 Водонасосная Доменный цех 1000 м3 0,5 2,4—3,0 0,4—0,6 станция То же Доменный цех 1000 м3 0 20,0—25,0 0,4—0,6 То же Прокатный цех 100 т/ч 0 0,40—0,60 0,4—0,6 То же Конвертерный цех при Тв<4 ч 100 т емкости 0 0,4—0,5 1,2—1,3 То же Конвертерный цех при Тв>4 ч 100 т емкости 0 8,0—7,0 1,2—1,3 Компрессорная станция Прокатный цех 100 т емкости 0 0,3—0,5 0,3—0,5 Мартеновский цех Доменный цех 1000 м3 0,5—1,0 — 0,4—0,6 То же Обжимно^ цех 100 т/ч 0,3—1,0 0,2—0,4 * По данным ВНИИпроектэлектромонтажа (2-28 и 2-29]. Вторичный ущерб У2 = (А7Б Ув Ха + Кп-8760Ув) Пу, (2-149) ЛГВ = Тв Т0!у, где То — допустимое время перерыва пер¬ вичного производства, которое не вызывает ущерба вторичного производства; Уг — вто¬ ричный ущерб, тыс. руб/год. Ущерб по удельным показателям в зави¬ симости от аварийно или планово недоотпу¬ щенной электроэнергии во время перерыва электроснабжения У = + (2-150) где У' — удельная составляющая ущерба от аварийно недоотпущенной электроэнергии, руб/ (кВт • ч) ; У" —■ удельная составляющая ущерба от планово недоотпущенной электро¬ энергии, руб/(кВт-ч); АІКі— среднегодо¬ вая аварийно недоотпущенная электроэнер-
Таблица 2-37 Удельные показатели ущерба от перерыва электроснабжения промышленных предприятий, отнесенных к аварийному или плановому недоотпуску электроэнергии * Составляющие ущерба, руб/(кВт-ч) Составляющие ущерба, руб/(кВт-ч) Отрасли народного хозяйства И Отрасли народного хозяйства и предприятия «S и и предприятия « У я с ЗД ь s 2 РчО га ft £Д ф га = плановы недоотіг аварийнь недоотпу плановы і иедоотпт, Добыча угля: 0,55 0,25 лакокрасочное произ- 4,07 0,12 подземная водство открытая 0,25 0,19 производство соды 21,6 1,83 Добыча нефти 2,55 0,30 производство карбидов 0,12 0,02 Добыча торфа 0,15 0,11 химико-фармацевтиче- 58,7 0,16 Переработка нефти 8,70 0,79 ский завод Горнорудная (добыча и 0,55 0,22 Резиноасбестовая промыш- обогащение) 0,45 ленность: Черная металлургия, трубо- 0,14 производство шин 2,73 0,27 прокатный завод 0,53 0,20 производство резино- Цветная металлургия технических изделий 1,73 0,38 Производство глинозема 7,40 1,38 производство асбеста 0,49 0,27 Электроемкие пронзвод- Цементная промышленность 0,84 0,28 ства: 0,72 ■Промышленность строима- алюминия 0,13 териалов: ферросплавов 0,02 0,014 завод железобетонных 0,66 0,34 желтого фосфора 0,04 0,04 изделий Машиностроение и метал- керамике-плиточный за- 3,29 0,36 лообработка: 0,85 0,20 вод общее машиностроение карьер нерудных строй- 0,19 0,15 станкостроение 1,18 о,4б материалов производство шарико- 1,13 0,45 Текстильная промышлен- подшипников ноетъ: Тяжелое машиностроение 6,10 1,00 пр ядильно-ткацка я 1,80 1.41 Крупное электромашине- 3,37 0,81 фабрика 7,56 1,53 строение 0,63 ситценабивная фабрика Среднее электромашине- 1,93 текстильный комбинат 2,52 1,54 строение и производство меланжевый комбинат. 2,78 1,58 электроаппаратуры 1,07 0,42 шелкоткацкий комбинат 4,00 1,54 Автомобилестроение Легкая промышленность: 3,73 Производство часов 1,56 0,34 обувная фабрика 2,5 Инструментальный завод 0,47 0,10 швейная фабрика 0,27 0,21 Завод металлоконструкций 0,41 0,27 кожевенное произвол- 0,92 0,65 Целлюлозно-бумажная про- ство 0,45 .0,32 мышленность: 0,46 прочие предприятия производство целлюло- 1,68 легкой промышленности зы 0,34 0,23 Пищевая промышленность: 4,43 производство бумаги хлебопекарня 49,0 Деревообрабатывающая 0,70 0,49 мукомольно-крупяная 1,08 0,47 промышленность консервная 6,24 0,75 Химия: 0,24 прочие предприятия 1,54 0,59 азотно-туковый завод 1,73 Строительство 0,23 0,23 электрохимкомбинат 0,48 0,07 Железнодорожный электри- 0,22 0,30 суперфосфатный завод 0,34 0,03 фицированный транспорт завод искусственного 6,51 1,23 Магистральные газопрово- волокна ды: производство смол и 6,34 0,63 с электроприводом 0,13 0,23 пластмасс с газотурбинным при¬ водом 3,08 3,00 По данным ВНИИпроектэлектромонтажа [2-28 и 2-29J.
гия, кВт-ч/год; АЙА:— среднегодовая пла¬ ново недоотпущенная электроэнергия, кВт-ч/год; У —ущерб от перерыва элект¬ роснабжения, руб/год. Данные по удельным составляющим ущерба приведены в табл. 2-37. Пример оценки надежности и возмож¬ ного ущерба при перерывах электроснаб¬ жения. Агломерационная фабрика метал¬ лургического завода производительностью 1,5 млн. т в год. Нагрузка потребителей 10 кВ, 12 МВ-А. Распределительная подстанция фабри¬ ки питается от ГПП по двум кабельным ли¬ ниям 10 кВ, прокладываемым в туннеле. Требуется определить оптимальный объем резервирования с учетом возможного ущерба при перерывах электроснабжения. Рассмот¬ рим возможные варианты: первый вари¬ ант — каждая линия выбирается на полную нагрузку, при этом сечение кабелей с алю¬ миниевыми жилами 4 (3X120) мм2 одной линии, второй вариант — каждая линия при¬ нимается на половину нагрузки сечением 2 (3X120) мм2. В обоих вариантах расчет¬ ная схема надежности: шины ГПП, масля¬ ный выключатель 10 кВ, реактор, разъеди¬ нитель, кабели, масляный выключатель и шины РП. Первый вариант. Параметр потока от¬ казов одной линии согласно (2-132) и дан¬ ным табл. 2-31 п Ха = 2^.1 = 0,01-2 + 0,01-2 + 1 -|-0,002 + 0,008 + 0,013-4 — 0,102 1/год. Среднее время восстановления одной линии согласно (2-133) и данным табл. 2-32 п 2 Ха. г ^ВЛ т 1 2-0,01-0,25-10—3+ В ~ Ха “ 0,102 :+2-0,01-і,1-10~;і+0,002-0,11-10-3+ + 0,008-1,7-10—5+ 4-0,013-4-10-» = 2,46-10~'3 лет. Коэффициент планового простоя одной линии согласно (2-135) Ап = 1,2Ап,»пах = 1.2-2,0-10—? — = 2,4-10—? отн. ед. Коэффициент аварийного простоя одной линии согласно (2-134) Аа = ха Гв = 0,102-2,46-ІО-3 =- = 0,251-10—3 отн. ед. Коэффициент аварийного простоя, ког¬ да первая линия отключена для планового ремонта и в это время вторая отключается из-за повреждения, согласно (2-141) Аа>п = 0,5Ха k’n = 0,5-0,102 (2,4- ІО—3)? = = 0,294-10—6 оти. ед. Коэффициент аварийного простоя двух линий согласно (2-144) + 2Аа>п = (0,251-10—®)? + + 2-0,294-10—6 =0,647-10—6 отн. ед. Среднегодовое время аварийного про¬ стоя двух линий Та = А<2) •8760 = 0,647 • 10-« • 8760 = = 5,66-10—3 ч/год. Из приведенного расчета видно, что для первого варианта при перерывах элек¬ троснабжения ущерб практически не имеет места. Второй вариант. Параметр потока отка¬ зов двух линий Ха = 2 Ла.і= 2 (0,01.2 + 0,01 -2 + 0,002+ 1 + 0,008 + 0,013-2) =0,152 1/год. Среднее время восстановления п Е Ха 0,152 = 1,93- ІО—3 лет. Коэффициент планового простоя двух линий Ап = 2-1,2Ап,тах = 2-1,2-2-10—3 = = 4,8-10—3 отн. ед. Коэффициент аварийного простоя двух линий Аа = Ха Тв = 0,152-1,93-10~3= = 0,294-10—3 отн. ед. Среднегодовое время аварийного и пла¬ нового простоев двух линий T = (Аа + Ап) -8760 = (0,294- ІО-3 + + 4,8-10~3)-8760 = 44,5 ч/год. Первичный ущерб из-за аварийного и планового простоев согласно (2-148) и табл. 2-35 Уі = [(^а + Тв-8760Уе) Ха + Ап-8760Ув] X X /7у = |(0,9+1,93-10-3-8760-0,3).0,152+ + 4,8-10-3-8760-0,3] 1,5-0,5 = , =10,2тыс. руб/год. Вторичный ущерб из-за аварийного и планового простоев согласно (2-149) и табл. 2-36 Уа = (А7е УЕ Ха + Ап- 8760Ув) Пу =
= (9-0,5-0,152+4,8-10~3-8760-0,5) 2-0, = = 21,7 тыс. руб/год; ДТВ = Тв — Т0/у = 1,93- 10-S-8760 — — 4/0,5 = 9 ч. Общий ущерб 2У=10,2+21,7=31,9 тыс. руб/год. Приведенные затраты по второму ва¬ рианту на кабельные линии в изменяемой части с учетом ущерба при перерывах элек¬ троснабжения составляют 38,4 тыс. руб. в год. Те же затраты по первому варианту составляют 7,1 тыс. руб. в год, который и следует принять как более экономичный и надежный. 2-11. КАТЕГОРИИ ЭЛЕКТРОПРИЕМНИКОВ ПО БЕСПЕРЕБОЙНОСТИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ Приемники электрической энергии в от¬ ношении обеспечения надежности электро¬ снабжения разделяются на три категории. Первая категория — электропрнемники, перерыв электроснабжения которых мо¬ жет повлечь за собой опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хо¬ зяйству, повреждение дорогостоящего ос¬ новного оборудования, массовый брак про¬ дукции, расстройство сложного технологиче¬ ского процесса. Примером электроприем¬ ников первой категории в промышленных установках могут быть электроприемники доменных печей, электролиза алюминия, во¬ доотливных и подъемных установок в шах¬ тах, насосных станций для охлаждения пе¬ чей и т. п. Из состава электроприемников первой категории выделяется особая группа элек¬ троприемников, бесперебойная работа кото¬ рых необходима для безаварийного остано¬ ва производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего основного оборудования. Вторая категория — электроприемники, перерыв электроснабжения которых приво¬ дит к массовым недоотпускам продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта. Примером электроприемннков второй категории в промышленности являются элек¬ троприемники прокатных цехов, обогати¬ тельных фабрик, основных цехов машино¬ строения, текстильной и целлюлозно-бумаж¬ ной промышленности. Третья категория — все остальные элек¬ троприемники, не подходящие под опреде¬ ление первой и второй категорий. К этой категории относятся установки вспомога¬ тельного производства, цехи несерийного производства машиностроительных заводов., склады неответственного назначения. Электропрнемники первой категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников питания, пе¬ рерыв электроснабжения которых при на¬ рушении электроснабжения от одного из ис¬ точников питания может быть допущен лишь на время автоматического восстанов¬ ления питания. Для электроснабжения особой группы электроприемников должно предусматри¬ ваться дополнительное питание от третьего независимого источника питания, мощность которого должна обеспечивать безаварий¬ ную остановку агрегата (см. § 2-44). Если резервированием электроснабже¬ ния нельзя обеспечить необходимой непре¬ рывности технологического процесса или если такое резервирование экономически нецелесообразно, должно бытъ осуществле¬ но технологическое резервирование, напри¬ мер путем установки взаиморезервирующих технологических агрегатов, специальных устройств безаварийного останова техноло¬ гического процесса, действующих при нару¬ шении электроснабжения. Электроприемникн второй категории ре¬ комендуется обеспечивать от двух независи¬ мых источников питания. Допускается пита¬ ние электроприемников второй категории по одной кабельной линии, состоящей не менее чем из двух кабелей, присоединенных к од¬ ному общему аппарату, позволяющему при аварии отсоединить поврежденный кабель. При наличии централизованного резер¬ ва трансформаторов и возможности замены повредившегося трансформатора за время не более одних суток допускается питание электроприемников второй категории от од¬ ного трансформатора. При выборе независимых взаиморезер¬ вирующих источников питания, являющих¬ ся объектами энергосистемы, следует учи¬ тывать вероятность одновременного дли¬ тельного исчезновения напряжения на этих источниках питания при тяжелых системных авариях (см. § 2-44). Электроснабжение электроприемников третьей категории может выполняться от одного источника питания прй условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышают одних суток. Определение категорий для электропри¬ емников производится совместно с техноло¬ гами на основании опыта эксплуатации и проектирования. В целях более объектив¬ ного выбора институтами ВНИИпроект- электромонтаж и ВНИПИ Тяжпромэлек¬ тропроект ведутся разработки положения о категорийности электроприемнйков. В этом положении по характеру последствий пере¬ рыва электроснабжения намечается все электропрнемники разделить на две груп¬ пы: с экономическим характером последст¬ вий, когда их можно количественно оце¬ нить в стоимостном выражении, и с неэко¬ номическим характером последствий, когда оценка последствий в стоимостном выраже¬ нии невозможна или полностью не исчер¬ пывает этих последствий.
Тяжесть последствий для электропри- емников с экономическим характером по¬ следствий оценивается разовым ущербом от перерыва электроснабжения. В зависи¬ мости от тяжести последствия эти электро¬ приемники подразделяются на первую, вто¬ рую н третью категории. При этом норми¬ рование категорийности заключается в сопоставлении разового ущерба при норми¬ рованных значениях продолжительности пе¬ рерыва электроснабжения с нормирован¬ ным значением разового ущерба. Электроприемники с неэкономическим характером' последствий перерывов электро¬ снабжения образуют одну особую катего¬ рию. Тяжесть последствий для этой катего¬ рии определяется угрозой для жизни лю¬ дей из-за образования взрывов и пожаров, а также возникновением ситуаций, препят¬ ствующих эвакуации людей нз опасной зоны, повреждением дорогостоящего основ¬ ного оборудования. 2-12. ВЫБОР НАПРЯЖЕНИЯ а) ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ Выбор напряжения питающих и рас¬ пределительных сетей зависит от мощности, потребляемой предприятием, его удаленно¬ сти от источника питания, напряжения ис¬ точника питания (особенно для небольших и средних предприятий), количества и еди¬ ничной мощности электроприемников (элек¬ тродвигатели, электропечи, преобразовате¬ ли и др.). В необходимых случаях производятся технико-экономические расчеты (см. § 2-7). При равенстве приведенных затрат или небольших преимуществах (10—15%) сети низшего напряжения предпочтение долж¬ но быть отдано сети более высокого напря¬ жения, так как последнее облегчает разви¬ тие предприятий. б) ОСНОВНЫЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ НАПРЯЖЕНИЯ Напряжения 500 и 330 кВ применяются для питания' крупных энергоемких пред¬ приятий. Напряжения ПО и 220 кВ применяются для питания крупных и средних предприя¬ тий и для распределения электроэнергии на первой ступени электроснабжения круп¬ ных предприятий при помощи глубоких вводов воздушными или кабельными ли¬ ниями. Напряжение 35 кВ применяется для питания предприятий средней мощности и для распределения электроэнергии на та¬ ких предприятиях при помощи глубоких вводов в виде магистралей, к которым при¬ соединяются трансформаторы 35/0,4—0,66 или 35/6 — 10 кВ, а также для питания мощных электроприемников (сталепла¬ вильные электропечи) на крупных предпри¬ ятиях. Напряжения 10 и 6 кВ применяются в питающих и распределительных сетях не¬ больших и средних предприятий и на вто¬ рой и последующих ступенях распредели¬ тельных сетей крупных предприятий при применении глубоких вводов на первой ступени электроснабжения. Как правило, следует применять напря¬ жение 10 кВ — более экономичное, чем 6 кВ. Напряжение 6 кВ применяется реже, например, в следующих случаях: 1) при преобладании на проектируемом предприятии электроприемников 6 кВ (в ча¬ стности, электродвигателей), а также исхо¬ дя из условий их поставки (в соответствии с требованиями технологии или при комп¬ лектной поставке с производственным обо¬ рудованием). 2) при напряжении генераторов завод¬ ской ТЭЦ 6 кВ, особенно когда от .нее пи¬ тается значительная часть электроприемни¬ ков предприятия. Напряжение 660 кВ целесообразно в первую очередь на тех предприятиях, на которых по условиям планировки цехово¬ го оборудования, технологии или окружа¬ ющей среды нельзя или затруднительно приблизить цеховые подстанции к питае¬ мым им электроприемникам. Напряжение 660 В целесообразно также на предприяти¬ ях с большой удельной плотностью элект¬ рических нагрузок, концентрацией мощно¬ стей и с большим числом электродвигателей в диапазоне мощностей 200—600 кВт. Наи¬ более целесообразно сочетание напряжения 660 В с первичным напряжением 10 кВ. Необходимо учитывать, что при приме¬ нении напряжения 660 В может возникнуть необходимость сохранения сетей 380 В в объеме, необходимом для питания мелких электродвигателей, светотехнических уста¬ новок, цепей управления, которые не рас¬ считаны на непосредственное присоедине¬ ние к сети 660 В, однако это ие должно служить препятствием для применения на¬ пряжения 660 В. Напряжение 380/220 В применяется для питания силовых и осветительных электроприемников, а также в тех случаях, когда по техническим и экономическим ус¬ ловиям применение 660 В нецелесообразно. Напряжение не выше 42 В (36 или 24 В) применяется в помещениях с повы¬ шенной опасностью и особо опасных для стационарного местного освещения и руч¬ ных переносных ламп. Напряжение 12 В применяется только при особо неблагоприятных условиях в от¬ ношении-опасности поражения электриче¬ ским током (например, при работе в котлах или других металлических резервуарах), для питания ручных переносных светиль¬ ников. 2-13. ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРОВ а) ВЫБОР ТИПА ТРАНСФОРМАТОРА Типы исполнения и технические харак¬ теристики трансформаторов приведены в
§ 2-36—2-42. Выбор трансформаторов про¬ изводится с учетом условий их установки, охлаждения, температуры и состояния ок¬ ружающей среды и т. п. Трансформаторы напряжением 35 кВ и выше изготовляются только с масляным охлаждением и обычно устанавливаются на открытом воздухе (на ПГВ, ГПП). При установке в загрязненных зонах применяются трансформаторы с уси¬ ленной изоляцией вводов. Для цеховых подстанций с первичным напряжением 6 или 1Ô кВ могут быть при¬ менены масляные трансформаторы, сухие трансформаторы и трансформаторы с не¬ горючей жидкостью (совтол). На внутри¬ цеховых подстанциях допускается устанав¬ ливать на первом этаже в цехах I и II степени огнестойкости с нормальной окру¬ жающей средой (категорий Г и Д) до трех масляных трансформаторов общей мощно¬ стью до 3200 кВ-А. Мощность открыто установленной КТП с масляными трансфор¬ маторами допускается до 2X1600 кВ-А; при установке на втором этаже допусти¬ мая мощность внутрицеховой подстанции ограничивается 1000 кВ-А. Совтоловые трансформаторы следует применять главным образом в тех случаях, когда недопустима открытая установка масляных трансформаторов внутри цеха или возле него по указанным выше ограни¬ чениям. Сухие трансформаторы следует приме¬ нять главным образом в административных зданиях, клубах и других помещениях с большим скоплением людей, а также на испытательных станциях, в лабораториях и других случаях, когда особое значение имеет возможность более простой установ¬ ки трансформаторов с максимальным при¬ ближением их к основным нагрузкам. Наиболее целесообразны сухие транс¬ форматоры небольшой мощности в диапа¬ зоне 10—400 кВ-А и не более 1000 кВ-А при первичном напряжении 6—10 кВ. Су¬ хие трансформаторы следует устанавливать в точках сети, не подверженных атмосфер¬ ным перенапряжениям, а также учитывать создаваемый ими повышенный уровень шумов. Основное применение на промышлен¬ ных предприятиях находят двухобмоточные трансформаторы. Трехобмоточные транс¬ форматоры 110/35/6—10 кВ применяются на ГПП сравнительно редко при наличии удаленных потребителей средней мощности, относящихся к данному предприятию или району. Широкое применение находят трансформаторы с расщепленными обмот¬ ками 110/6—6 кВ или 110/6—10 кВ. Они применяются при необходимости выделения ударных нагрузок,-, снижения тока коротко¬ го замыкания и при наличии на предприя¬ тии вторичных сетей с напряжением 6 и 10 кВ. При выборе мощных трансформаторов (40 МВ-А и более) рекомендуется рас¬ сматривать целесообразность применения трансформаторов на три предела мощно¬ сти, обусловленных действием системы ох¬ лаждения, например трансформатора мощ¬ ностью 80/63/50 МВ-А. Число типоразмеров трансформаторов, применяемых на данном предприятии, сле¬ дует по возможности ограничивать, так как большое разнообразие создает неудоб¬ ства в эксплуатации и вызывает затрудне¬ ния в отношении складского резерва и взаимозаменяемости трансформаторов. б) ВЫБОР ЧИСЛА ТРАНСФОРМАТОРОВ В цеховых сетях 10 и 6 кВ рекоменду¬ ется преимущественное применение одно¬ трансформаторных подстанций. Их следует применять при нагрузках III и II категории, в частности при двухсменной работе, когда недовыработка продукции за время пере¬ рыва питания может быть восполнена рабо¬ той в третью смену или другими способа¬ ми. При этом необходимо предусматривать складской резерв трансформаторов и связи на вторичном напряжении для резервирова¬ ния питания наиболее ответственных на¬ грузок, в том числе нагрузок I категории при величине их до 15—20%. Наличие этих связей экономично решает вопрос питания в периоды очень малых нагрузок (ночные смены, выходные дни) путем отключения части подстанций. Двухтрансформаторные цеховые под¬ станции следует применять при значитель¬ ной мощности нагрузок I категории, при трехсменной-работе электроприемников II категории и при сосредоточенных нагруз¬ ках на данном участке цехов. Двухтранс¬ форматорные цеховые подстанции иногда могут оказаться целесообразными также в следующих случаях: при неравномерном суточном или годо¬ вом графике нагрузки, в частности, при на¬ личии сезонных нагрузок или при одно- и двухсменной работе со значительной разни¬ цей загрузки смен; когда мощность трансформаторов ли¬ митируется условиями их транспорта, вы¬ сотой помещения и другими соображения¬ ми, требующими уменьшения массы или габаритов установленных единиц; при расширении подстанции, если ока¬ жется нецелесообразной замена существу¬ ющего трансформатора на более мощный. Цеховые подстанции с числом транс¬ форматоров более двух, как правило, эко¬ номически нецелесообразны. На главных понизительных подстанци¬ ях ГПП1 и подстанциях глубоких вводов ПГВ1 число трансформаторов в большинст¬ ве случаев принимается не более двух [2-2]. Это значительно упрощает схему и конструкцию подстанций и, как правило, обеспечивает надежное питание потребите¬ лей всех категорий. Однотрансформаторные ГПП и ПГВ допускается применять лишь в отдельных случаях при возможности обеспечения 1 Определения подстанций в зависимости от их назначения приведены в § 2-16.
послеаварийного питания нагрузок первой категории по связям вторичного напряже¬ ния с соседними ГПП, е ТЭЦ или другими источниками питания. При этом должна быть предусмотрена возможность быстрой замены поврежденно¬ го трансформатора. Подстанции 35—220 кВ с числом трансформаторов более двух применяются, когда нельзя обеспечить надежное питание всех разнородных потребителей данного предприятия с учетом особенностей режима нх работы, а именно: при необходимости выделения питания крупных, часто повторяющихся ударных нагрузок (крупные электродвигатели с вен¬ тильным приводом, крупные электропечи и т. п.); на транзитных ГПП, имеющих несколь¬ ко питающих и отходящих линий и сбор¬ ные шины, когда двухтрансформаторные подстанции не имеют преимуществ в отно¬ шении конструктивного выполнения; при очень концентрированных нагруз¬ ках, когда двухтрансформаторные ГПП не¬ возможно применить по схемным или кон¬ структивным соображениям; по условиям дальнейшего роста нагру¬ зок предприятия, когда технически и эконо¬ мически целесообразной является установ¬ ка третьего трансформатора вместо замены работающих трансформаторов на транс¬ форматоры большей мощности. Если третий трансформатор питается от независимого от первых двух источника питания, то при соответствующем построе¬ нии схемы на стороне 6—10 кВ он может обеспечивать достаточную надежность электроснабжения электроприемников «осо¬ бой» категории. в) ВЫБОР МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ Выбор мощности трансформаторов про¬ изводится на основании технико-экономи¬ ческих расчетов, исходя из полной расчет¬ ной нагрузки объекта, удельной плотности нагрузки, стоимости электроэнергии и других факторов. Оптимальная мощность трансформато¬ ра соответствует минимальным приведен¬ ным затратам. При выборе трансформаторов следует учитывать их перегрузочную способность (см. § 2-39), которая зависит, в частности, от характера графика нагрузки и от пред¬ шествовавшей послеаварийному режиму загрузки трансформатора. Мощность цеховых трансформаторов следует выбирать, исходя из средней на¬ грузки в наиболее загруженную смену. На цеховых подстанциях наиболее час¬ то применяются трансформаторы 1.000 и 630 кВ-А; трансформаторы мощностью ме¬ нее 630 кВ-А применяются при малой нлот- ности нагрузок, в частности на мелких и средних предприятиях, на периферийных участках крупных предприятий, для адми¬ нистративных зданий, клубов и т. п. При большой удельной плотности нагрузок (бо¬ лее 0,2 кВ-А/м2) применяются трансформа¬ торы 1600 кВ-А, а при очень концентриро¬ ванном расположении электроприемников целесообразно применение трансформато¬ ров мощностью 2500 кВ-А. На ГПП и ПГВ крупных предприятий часто применяют трансформаторы мощно¬ стью 32, 40, 63 и 80 МВ-А. Трансформато¬ ры меньшей мощности (10, 16 и 25 МВ-А) применяются на средних предприятиях, а также при нагрузках, разбросанных на большой территории: горнорудные и рудо¬ подготовительные предприятия, карьеры и т. п. Трансформаторы ГПП и ПГВ обычно выбирают так, чтобы при выходе из рабо¬ ты наиболее мощного из них остальные обеспечили работу предприятия или его отдельного района на время замены вы¬ бывшего трансформатора с учетом возмож¬ ного ограничения нагрузки без ущерба для основной деятельности предприятия и с ис¬ пользованием допустимой перегрузки транс¬ форматора, а также с использованием свя¬ зей по вторичному напряжению с соседни¬ ми подстанциями и других возможных источников резервирования. Степень резер¬ вирования зависит от рода промышленно¬ сти, сменности работы предприятия, харак¬ тера графика нагрузки и других факторов. Выбор мощности трансформаторов следует производить в соответствии с [2-2 и 2-30]. На двухтраисформаторных ГПП и ПГВ при отсутствии резервирования по сетям вто¬ ричного напряжения мощность каждого трансформатора выбирается равной 0,65— 0,7 суммарной нагрузки подстанции на рас¬ четный уровень 5 лет, считая с года ввода первого трансформатора. Мощность трансформаторов, питаю¬ щих электроустановки с резкопеременной ударной нагрузкой (дуговые электропечи, прокатные станы и т. п.), в частности трансформаторов на ГПП и ПГВ, должна выбираться таким образом, чтобы отноше¬ ние действующего значения тока нагрузки к номинальному току трансформатора (кратность) не превышало значений, при¬ веденных в стандартах на силовые транс¬ форматоры, или систематические ударные нагрузки трансформатора током более но¬ минального были согласованы с заводом- изготовителем. Для питания электросварочных устано¬ вок специальные трансформаторы, имеющие пониженный Us, выбираются с коэффици¬ ентом их загрузки 0,7—0,8, а обычные трансформаторы с £7К = 5,5% выбираются с коэффициентом загрузки 0,25—О,‘5. Наи¬ больший коэффициенты загрузки принима¬ ются при установке в цехе только стыковых или шовных машин или же значительного (более 40—50) числа точечных машин кон¬ тактной сварки, а наименьшие — при не- сблокированных многоточечных машинах или при незначительном (до 10) числе ма¬ шин точечной сварки. Целесообразно увели¬ чение единичной мощности трансформато¬
ров, так как при большом числе подключен¬ ных к ним сварочных машин обеспечивает¬ ся лучшая загрузка. При значительных сварочных нагрузках целесообразно в от¬ дельных случаях применять параллельную работу питающих их трансформаторов с <7к = 5,5%. Окончательный выбор мощно¬ сти трансформаторов, питающих свароч¬ ную нагрузку, производится в соответствии с расчетными значениями пиковой макси¬ мальной мощности и максимальной потери напряжения. 2-14. ВЫБОР И РАЗМЕЩЕНИЕ ПОДСТАНЦИЙ а) ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ Трансформаторные подстанции макси¬ мально, насколько позволяют производст¬ венные условия, приближают к центрам нагрузок. Это позволяет построить эконо¬ мичную и надежную систему электроснаб¬ жения, так как сокращается протяженность сетей вторичного напряжения, умень¬ шаются потери энергии и отклонения на¬ пряжения; уменьшается зона аварий; об¬ легчается и удешевляется развитие элект¬ роснабжения, так как строят подстанции очередями по мере расширения производ¬ ства. Распределительные пункты и другие коммутационные узлы, на которых нет пре¬ образования энергии, выгоднее размещать не в . центре, а на границе питаемых ими участков сети таким образом, чтобы не было обратных потоков энергии. Размешение на территории предприятия подстанции районного значения, которая хотя и обслуживает в основном данное предприятие, но питает также и другие объекты и находится в ведении и эксплуа¬ тации энергосистемы, должно увязываться с генпланом предприятия и с размещением его основных нагрузок. Но при этом дол¬ жны также учитываться требования энер¬ госистемы в отношении подъездов и под¬ ходов питающих линий электропередачи. . Выбор числа, мощности, типа и места подстанций производится в такой последо¬ вательности: на схематический генплан предприятия наносится картограмма нагру¬ зок с подразделением их по напряжению, роду тока и очередности ввода в эксплуа¬ тацию, выявляются сосредоточенные на¬ грузки и определяются центры тяжести групп распределенных нагрузок. Нагрузки обозначаются в виде кругов, площадь ко¬ торых пропорциональна нагрузке. Предва¬ рительно намечаются места расположения подстанций и производится распределение нагрузок между ними с учетом тяготеющих к ним разбросанных нагрузок или же на¬ мечаются для последних отдельные подстан¬ ции, выбираются типы подстанций (отдель¬ но стоящая, пристроенная, встроенная, вну¬ тренняя), определяются их ориентировоч¬ ные размеры, согласовываются с технологами и строителями намеченные места подстанций. Рекомендации по преоб¬ разовательным подстанциям см. в § 2-71 и 2-72. б) ПОДСТАНЦИИ 35—220 кВ При напряжении ПО—220 кВ в услови¬ ях нормальной окружающей среды обычно применяют открытые подстанции. При на¬ пряжении 35 кВ применяются как откры¬ тые, так и закрытые подстанции. Последние целесообразны в сетях с небольшими тока¬ ми короткого замыкания и, следовательно, с менее громоздкой и дорогой аппаратурой (выключатели С-35, ВМП-35). Подстанции глубоких вводов (ПГВ) располагаются в непосредственной близо¬ сти от наиболее крупных энергоемких производств и корпусов с концентрирован¬ ной нагрузкой, например прокатных цехов, электролизных корпусов, плавильных це¬ хов (электропечные подстанции). При этом распределительные устройства вторичного напряжения целесообразно встраивать в производственные корпуса, питаемые от этих ПГВ. На карьерах ГПП сооружаются вне зоны взрывов, чтобы действие взрывной волны не отражалось на нормальной рабо¬ те электрооборудования. На ряде промышленных предприятий в атмосферу выделяются различные произ¬ водственные отходы, отрицательно действу¬ ющие на изоляцию и токоведущие части электроустановок. Для таких загрязненных зон установлены особые нормативы для выбора исполнения (класса) изоляции, ти¬ пов подстанций и линий электропередачи [2-31], в том числе минимальные защитные интервалы, в пределах которых регламенти¬ рованы типы подстанций. В первой поло¬ вине интервала, которая является наиболее загрязненной (зона III степени загрязне¬ ния), можно применять только закрытые распределительные устройства (ЗРУ). Во второй, менее загрязненной половине (зо¬ на II степени загрязнения) — открытые распределительные устройства (ОРУ), но с усиленной изоляцией электрооборудования. При отсутствии аппаратов с усиленной изо¬ ляцией в номенклатуре заводов допускает¬ ся применять аппараты на следующий класс напряжения или же установить их в ЗРУ. За пределами защитного интервала (зона I степени загрязнения) сооружаются ОРУ с нормальной изоляцией. Радикальным решением вопроса явля¬ ется: 1) проведение эффективных мероприя¬ тий по очистке газов и улавливанию вред¬ ных выделений и установка высоких дымо¬ вых труб для выброса вредностей; 2) применение простейших схем комму¬ тации ПГВ с минимальным числом аппара¬ тов. При этих условиях минимальные за¬ щитные интервалы можно не нормировать. Подстанции глубоких вводов располагают¬ ся возле обслуживаемых ими производст¬ венных объектов по возможности таким
образом, чтобы они не попадали в факел загрязнений или в полосу уносов. Питание особо важных объектов в за¬ грязненных зонах нужно предусматривать не менее чем от двух УРП (или других источников), расположенных с противопо¬ ложных сторон площадки таким образом, Рис. 2-17. Двухтрансформаторная подстан¬ ция с глухими кабельными вводами 110 кВ. 1 — трансформатор 110/10/10 кВ; 2 — ввод кабеля ПО кВ в трансформатор; 3 — шинопровод 10 кВ; 4 — шкафы КРУ 10 кВ; 5 — кабель 110 кВ. чтобы была исключена возможность одно¬ временного попадания их в факел загряз¬ нения. Лучшим и наиболее надежным конст¬ руктивным решением для ПГВ в загрязнен¬ ных зонах является показанная на рис. 2-17 двухтрансформаторная подстанция на напряжение 110/10 кВ с глухим присоеди¬ нением открыто установленных трансформа¬ торов с расщепленными обмотками 10 кВ и шинными вводами 10 кВ. Трансформато¬ ры питаются по кабельным радиальным ли¬ ниям ПО кВ от ГПП. Кабель 110 кВ заво¬ дится непосредственно в трансформатор без коммутационной аппаратуры. Распреде¬ лительное устройство 10 кВ закрытое, вы¬ полнено из комплектных шкафов КРУ. Соединение выводов 10 кВ трансформа¬ тора с КРУ 10 кВ выполнено комплектными шинопроводами заводского изготовления. При экономическом сравнении вариан¬ тов ОРУ и ЗРУ в загрязненных районах необходимо учитывать стоимость земельно¬ го участка, а также дополнительные экс¬ плуатационные расходы, возникающие при открытом варианте, необходимые для по¬ вышения надежности изоляции, затраты на ликвидацию последствий отключений и ава¬ рий по причине загрязнений изоляции и ущерб, наносимый производству вследствие аварии и отключений по указанным при¬ чинам. В районах Крайнего Севера и вечной мерзлоты к выполнению подстанций предъ¬ являются дополнительные специальные тре¬ бования, обусловленные низкой температу¬ рой, гололедами, большими снежными зано¬ сами, сильными ветрами и вечномерзлыми грунтами. Эти условия затрудняют быстрое восстановление повреждений на подстанци¬ ях и требуют несколько повышенного резер¬ вирования и высокого качества электрообо¬ рудования, которое выбирается холодоус¬ тойчивого исполнения с хорошими уплотне¬ ниями для работы при температуре до —60°С. Выбираются простейшие схемы коммутации вплоть до глухого присоедине¬ ния питающих линий НО—220 кВ к транс¬ форматорам. При более сложных схемах применяются баковые масляные выключа¬ тели, так как отделители и короткозамыка- тели в первоначальном их исполнении (не¬ модернизированные) вызывают много за¬ труднений в эксплуатации и требуют частой профилактики. Трансформаторы выби¬ раются таким образом, чтобы они несли по¬ стоянную нагрузку не менее 50% во избе¬ жание загустевания масла и нарушения его циркуляции при сильных холодах. Трансформаторы могут допускать длитель¬ ную перегрузку, особенно в зимний период. Подстанции устанавливаются в местах с наименьшими снежными заносами, с уче¬ том характера снеговых наносов и преоб¬ ладающего направления ветров; предусмат¬ ривается снегозащита. Компоновки подстан¬ ций выбираются простейшие. Открытые подстанции хотя и допускаются, но пред¬ почтительнее закрытые распредустройства с открытой установкой только трансформа¬ торов. Закрытые РУ выполняются отапли¬ ваемыми и с продуваемыми подвалами, в которых обычно располагаются кабели. При открытом варианте легкие аппараты — разъединители, разрядники, измерительные трансформаторы — располагаются на высо¬ те около 3—3,5 м и сооружаются площадки для их обслуживания (рис. 2-18, я). В стес¬ ненных условиях и прн особо сильных снежных заносах ОРУ 110 кВ сооружается на крыше здания (рис. 2-18,6), а трансфор¬ матор ставится рядом открыто. в) РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ПУНКТЫ (РП) И ТРАНСФОРМАТОРНЫЕ ПОДСТАНЦИИ ■ (ТП) 6—10 кВ Цеховые подстанции следует распола¬ гать внутри производственных корпусов или пристраивать к ним для приближения их к электроприемникам, если этому не пре¬ пятствуют производственные условия или требования архитектурно-строительного оформления зданий.
ŸBnOO a)
Для уменьшения занимаемой площади цеха рекомендуется применение малогаба¬ ритных контейнерных цеховых КТП с так называемым «объемным» (нелинейным) расположением электрооборудования, вы¬ полненным по упрощенным схемам, со ста¬ ционарными аппаратами для уменьшения занимаемой ими площади цеха. КТП и КРУ с более сложными схемами, с развитой ав¬ томатикой, с выкатными аппаратами следу¬ ет применять для ответственных объектов первой категории с надлежащим обоснова¬ нием. Здесь и ниже под термином КРУ следует понимать как выкатные, так и ста¬ ционарные (типа КСО) распределительные устройства. Отдельно стоящие цеховые подстанции применяют в редких случаях, когда невоз¬ можно или нецелесообразно размещать их в цехах, например при компрессорных и насосных с сжиженными'газами, в помеще¬ ниях с горючими газами с плотностью 0,8 по отношению к воздуху, при открыто уста¬ новленных вращающихся печах и др. Распределительные пункты рекоменду¬ ется встраивать в производственные здания и совмещать с ближайшими трансформатор¬ ными подстанциями по соображениям бло¬ кировки зданий и компактности генплана, если при этом обеспечиваются нормальные подходы электрических коммуникаций к РП. Внутрицеховые подстанции (с досту¬ пом к оборудованию непосредственно из цеха) применяются главным образом в многопролетных цехах с производствами категорий Г н Д согласно противопожар¬ ным нормам (при наличии маслонаполнен¬ ного оборудования, по согласованию с ор¬ ганами пожарного надзора, это допускает¬ ся также в цехах с производствами катего¬ рии В). Рекомендуется размещать их преимущественно у колонн или возле каких- либо постоянных внутрицеховых помещений с таким расчетом, чтобы не занимать под¬ крановых площадей. В цехах с производст¬ вами категорий выше Г и Д для размеще¬ ния подстанций выделяются специальные электротехнические помещения, отделенные от производственных помещений и имею¬ щих выход непосредственно наружу (встро¬ енные подстанции по классификации ПУЭ). В энергоемких корпусах предприятий, в которых сосредоточены нагрузки порядка 60—100 МВт на относительно небольших площадях, применяют специальные много¬ этажные электротехнические пролеты ши¬ риной 6—9 м с вертикальным расположени¬ ем электрооборудования (рис. 2-19). На верхнем (четвертом) этаже проложены два трехфазных многоамперных токопровода'1 10 кВ, на третьем этаже размещены КРУ и реакторы, на втором — КТП и щиты станций управления, на нижнем этаже — кабели. Такая компоновка позволяет при¬ близить к центру нагрузок и удобно раз¬ местить РУ, подстанции и другое электро¬ оборудование, а также улучшить условия эксплуатации. Расстояния в свету между масляными трансформаторами разных КТП должно быть не менее 10 м. Эти ограничения ' не распространяются на трансформаторы су¬ хие или заполненные негорючей жидкостью, а также на печные и преобразовательные подстанции, непосредственно связанные с технологическим процессом производств, для которых они предназначены. Во встроенных и пристроенных ТП предусматривается выкатка масляных трансформаторов непосредственно наружу, Галерея токопровоОоВ 1000.1000.1500 .1000 1000 + 18,00 Галерея реакторов и. КРУ ~1610\1610 I j у4-«,00| 2280 1070 600 3 1000 5500 Голерея КТП 1400 3100 КТП +6fl0 107D lù00 3 Рнс. 2-19. Размещение подстанций в специ¬ альных электротехнических пролетах. 1—монорельс: 2 —крюк для подъема реактора; 3 — железнодорожная колея по всей длине га¬ лереи.
Рис. 2-20. Размещение цеховых КТП 6—10 кВ в многопролетном цехе. 1 — внутрицеховая КТП; 2 — пристроенная КТП. поэтому к таким сооружениям никаких специальных противопожарных требований не предъявляется. В исключительных слу¬ чаях при размещении ТП и РП под поме¬ щениями с мокрым технологическим про¬ цессом, под душевыми и санузлами необ¬ ходимо предусматривать надежную гидро¬ изоляцию перекрытий подстанций. Пример размещения цеховых подстан¬ ций в корпусе крупного предприятия пока¬ зан на рис. 2-20. Внутрицеховые ТП лучше всего разме¬ щать в пределах мертвой зоны кранов, тельферов и других подъемно-транспортных механизмов, а также по возможности уда¬ лять их от путей внутрицехового транс¬ порта. Если это не удается, то предусмат¬ риваются мероприятия для нх защиты от случайных повреждений путем устройства отбойных тумб, световой сигнализации и т. п. При определении размеров проходов в помещениях КРУ и КТП должны соблю¬ даться требования удобства их обслужива¬ ния, перемещения, разворота, ревизии и ремонта. КРУ и КТП при установке в це¬ хах нужно ограждать лишь на тех участ¬ ках, где производится частое передвижение внутризаводского транспорта или площадь сильно насыщена оборудованием, материа¬ лами и готовыми изделиями. В других це¬ хах ограждения не обязательны, но требу¬ ются свободные проходы вокруг КТП для их обслуживания и транспортировки (см. § 2-60, 2-61). Наружная установка КТП и КРУ про¬ изводится на спланированной площадке на высоте от уровня планировки не менее 0,2 м. Под трансформаторами КТП долж¬ на быть' гравийная засыпка согласно ПУЭ. Предусматриваются необходимые пожар¬ ные проезды или подъезды, возможность удобной выкатки и транспортировки транс¬ форматоров, свободный приток и отвод воздуха для охлаждения электрооборудо¬ вания (см. § 2-58, 2-65). г) РАЗМЕЩЕНИЕ ТРАСФОРМАТОРНЫХ И ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ПОДСТАНЦИЙ И РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ ВО ВЗРЫВООПАСНЫХ И ПОЖАРООПАСНЫХ ЗОНАХ Размещение во взрывоопасных зонах 1. Распределительные устройства на¬ пряжением до 1000 В и выше, трансформа¬ торные и преобразовательные подстанции (ПП) с электрооборудованием общего на¬ значения запрещается размещать непосред¬ ственно внутри взрывоопасных зон всех классов. Они должны располагаться в от¬ дельных помещениях, которые могут быть встроенными илн пристроенными к помеще¬ нию с взрывоопасной зоной, или отдельно стоящими и располагаться снаружи, вне взрывоопасной зоны. РУ, ТП и ПП называются встроенны¬ ми в помещения с взрывоопасной зоной, если они имеют с этими помещениями две или три общие стены. РУ, ТП и ПП называются пристроен¬ ными к помещению с взрывоопасной зоной, если они имеют с этим помещением одну общую стену. 2. Встраивать РУ, ТП и ПП (в том чис¬ ле КТП и КПП) допускается в помещения с взрывоопасными зонами классов B-Іа и В-Іб с легкими горючими газами н ЛВЖ, а также в помещения с взрывоопасными зонами классов В-П и В-Па. Встраивать РУ, ТП и ПП в "Помещения с взрывоопасными зонами класса В-І и в помещения с взрывоопасными зонами всех классов с тяжелыми и сжиженными газа¬ ми запрещается. 3. Пристраивать РУ, ТП и ПП (в том числе КТП и КПП) допускается к помеще¬ ниям с взрывоопасными зонами классов В-І, B-Іа и В-Іб с легкими горючими газа¬ ми и ЛВЖ. а также к помещениям с взры¬ воопасными зонами классов В-П и В-Па. РУ, ТП и ПП, питающие электроуста¬ новки в помещениях с тяжелыми или ежи-
женными газами, как правило, должны со¬ оружаться отдельно стоящими, вне взрыво¬ опасных зон. Отдельно стоящие РУ, ТП и ПП в слу¬ чае технической невозможности или эконо¬ мической нецелесообразности сооружения разрешается пристраивать к помещениям с взрывоопасными зонами с тяжелыми или сжиженными газами. При этом в РУ, ТП и ПП уровень пола, а также дно кабель¬ ных каналов и приямков должны быть вы¬ ше уровня пола смежного помещения с взрывоопасными зонами и поверхности ок¬ ружающей земли не менее чем на 0,15 м. Это требование не распространяется на маслосборные ямы под трансформаторами. 4. Встраиваемые и пристраиваемые РУ, ТП и ПП должны иметь: а) стены, отделяющие РУ, ТП и ПП от помещений с взрывоопасными зонами, не¬ сгораемые, с пределом огнестойкости не менее 0,75 ч, без окон, дверей и других проемов; б) собственную, независимую от поме¬ щений с взрывоопасными зонами приточ¬ но-вытяжную вентиляционную систему, вы¬ полненную так, чтобы через вентиляцион¬ ные отверстия в РУ, ТП и ПП не попадали взрывоопасные смеси из соседних взрыво¬ опасных зон (например, через заборные от¬ верстия на кровле от расположенных ря¬ дом отверстий для выброса отработавшего воздуха из взрывоопасных зон); в) приточную вентиляцию с механиче¬ ским побуждением (в РУ, ТП и ПП, при¬ мыкающих к помещениям с взрывоопасны¬ ми зонами класса В-І, а также к помеще¬ ниям с взрывоопасными зонами всех классов с тяжелыми и сжиженными горючими газа¬ ми). Вентиляция должна обеспечивать пя¬ тикратный обмен воздуха в час и неболь¬ шое избыточное давление, исключающее доступ в РУ, ТП и ПП взрывоопасных сме¬ сей из смежных помещений. Приемные уст¬ ройства для забора наружного воздуха должны располагаться в местах, где исклю¬ чено образование взрывоопасных концент¬ раций паров ЛВЖ, горючих газов, пыли и волокон. 5. В стенах, отделяющих встроенные и пристроенные РУ, ТП н ПП от помеще¬ ний с взрывопасными зонами классов B-Іа и В-Іб с легкими горючими газами и ЛВЖ, а также классов В-П и B-Па, до¬ пускается делать отверстия для ввода ка¬ белей и труб электропроводки в РУ, ТП и ПП. Вводные отверстия должны быть плот¬ но заделаны негорючими материалами, а трубы электропроводки в местах перехода через стену должны иметь разделительные уплотнения. Ввод кабелей и труб электропроводки в РУ, ТП и ПП из помещений с взрыво¬ опасными зонами класса В-І и из помеще¬ ний с взрывоопасными зонами всех клас¬ сов с тяжелыми и сжиженными горючими газами должен выполняться через наруж¬ ные стены. 6. Во встроенных РУ, ТП и ПП, распо¬ ложенных в первом этаже и имеющих один выход, этот выход должен быть устроен наружу (на территорию предприятия) не¬ посредственно или через коридор или дру¬ гое помещение, не имеющее взрывоопасных зон. В РУ, ТП и ПП, расположенных во втором этаже и выше, допускается устраи¬ вать выход в лестничную клетку, коридор или другое помещение, не имеющее взрыво¬ опасных зон. В РУ, ТП и ПП с двумя выходами один должен быть устроен в первом этаже, как указано выше (на территорию пред¬ приятия) ; во втором этаже и выше — на балкон с пожарной лестницей, в коридор или другое помещение, не имеющее взры¬ воопасных зон. Второй выход допускается устраивать на лестничную клетку, коридор или другое помещение, не имеющее взры¬ воопасных зон. 7. Расстояние по горизонтали и верти¬ кали от наружных дверей и окон встроен¬ ных и пристроенных РУ, ТП и ПП до на¬ ружных дверей и окон помещений с взры¬ воопасными зонами классов В-І, B-Іа и В-П должно быть не менее 4 м до неоткрываю¬ щихся окон и не менее 6 м до дверей и от¬ крывающихся окон. Расстояние до окон и дверей помещений с взрывоопасными зона¬ ми классов В-Іб и B-Па, а также до окон, заполненных стеклоблоками толщиной до 10 см, не нормируется. 8. Во встроенных и пристроенных к по¬ мещениям. с взрывоопасными зонами ТП и ПП, как правило, следует применять транс¬ форматоры с заполнением негорючей изо¬ ляционной жидкостью. Силовые трансфор¬ маторы с масляным заполнением должны размещаться в отдельных камерах, двери у которых делают противопожарными, с пределом огнестойкости не менее 6 ч. Две¬ ри камер, имеющих вентиляцию с механи¬ ческим побуждением, должны быть уплот¬ нены. Герметизированные трансформаторы с усиленным баком, без расширителя, с за¬ крытыми вводными и выводными устрой¬ ствами (например, трансформаторы КТП и КПП) с охлаждением как негорючей жид¬ костью, так и маслом, допускается разме¬ щать не в отдельных камерах, а в общем помещении с РУ напряжением до 1000 В и выше, не отделяя трансформаторы от РУ перегородками. Выкатка трансформаторов из встроен¬ ных и пристроенных ТП, ПП, КТП и КПП должна быть наружу. 9. Отдельно стоящие открытые и за¬ крытые РУ, ТП и ПП должны сооружать¬ ся вне взрывоопасных зон. Наименьшие допустимые расстояния от них до помеще¬ ний с взрывоопасными зонами классов В-І, B-Іа и В-П, а также до наружных устано¬ вок и сооружений с взрывоопасными зона¬ ми класса В-Іг принимаются по табл. 2-38. Расстояния до помещений с взрывоопасны¬ ми зонами классов В-Іб и В-ІІа не норми¬ руются, но должны быть не менее, чем это
Таблица 2-38 Наименьшие допустимые расстояния от помещений с взрывоопасными зонами и от наружных установок с взрывоопасными зонами до отдельно стоящих РУ, ТП и ПП Помещения и наружные установки Расстояние до РУ, -ТП и ПП, м закры¬ тых открытых 1. С тяжелыми или сжиженными горючими газами Помещения с выходящей в сторону РУ, ТП и ПП противопожарной 10 15 стеной без оконных и дверных проемов и без устройств для выброса вытяжной вентиляцией отработавшего воздуха с горючими газами Помещения с выходящей в сторону РУ, ТП и ПП стеной с оконны- 40 60 ми и дверными проемами Наружные технологические установки; установки, расположенные 60 80 у стен здания (в том числе емкости); открытые установки компрессор¬ ных и насосных станций Резервуары (газгольдеры) и резервуарные парки; прочие емкостные 80 100 сооружения 2. С ЛВЖ, легкими горючими газами и взрывоопасными пылью и волокнами Помещения с выходящей в сторону РУ, ТП и ПП противопожарной 0,8 для стеной без оконных и дверных проемов и без устройств для выброса вытяжной вентиляцией отработавшего воздуха с парами ЛВЖ, горю¬ чими газами и взрывоопасными пылью и волокнами Помещения с выходящей в сторону РУ, ТП и ПП стеной с оконны- 6 открыто установ¬ ленных транс¬ формато¬ ров 15 ми и дверными проемами Наружные технологические установки; установки, расположенные 12 25 у.стен зданий (в том числе емкости); открытые установки компрессор¬ ных и насосных станций Сливно-наливные эстакады с открытым сливом или наливом ЛВЖ 30 60 То же с закрытым сливом или наливом ЛВЖ 15 25 Резервуары и резервуарные парки; прочие емкостные сооружения 30 60 с ЛВЖ Газгольдеры с горючими газами ' 40 60 Примечание. Расстояния, указанные в таблице, считаются от стен помещения с взрыво¬ опасными зонами или от наиболее выступающих частей взрывоопасных наружных установок до стен закрытых и до ограждения открытых РУ, ТП и ПП. установлено СНиП по проектированию ге¬ неральных планов предприятий для данной отрасли промышленности. 10. В отдельно стоящих РУ, ТП и ПП, питающих электроустановки в помещениях с наличием тяжелых или сжиженных горю¬ чих газов, расположенных за пределами расстояний, указанных в табл. 2-38, не тре¬ буется выполнять подъема полов и преду¬ сматривать приточную вентиляцию с меха¬ ническим побуждением,- если это не требу¬ ется по каким-либо другим соображениям. Если в отдельных стоящих РУ, ТП и ПП уровень полов выполнен на 0,15 м вы¬ ше поверхности окружающей земли и если в них предусмотрена приточная вентиля¬ ция с механическим побуждением, то такие РУ, ТП и ПП могут быть расположены на любом расстоянии от любых помещений и наружных установок с взрывоопасными зо¬ нами всех классов, в том числе с зонами класса В-І, а также помещений и наружных установок с тяжелыми и сжиженными га¬ зами. Эти расстояния не должны быть меньше установленных СНиП по проекти¬ рованию генеральных планов соответствую¬ щих промышленных предприятий. Расстояния от наружных окон и две¬ рей таких РУ, ТП и ПП до наружных окон и дверей помещений с взрывоопасными зо¬ нами должно быть не менее 4 м до неот- крываемых окон и не менее 6 м до дверей и открываемых окон. 11. К помещениям щитов и пультов уп¬ равления КИПиА, встраиваемых и прист¬ раиваемых к помещениям с взрывоопасны¬ ми зонами или отдельностоящим, предъяв¬ ляются те же требования, что и к помеще¬ ниям РУ, ' аналогично размещаемым.
Размещение в пожароопасных зонах 1- Размещение распределительных уст¬ ройств напряжением до 1000 В и выше в пожароопасных зонах всех классов не ре¬ комендуется. В случаях технически и экономически обоснованных размещение распределитель¬ ных устройств в пожароопасных зонах до¬ пускается при условии, что устанавливае¬ мые элементы распределительного устройст¬ ва (аппараты,. приборы, шкафы, ящики) в зонах всех классов будут в оболочке со степенью защиты ІР44. Аппараты и при¬ боры, искрящие по условиям работы, в зонах класса П-П должны быть в оболочке со степенью защиты ІР54. Допускается принимать эти аппараты и приборы с мень¬ шей степенью защиты (до ІР00), но при этом они должны устанавливаться в шка¬ фах со степенью защиты ІР54. До освоения промышленностью таких шкафов разреша¬ ется для этой цели использовать шкафы в оболочке со степенью защиты ІР44; 2. В пожароопасных зонах всех клас¬ сов, за исключением пожароопасных зон в складских помещениях, а также зданий и помещений музеев, картинных галерей, ар¬ хивов и библиотек, допускается на участ¬ ках, огражденных сетками, открытая уста¬ новка комплектных трансформаторных и преобразовательных подстанций (КТП и КПП) с трансформаторами сухими или с негорючим заполнением, а также комплект¬ ных конденсаторных установок (ККУ) с негорючим заполнением конденсаторов на участках, огражденных сетками. При этом степень защиты оболочки шка¬ фов КТП, КПП, ККУ должна быть не ме¬ нее ІР41. Расстояния от КТП, КПП или ККУ до ограждения должны приниматься согласно ПУЭ-76, ІѴ-2. В пожароопасных зонах, за исключени¬ ем пожароопасных зон в складских поме¬ щениях, а также помещений музеев, • кар¬ тинных галерей, архивов и библиотек, раз¬ решается размещать встроенные и пристро¬ енные КТП и КПП с маслонаполненными трансформаторами и трансформаторные подстанции с маслонаполненными трансфор¬ маторами в закрытых камерах. 3. Трансформаторные и преобразова¬ тельные подстанции разрешается пристраи¬ вать к зданиям и встраивать в здания с пожароопасными зонами всех классов при выполнении следующих условий: а) двери и вентиляционные отверстия камер трансформаторов и батареи конден¬ саторов с масляным заполнением не долж¬ ны выходить в пожароопасные зоны; б) отверстия в стенах и полу для про¬ хода кабелей и труб электропроводки дол¬ жны быть плотно заделаны несгораемыми материалами; в) выход из подстанции в пожароопас¬ ную зону может быть только из помещения распределительного устройства напряжени¬ ем до 1000 В (исключая КТП и КПП), при этом дверь должна быть самозакрывающей¬ ся и противопожарной, с пределом огне¬ стойкости не менее 0,6 ч. 4. У глухих противопожарных стен зда¬ ний, имеющих пожароопасные зоны, разре¬ шается открытая установка трансформато¬ ров, батарей конденсаторов, РУ и другого электрооборудования с масляным заполне¬ нием. Электрооборудование должно быть расположено от наружной стены здания- с пожароопасными зонами на расстоянии не менее 0,8 м; расстояние по горизонтали до окон, дверей и других открытых проемов в стене здания должно быть не менее 4 м от наиболее выступающей части установ¬ ленного электрооборудования. Б. ТОКИ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 2-15. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Ниже приведены рекомендации по вы¬ полнению расчетов токов короткого замы¬ кания (к. з.) в электрических сетях промыш¬ ленных предприятий напряжением до 1000 В.и выше. В основном в разделе излагается ана¬ литический метод расчета токов к. з., од¬ нако ряд сведений могут быть использованы при автоматизированных расчетах с по¬ мощью ЭВМ, все шире применяемых в на¬ стоящее время в проектной практике. Ал¬ горитмы расчетов, исходные данные и про¬ граммы работ на ЭВМ различных типов из- за значительных объемов материалов в дан¬ ном разделе не приводятся. УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН 1. Напряжения.: ■ V, UK — действующее и амплитудное значения междуфазного .(линейного) напря¬ жения; UH — номинальное междуфазное напря¬ жение; ин,ф — номинальное фазное напряже¬ ние; U6 — базисное междуфазное напряже¬ ние; «к°/о, — напряжение короткого за¬ мыкания, %, отн. ед.; UCj> — среднее номинальное напряжение ступени, к которой производится пересчет. 2. Электродвижущая сила (э. д. с.): Е"— сверхпереходная э. д. с.; Е*о — сверхпереходная э. д. с., отн. ед. 3. Токи нормального режима: L, /м, і—действующее, амплитудное и мгновенное значения тока; Ік ■— номинальный ток; іа — базисный ток; Л пуск —кратность пускового тока /пуск//н при пуске электродвигателя от пол¬ ного ■ надряжения.
4. Токи короткого замыкания: in — мгновенное значение периодической составляющей тока к. з.; /п ■— действующее значение периодичес¬ кой составляющей тока к. з.; • /и,о — начальное действующее значение периодической составляющей тока к. з. или Г'— действующее значение периодической составляющей тока к. з. в начальный пери¬ од (начальный сверхпереходнын ток к. з.); іа — мгновенное значение апериодичес¬ кой составляющей тока к. з.; /а — действующее значение апериоди¬ ческой составляющей тока к. в.; ls,,t ■— действующее 'значение периоди¬ ческой составляющей тока к. з. для момен¬ та времени і; іу— ударный ток к. з. (мгновенное ам¬ плитудное значение); /у — наибольшее действующее значение полного тока к. з.; /к — действующее значение тока в месте короткого замыкания. 5. Мощности: S — полная мощность; S„ — номинальная (полная) мощность; 5и,т — номинальная мощность транс¬ форматора; Sg — базисная (полная) мощность; SK — мощность короткого замыкания; 6. Сопротивления: а) общие обозначения: X — индуктивное (реактивное) сопро¬ тивление, Ом; х* — индуктивное (реактивное) сопро¬ тивление, отн. ед.; х% — индуктивное (реактивное) сопро¬ тивление, %; х*н, яя, % — индуктивное сопротивле¬ ние, отн. ед., % при номинальных парамет¬ рах (напряжении, токе, мощности); х»б, хе, % — то же, приведенное к ба¬ зисным условиям; ^*расч —расчетное индуктивное со¬ противление, отн. ед.; х*рез— то же суммарное, Ом, ре¬ зультирующее сопротивление, отн. ед., отно¬ сительно точки к. з.; x6S, —суммарное, Ом, и относи¬ тельное, отн. ед., индуктивные сопротивле¬ ния, приведенные к Sei Xj—индуктивное сопротивление прямой последовательности; хг — индуктивное сопротивление обрат¬ ной последовательности; х«— индуктивное сопротивление нуле¬ вой последовательности; г — активное сопротивление, Ом; г* — активное сопротивление, отн. ед.; г %—активное сопротивление, %; гн %— активное сопротивление, отн. ед., %— при номинальных параметрах (напряжении, токе, мощности); т»е, п %—то же, приведенные к базис¬ ным условиям; rs, —то же суммарное, Ом, и ре¬ зультирующее, отн. ед., относительно точки к. з.: х,№ г-;.ви — соответственно индуктив¬ ная и активная составляющие внешнего со¬ противления. б) для генераторов и синхронных элек¬ тродвигателей, отн. ед.: Xs.ii — сверхпереходное индуктивное со¬ противление по продольной оси; х^ — сверхпереходное индуктивное со¬ противление по поперечной оси; х^ — переходное индуктивное сопротив¬ ление по продольной оси; Xd — синхронное индуктивное сопротив¬ ление по продольной оси; Хг (xs)— индуктивное сопротивление рас¬ сеяния обмотки статора; Xa.d — индуктивное сопротивление реак¬ ции якоря (статора) по продольной оси; Xf — индуктивное сопротивление рассе¬ яния обмотки возбуждения; хм — индуктивное сопротивление рассе¬ яния демпферной обмотки по продольной оси. 2-16. ПЕРЕСЧЕТ СОПРОТИВЛЕНИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН, ТРАНСФОРМАТОРОВ, РЕАКТОРОВ, ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ И ПРИВЕДЕНИЕ ИХ К БАЗИСНЫМ УСЛОВИЯМ В формулах: 17н — кВ; Ug — кВ; І7ср — кВ; SH —MB-А; Se —MB-A; S(K3)— МВ'А; /н —кА; Ze —кА; /£3)- кА; х.и— отн. ед.; х»е— отн. ед.; х — Ом. 1. Синхронные генераторы U2 х = х*п-^-. (2-151) С>и Обычно заводы-изготовители х*н=хед и тогда .. Ѵн х^хы-—- ■Jh задают (2-152) Если сопротивление генератора задано в относительных единицах х»я при <7Н и SH и генератор включен а) на ступень напряжения п с базис¬ ным напряжением Ug-n—UB или і/6,,г = = £/с1і, то " So = (2-153) б) на ступень напряжения п с =£U\,, то _ " ( Uh \2 х^~х^ sH ( / • 2. Синхронные и асинхронные электро¬ двигатели X -— х*н Uj *$Н (2-154) (2-155)
Заводы-изготовители задают: а) для синхронных электродвигателей или кратность пускового тока при пуске от полного напряжения , _ пуск ' *нуск — г » при которой . 1 \d~-f— ’ 1*пуск тогда x = \d=~’ <2-156) б) для асинхронных электродвигателей при пуске от полного напряжения, при котором 1 Х*Н X — * '«пуск Тогда (У2 х = /^-. (2-157) *SH Если сопротивление электродвигателя задано в относительных единицах хІП при Un и SH и электродвигатель включен, тогда: а) на ступени напряжения п с базисным напряжением Ue.n—Un или £7б,п —Пср S6 х*б = Хан ~ ; (2-158) ‘-'Н б) на ступень напряжения п с £Д,-п=#= Sr { U„ \? х*б = х*н — 77 • (2-159) С>Н \ ^б.и / 3. Трансформаторы: 1) Трансформатор трехфазный двух¬ обмоточный. При Г«0 И Хн %««к % _ ик % Х*н “ 100 ‘ Если сопротивление трансформатора за¬ дано в относительных единицах при £7Н и SH и трансформатор включен: а) на ступень напряжения п с базис¬ ным напряжением U5,n = Uv или £7б,п==£7ср, то иК % $б х*6~ 100 Sh,t (2-161) б) на ступень напряжения п с Us.n^ ^=ѴЯ, то Ur % х*б= 100 SHiT Uh У U6,J ’ (2-162) 2) Трансформатор трехфазный трехоб- моточный (рис. 2-21). Для трехобмоточных трансформаторов значения ия % в каталогах задаются для каждой пары обмоток: и.л вс %, ик Вн %, «к сн %> отнесенными к. SH,i, за которую принимают наибольшую номинальную мощ¬ ность первичной обмотки. •fy/r Рис. 2-21. Расчетная схема и схема замеще¬ ния трехобмоточного трехфазного транс¬ форматора. Индуктивные сопротивления, отн. ед.: между обмотками трехобмоточного трансформатора Х*ВН = Х»В “I- Х*Н’ х*сн = х*с Н- х*н> х*вс = х*в 4" х*с >■ отдельных обмоток, приведенные к ба¬ зисной мощности 0.5 х*б,в — 100 (ык,вс % + «б 4“ ик,вн % ик,сн%) о ! (2-163) ÔH,T 0,5 х*б,с — {55 («к,вс % + s6 + ик.сн % ~ Кк,вн %) о ! (2-164) °н,т 0,5 х*б,Н — 100 (Кк,вн % + + «к,сн%-«в,вс%)-?-. (2-165) °н,т где ик вс °/о и т. д. принимаются по ката¬ ложным данным; Sh,t — наибольшая номи¬ нальная мощность обмотки трансформатора независимо от соотношения между номи¬ нальными мощностями его отдельных об¬ моток. 3) Трансформатор трехфазный двухоб¬ моточный с расщепленной обмоткой низшего напряжения 6—10 кВ (рис. 2-22) на две ветви. Для указанных трансформаторов в ка¬ талогах задаются напряжения к. з. (нк %): ХВ—(Н1ЦН2) %=г;кВ—(Н1ЦН2) % при па¬ раллельном соединении ветвей расщеплен¬ ной обмотки Н1—Н2, отнесенные к полной 5н,Д ХВН1 %==ХВН2%=ИК,ВН1%=ЫК,ВН2%.
при закороченной расщепленной обмотке Н1 или Н2, отнесены к номинальной мощ¬ ности одной ветви, равной 0,5 SH,T; ХН1Н2 %=ик,нШ2 % между обмотками Н1 и Н2, отнесенное к номинальной мощности одной ветви расщепленной обмотки 0,5 SH,T. При параллельной работе обмоток НІ и Н2 трансформатор характеризуется сквоз- 4 х*Н1,б — х*Н2,б — Х^- 2 *^н,т<ч S6 ^н,т Цк,В—(Н1ЦН2) % 100 «б (2-170) (2-171) Рис. 2-22. Расчетная схема и схема заме¬ щения двухобмоточного трехфазного транс¬ форматора с расщепленной обмоткой низ¬ шего напряжения 6—10 кВ. а — расчетная схема; схема замещения; б — при параллельной работе НІ и Н2; в — при раздель¬ ной работе НІ и Н2. выраженные в омах: _ цк,В—(Н1ЦН2) % *В “ 100 ■^н.т х(і-^-' мк.В—(Н1ЦН2) % ХН1 — ХН2 — (2-172) 100 Кр 2 (2-173) ным индуктивным сопротивлением хСКв %, равным хвн % = хв_(ні у н2) %= “ик,в—(Hi II Н2) %> т- е- индуктивным сопро¬ тивлением двухобмоточного трансформато¬ ра без расщепления обмоток (рис. 2-22). При раздельной работе обмоток НІ и Н2: xB = x^-(Hi||H2)-ÎETa; (2-166) ХН1 — ХН2: Ярасщ 2 (2-167) Заводы-изготовители для таких транс¬ форматоров задают коэффициент расщепле¬ ния ^расщ^расщ Р «СКВ ХВ- (Н1ЦН2) тогда Храсч=/^р Хсвв= ХВ-(Н1 H Н2). Исходя из приведенного выше, при раз¬ дельной работе обмоток НІ и Н2, учитывая коэффициент расщепления Кр и принятые значения напряжений к. з., получим: _ »к.В-(Н1|!Н2)°/о / _Кр \ ф *в~ 100 V 4 )’ (2"І68) Ик,В—(Н1ЦН2) % Кр Х*Н1-Х*Н2 - 100 2 . (2-169) а приведенные к Sg: цк,В—(Н1ЦН2) % х*в,б — 100 4) Активные сопротивления трансфор¬ матора НО—220/6—-10 кВ с расщепленной обмоткой низшего напряжения. Схему замещения для активных сопро¬ тивлений обмоток трансформатора с рас¬ щепленной обмоткой можно представить в виде трехлучевой звезды аналогично схеме замещения для полных сопротивлений. При этом, если пренебречь непосредственной магнитной связью частей трансформатора, получатся следующие данные для полных сопротивлений: г1 = 0: Z2 = Z3 = 2ZKl-(2+3). где гк1_(2+3) = гСкЕ»/0 = = мк,ВН—(НН1+НН2) %• Для активных сопротивлений к. з. схе¬ мы замещения более точных данных нет, т. е. гі ~ 0; г2 = rs — 2rKj —(2+3) = 2гекв % = =2ик,а,ВН—(НН14-НН2)% • По номинальной мощности SB,T и поте¬ ре мощности Рк трансформатора определя¬ ется сквозное активное сопротивление Рк Гскв% = “ 100. ■-’н.т Пример. Для трансформатора 63 МВ-А, 110/10,5—10,5 кВ, Рк=260 кВт: Рк 260 /■скв % = ЮО = ——- 100 = 0,411%; r2=r3 = 2rCKB % =2-0,411 = 0,822%; »1 = 0,
а приведенные к Se= 100 МВ-А _ _ Гг % г*20 ~ Г*36 “ 100 SHiT “ 4. Реакторы 1) Реактор одинарный. Если сопротивления реактора хв.р и гВ1Р заданы в омах при Un и 7В.Р и реактор включен на ступени напряжения п с ба¬ зисным напряжением U,j,n—Uc-p, тогда х*б,р ~ хн,р ÿ j (2-174) ^ср г*б,р == rn,p • (2-175) {г I ^ср 2) Реактор сдвоенный. Если сопротивление реактора хн,р за¬ дано в омах при UR и 7н,р и реактор вклю¬ чен на ступень напряжения п с базисным напряжением U6,n=UCp, тогда индуктив¬ ные сопротивления: первой ветви схемы замещения (рис. 2-23) х*б,рі= К св хн,р ~ > (2-176) и- ■ ср второй и третьей ветвей схемы заме¬ щения х*б,р2 — х*б,рз — S6 =(1 + Крв) Лн,р Ô • (2-177) U ср Активное сопротивление второй или третьей ветвей схемы замещения S6 г*б,р = Лн,р 2 • (2-178) і/2 ср 5. Линии электропередачи воздушные и кабельные Sr. 8л х*б,л = хй1 —— = X —— ; (2-179) ^с₽ ^ср Рис. 2-23. Расчетная схема и схема заме¬ щения сдвоенного реактора. X (или х0 5) — индуктивное сопротивление рас¬ сеяния ветви реактора, выраженное в омах или относительных единицах при номинальном токе ветви; КСБ ~ коэффициент связи. /■*6,л = ~ , (2- 1В0) С ^ср где Хо, гв ■— соответственно , удельные ин¬ дуктивное и активное сопротивления на 1 км длины линии, Ом/км. Значения га находят по справочным дан¬ ным, а при отсутствии их определяют по 1000 формуле го±= , где у — удельная про- ys водимость проводов, м/(Ом-мм2); s — сече¬ ние провода одной фазы, мм2. 1) Средние значения индуктивных соп¬ ротивлений на фазу воздушных и кабель¬ ных линий [2-34, 2-5]: Для одноцепных воздушных линий 6—220 кВ .... Для одноцепной воздушной линии 220—500 кВ при рас¬ щеплении на два провода в фазе: индуктивное сопротивле¬ ние емкостная проводимость Для одноцепиой воздушной линии 220—500 кВ при рас¬ щеплении на три провода в фазе: индуктивное сопротивле¬ ние емкостная проводимость Для трехжильного кабеля 6—10 кВ Для трехжильиого кабеля 35 кВ Для одножильного маслона¬ полненного кабеля 110 кВ: индуктивное сопротивле¬ ние емкостная проводимость х~ 0,4 Ом/км х == 0,32 Ом/км 6 = 4-10—6 См/км X == 0,28 Ом/км 6=3,5-10—6 См/км х == 0,08 Ом/км х — 0,12 Ом/км X == 0,18 Ом/км 6=0,78-10—6 См/км 6. Система c'en ср . , S6 х*б.с- s(3)„ • (2-161) (2-182) 2-17. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ В СЕТЯХ И УСТАНОВКАХ НАПРЯЖЕНИЕМ ВЫШЕ 1000 В 1. ПРИНИМАЕМЫЕ ДОПУЩЕНИЯ При выборе или проверке аппаратов и проводников по условиям короткого за¬ мыкания можно производить расчет упро¬ щенно: 1) не учитывать влияния активных соп¬ ротивлений элементов расчетной схемы на периодическую составляющую тока к. з., если суммарное активное сопротивление схе¬ мы до точки к. з. не превышает 30—35% суммарного индуктивного сопротивления; 2) не учитывать емкостных проводи¬ мостей на землю воздушных линий электро¬ передачи напряжением до 220 кВ. Для ка~
бельных линий ПО кВ и выше необходимо учитывать емкостную проводимость этих линий; 3) пренебрегать насыщением магнитных систем генераторов, трансформаторов и электродвигателей ; 4) не учитывать сдвига по фазе э. д. с. различных источников питания; 5) приближенно учитывать затухание апериодической составляющей тока к. з. в схемах, содержащих несколько независимых контуров; 6) пренебрегать различием значений сверхпереходных индуктивных сопротивле¬ ний по продольной и поперечной осям син¬ хронных машин. 2. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ 1) Для выбора электрооборудования и проводников по условиям короткого замы¬ кания должны быть определены наиболь¬ шие возможные значения токов к. з. в дан¬ ной установке с учетом § 1-4-4 — 1-4-7 ПУЭ. 2) При вычислении токов к. з. услов¬ но считают, что все синхронные машины до короткого замыкания работали с номиналь¬ ной нагрузкой при Is, Us и cos <рн. Прини¬ мают также, что все синхронные машины снабжены АРВ или другими устройствами, увеличивающими их возбуждение при сни¬ жении напряжения вследствие к. з. (форси¬ ровка возбуждения, компаундирование). 2-18. СОСТАВЛЕНИЕ РАСЧЕТНОЙ СХЕМЫ И СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ РАСЧЕТНАЯ СХЕМА Для расчета токов к. з. с целью выбо¬ ра или проверки аппаратов и - проводников по условиям к. з. необходимо предваритель¬ но выбрать расчетные условия (см. ПУЭ § 1-4-4 — 1-4-7) и составить расчетную схе¬ му. В расчетную схему должны быть введе¬ ны сверхпереходными сопротивлениями все генераторы, синхронные компенсаторы, круп¬ ные синхронные и асинхронные двигатели мощностью каждого примерно 1000 кВ-А и более или суммарной мощностью 1000 кВ-А и более, имеющие небольшую электрическую удаленность от точки к. з., а также трансформаторы (автотрансформа¬ торы), реакторы, воздушные и кабельные линии, которые связывают источники пита¬ ния с местом к. з. При расчете токов к. з. в начальный момент процесса короткого замыкания в расчетную схему следует вводить обобщен¬ ные нагрузки. Целесообразно также рас¬ смотреть конденсаторные батареи, вклю¬ ченные через индуктивные сопротивления, как источники питания короткого замы¬ кания. Расчетную схему необходимо состав¬ лять с учетом предполагаемого на ближай- Ой шие 5 лет развития как данной установки, так и той энергосистемы, в которой она работает. СХЕМА ЗАМЕЩЕНИЯ. ПРИВЕДЕНИЕ СХЕМЫ К ПРОСТЕЙШЕМУ ВИДУ В схеме замещения все трансформатор¬ ные связи между отдельными частями рас¬ четной схемы заменяются электрическими связями. При выражении элементов схемы в от¬ носительных единицах следует задаться ба¬ зисной мощностью Se и для одной из сту¬ пеней трансформации исходной схемы, при¬ нимаемой за основную ступень, выбрать ба¬ зисное напряжение и определить базисный ток. В практических расчетах за базисное напряжение для каждой ступени напряже¬ ния п обычно принимается среднее номи¬ нальное напряжение Цб,п=Цер. Базисный ток и базисное сопротивление при этом определяются из выражений 7 _ _ ^ср „ ^СР ‘6 — > Хб . — Ç >' ИзцСр Из/б где Ucp, 7с принимаются-на той ступени, на которой находится данный элемент. При выражении элементов схемы в име¬ нованных единицах сопротивления элемен¬ тов выражаются в омах и должны быть приведены к той ступени напряжения, где расположена точка к. з. При отсутствии данных о действитель¬ ных коэффициентах трансформации транс¬ форматоров (автотрансформаторов) возмож- но приведение сопротивлений по средним коэффициентам трансформации, рав¬ ным отношению средних номинальных на¬ пряжений 17Ср соответствующих ступеней. При составлении схемы замещения при расчете токов к. з. для выбора аппаратов и проводников по условиям к. з. для каждой ступени трансформации принимают средние междуфазные напряжения Ucft и коэффи¬ циент трансформации каждого трансформа¬ тора равен отношению средних напряже¬ нии Ucp. Схема замещения путем соответствую¬ щих преобразований приводится к простей¬ шему виду для определения результирую¬ щего сопротивления относительно точки к. з. Основные формулы приведения схем и на¬ хождения токораспределения приведены в табл. 2-39. СРЕДНИЕ НОМИНАЛЬНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ В целях упрощения расчетов вместо действительных напряжений следует при¬ нимать средние номинальные (наиболее рас¬ пространенные) напряжения различных сту¬ пеней трансформации по шкале lfcp; кВ: 230; 154; 115; 37; 15,75; 13,8; 10,5; 6,3; 3,15; 0,69; 0,4; 0,23; 0,127.
Таблица 2-39 Основные формулы преобразования схем и токораспределения в элементах схем Соединение» преобразование Схемы Условное обозначение преобразова¬ ния Сопротивление элементов преобразованной схемы Распределение токов в исход¬ ной схеме до ее преобразования исходная до преобразо¬ вания после преобразования Формулы Формулы Последователь¬ ное соединение а?» Æg 1 Т* 1 I а?з , 1 Т" + ХЬ = Хі + х2 + ... + хп Л — ^2 — — 1 *3 = — Ьэ где Ьэ = b, + b.2 +... + Ьп; Параллельное соединение æ7 —» Х2 I??, сгь- -Д. 1 1 feï = —- ; б2 = Х1 ■Ь, х2 1 - —/ 'П — 1 хп хп I 1 При двух ветвях Xj х2 хэ = г;
Преобразование треугольника в эквивалентную звезду A/Y Хр —■ XFG XHF lFG — G XF G XG XFG + XGH + XHF XFG XFG XGH Gh G XG G XH XG ~ XFG + XGH + XHF XGH Xrr XGH XHF 1H XH G XF ЛН XFG + XGH “b XHF 'hf — XHF Преобразование звезды в эквива¬ лентный треуголь¬ ник Y/A XF XG XFG — H- XG + „ ХН , , хв ХН XGH — XG + ХН + г X рг хрр XF XHF = ХН + XF “I T. XG G — Gg ~ G F G ~ Gh Gg — 1 HF ~ Gh Преобразование многолучевой звезды в полный многоугольник с диагоналями XFG — XF XG XGH = XG где S b = 6j + 62 + 63 + XH XJ аналогично при большем числе ветвей G ~~ Gg + Gh — G F G — hlH "I- ^GJ ^FG ^Н — I HJ Ірн ^GH G — G F —fGJ ~ 1 HJ
2-19. УЧЕТ ОБОБЩЕННОЙ НАГРУЗКИ ПРИ РАСЧЕТЕ ТОКОВ К. 3. В СЕТЯХ И УСТАНОВКАХ НАПРЯЖЕНИЕМ ВЫШЕ 1000 В При расчете токов к. з. в начальный мо¬ мент процесса к. з. необходимо учитывать обобщенную нагрузку, под которой понима¬ ется нагрузка без учета мощных синхронных и асинхронных электродвигателей, которые уводятся в расчет токов к. з. отдельно. Для обобщенной нагрузки сверхпереходная э. д. с. принимается равной Е*игр=0,85 и сверхпереходное сопротивление, выражен¬ ное в относительных единицах при сред¬ нем номинальном напряжении той ступени, к которой нагрузка подключена, равное х*н,тр=0,35. Приведенные выше величины Г-н,гр и х»н,гр отнесены к полной суммарной мощ¬ ности нагрузки. При выполнении практических расчетов начального сверхпереходного тока в месте короткого замыкания обычно учитывают только те обобщенные нагрузки, которые- связаны непосредственно с точкой корот¬ кого замыкания или незначительно элек¬ трически удалены от нее. 2-20. РАСЧЕТ НАЧАЛЬНОГО (СВЕРХПЕРЕХОДНОГО) ДЕЙСТВУЮЩЕГО ЗНАЧЕНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ТОКА КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ В СЕТЯХ И УСТАНОВКАХ НАПРЯЖЕНИЕМ ВЫШЕ 1000 В Расчет начального значения периодичес¬ кой составляющей тока к. з. производится с учетом сверхпереходной э. д. с. синхроиной или асинхронной машины, которая зависит от режима, предшествующего короткому замыканию и может быть определена по формулам: для синхронных генераторов, компен¬ саторов и синхронных электродвигателей, работающих с перевозбуждением [2-32], В формулах Um, /<и, cos <Рхо->—соот¬ ветственно напряжение на выводах маши¬ ны, ток и угол сдвига между векторами на¬ пряжения и тока в режиме, предшествую¬ щем к. з. Расчеты по приведенным формулам можно производить как в относительных единицах, так и в именованных единицах. В последнем случае под Um следует пони¬ мать фазное напряжение, В. При расчете в относительных единицах принимаются сопротивления для синхрон¬ ных электродвигателей x"—x_d, для асин.- хронных электродвигателей х"=х*. При найденном значении сверхнереход- ной э. д. с. E*os (отн. ед.) или £s (фазное значение, В), а также базисного сопротив¬ ления отн. ед., или хб2, Ом, относи¬ тельно точки к. з. начальное значение пери¬ одической составляющей тока к. з. опреде¬ ляется из выражений £*02 мі.и — j. ‘6 х*б2 (2-187) или п,о А X6S- (2-188) где Іб — базисный ток той ступени напря¬ жения, на которой находится точка к. з., кА. Средние значения £*п для приближен¬ ных расчетов можно принимать равными [2-34]: Турбогенераторы мощностью до '100 МВт 1,08 То же 100—500 МВт 1,13 Гидрогенератор с успокоительными обмотками 1,13 Гидрогенератор без успокоительных обмоток 1,18 Синхронный компенсатор 1,20 Синхронный электродвигатель ... 1,10 Асинхронный электродвигатель . . . 0,9 Обобщенная нагрузка 0,85 £"= ]/ (7(0) х" cos <р(0) )2 4- (£7(0) +1 (0) х" sin <р(0) )2 (2-183) ИЛИ £" = J/"(Г(0, cos ф(0))2 + {(/(0) sin ф(0) + I(0) х")2; (2-184) для синхронных машин, работающих с недовозбуждением, а также асинхронных электродвигателей ИЛИ Е" = ]/ (7<0) х" cos fi=(0) )2 + (^(0) —1 (0) х" sin Ф(0) )2 (2-185) Е" = Vcos ff(o)2 + (^(О) sin — Ао) x'')2‘ (2-186)
2-21. РАСЧЕТ АПЕРИОДИЧЕСКОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ТОКА К. 3. 1. Начальное значение апериодической составляющей тока трехфазного к. з. равно: ‘а.0 = Г2'п^ (2-189) где /п,о — начальное действующее значе¬ ние периодической составляющей тока к. з. 2. При последовательном соединении нескольких элементов цепи к. з. апериоди¬ ческая составляющая тока трехфазного к. з. в произвольный момент времени t равна: '—t/T где в а—коэффициент затухания; Га — постоянная времени, с, затухания апериоди¬ ческой составляющей тока к. з.*, равная: 7а=-— -, (2-191) где и rs— Ом или отн. ед. В разветвленной расчетной схеме ток іа,і определяется для каждой генерируемой ветви (системы, электродвигателя) и по¬ том определяется суммарное значение *а в точке к. з.: ia,t^V2I^ce-ilT^ + (2-192) где Льсъс /п,о,д, Га,с И Га,в — соответственно начальные значения периодической состав¬ ляющей тока к. з. и постоянные времени за¬ тухания апериодической составляющей от системы и от электродвигателей. РАСЧЕТ УДАРНОГО ТОКА К. 3. При расчете токов к. з. для выбора и проверки аппаратов и проводников по условиям к. з. необходимо руководствовать¬ ся следующим: 1. В сетях и установках высокого на¬ пряжения до 220 кВ включительно ударный ток к. з.. іу имеет место через 0,01 с после мо¬ мента возникновения короткого замыкания. 2. В схемах, содержащих только после¬ довательно соединенные элементы с одним источником питания, іу определяется по формуле ўу = ‘К27п,о(1 + е_0’0І/Га) = = КуѴ2/п,0, (2-193) где /п,о — начальное значение периодичес¬ кой составляющей тока к. з. (или иначе ток /"=/ц,о); Кѵ — удар- ’—0,01/? ный коэффициент, равный Ky=læe 1 Га — постоянная времени затухания апери¬ одической составляющей тока к, з. (2-191). * Определение 7'а' синхронных машин по 12-321, В цепях установок напряжением выше 1000 В с преобладающим индуктивным соп¬ ротивлением среднее значение . T’a—0,05 с и Ку= 1,8. В сетях промышленных установок на¬ пряжением выше 1000 В может заметно сказаться активное сопротивление и поэтому Рис. 2-24. Кривые для определения коэф¬ фициента затухания апериодической со¬ ставляющей тока к. з. при расчете токов к. з. с учетом активного сопротивления цепи к. з. следует определять ударный ток к. з. по формуле (2-193). 3. Если место короткого замыкания со¬ единено с несколькими источниками э. д. с., то іу определяется как сумма токов гу от отдельных источников э. д. с. (например, от питающей системы и от электродвигателей) : г-у=Г7/п,о.с(і + е“0101/М + + V2 /П.О1Д (1 + ’ (2-194) где /п.о.с, /п,о,д, Га,с, Га,д —СМ. формулу (2-192). _//7, 4. При известном Га значения е а можно получить по кривым рис. 2-24. 2-22. ПРИБЛИЖЕННЫЙ РАСЧЕТ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ТОКА К. 3. При к. з. в точках, имеющих большую электрическую удаленность от генерирую¬ щих источников, например за трансформа¬ торами малой мощности, за маломощными реакторами на линиях и т. д., когда резуль¬ тирующее сопротивление в основном опре¬ деляется суммарным сопротивлением эле¬ ментов самой ветви, где рассматривается к. з., можно считать, что такая ветвь пита¬ ется от источника неограниченной мощности: S=oo, хс«0, £„с = (7лс = 1—const, а ток к. з принимается незатухающим /Е=Лі,о =
Ток трехфазного к. з. определяется из выражения zk3)=7^-’ (2->æ) X*6S где /g при Uср, кА; х.б2 — отн. ед. Аналогично этому мощность к. з. (2-196) 2-23. РАСЧЕТ ТОКОВ К. 3. В СЕТЯХ И УСТАНОВКАХ НАПРЯЖЕНИЕМ ВЫШЕ 1000 В С УЧЕТОМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ 1. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ При расчете токов к. з. в сетях и уста¬ новках напряжением выше 1000 В с элек¬ тродвигателями следует, как правило, учи¬ тывать те из них, которые связаны с местом к. з. непосредственно, через кабельные ли¬ нии, токопроводы, через линейные реакторы или через один двухобмоточный трансфор¬ матор. Так, например, при к. з. в точке Кі схемы подстанции, изображенной на рис. 2-25, следует учитывать токи только электродвигателей, присоединенных к сек¬ ции 1. Электродвигатели секции 2, связанные с секцией 1 через обмотки трансформатора с расщепленной обмоткой 6—10 кВ или через обмотки сдвоенного реактора, вклю¬ ченного на стороне 6—10 кВ трансформа¬ тора, можно не учитывать. (При большой мощности электродвигатели секции 2 могут учитываться начальным неизменным зна¬ чением периодической составляющей тока к. з.) 2. РАСЧЕТ ТОКОВ К. 3. ОТ СИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ НА НАПРЯЖЕНИЕ 1' ВЫШЕ 1000 В Начальное действующее значение пери¬ одической составляющей тока к. з. синхрон¬ ного электродвигателя, когда за базисные величины приняты номинальный ток и на¬ пряжение электродвигателя, /щ0,д= — • (2-197) x*d С учетом внешнего сопротивления, че¬ рез которое электродвигатель присоединен к сборным шинам питающей подстанции, ток к. з. [2-32], , -- — —... ■ у \ у V (Х„гі + х*вн)2 + г*вн где £*о — сверхпереходная э. д. с., отн. ед.; /н — номинальный ток электродвигателя, А или кА; — отн. ед.; х*вн> г»Вн — сопро¬ тивления, приведенные к мощности электро¬ двигателя, отн. ед. Сверхпереходная э. д. с. Е*о = Vcos2 % + (sin Фн + \d)2 > (2-199) где cos фн— номинальный коэффициент мощ¬ ности в режиме перевозбуждения. При опре¬ делении э. д. с. £*о необходимо исходить из условия, что до к. з. электродвигатель рабо¬ тал в номинальном режиме с перевозбуж¬ дением, т. е. когда относительное значение напряжения 14=1 и 7(о)=1. В практических расчетах при отсутст¬ вии исходных данных можно принимать для синхронных электродвигателей £»q = 1,1. Значение периодической составляющей тока к. з. в произвольный момент времени t процесса короткого замыкания для элек¬ тродвигателей типов СТМ, СДН, СТД и ВДС следует определять с помощью расчет¬ ных кривых, представленных на рис. 2-26 [2-32]. Кривые построены из условия, что предельное возбуждение принято равным 1,4 номинального возбуждения, а постоян¬ ная времени нарастания напряжения на кольцах ротора электродвигателя при фор¬ сировке возбуждения принята равной нулю. Ток 7д,< в произвольный момент време¬ ни на кривых (рис. 2-26) выражен в долях начального значения тока к. з. 7п,о,д. Начальное значение периодической со¬ ставляющей тока к. з. от синхронного элек¬ тродвигателя при учете его внешнего со¬ противления, когда за базисные величины приняты условная базисная мощность Se, базисное напряжение £4=£4р и базисный ток /б, допустимо определять приближенно по формуле , Е*о z6 'П,о,д— » V (x*d,б + х*вн, б) 2 + г*вн,б (2-200) где £»0 —отн. ед.; It,— А или кА при S6 и Дб = Дс₽; х.а.б, Хівн.6, г»вн,б — приведенные к Se, отн. ед. Рекомендуется расчет токов к. з. от синхронных электродвигателей про¬ изводить с учетом сопротивлений, приведен¬ ных к 5в,д для электродвигателей, присо¬ единенных к секции, на которой находится точка к. з. Кі. 3. РАСЧЕТ ТОКОВ К. 3. ОТ АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ НА НАПРЯЖЕНИЕ ВЫШЕ 1000 В Начальное действующее значение пе¬ риодической составляющей тока к. з. асин¬ хронного электродвигателя, когда за базис¬ ные величины приняты номинальный ток и напряжение электродвигателя, определяет¬ ся по формуле ZH /П.0.Д = (2-201) **
>$upZ5!7ÇMB-A 115 кВ ВЛ 110 кВ 1-15КМ Ха=0,50м/км АС-150 И ІІОкВ 3^у—63 МВ'А ик пи исходным данным ІІОкВ 10,5кВ Секция 1 500A Г6,550м 10,5кВ 10,5 КВ Секция 2 Нагрузка СД1 СД2 СДЗ ЮМВ-А 6.5МВ-А 5.52МВ-А 5ДЗМВ-А Zx=D,35 хЗиДІб х^0,13xStu=0,15 О) СД5 6,5MBA хдр=0,15 xSa=0,13 Zf-0,35 Ift 'Секция 1 7 Xts\ 3,51 ОДПМДОІб Q: О бДЗІ "ІЩ хг - 0,0755^0,026 xs 0,27 rg 0.013 J±- 0,013 Кц Вер. СД1 СД2 СДЗ СД5 Нагрузка 5.62MBA 1DMB-A Сопротивления приведены к 8^-100 МВ-А К, Общая схема замещения - сепротиВления привезены к S$=100MB-A СД5 СД5 Нгр^СДІ б) 0,27 ^Ctf. 027 хів 0,116 0,0316 0,013 0,013 10,00057 2,5б\ СД2 СДЗ Схема 1 - сопротивления приведены к 8^ Секция 2 t I r20 \0Д57 Схема 2- сипротиВленая приведены к 8і=100 МВ- А Рис. 2-25. Расчетная схема и схема замещения к расчету токов трехфазного к. з. на подстанции 110/10 кВ. х& 0,085 ■Zj 0,031 Як5 I 0,763\ Xpf- I /7,ЯЙ5І х?$ я-хг 1,31 1,77 уКг ДЎ7 I 0,075\ а, — расчетная схема; б — общая схема замещения; в — схема замещения для расчета токов к. а. в точке Кр, а —схема замещения для расчета токов к. з. в точке Кг-
С учетом внешнего сопротивления, че¬ рез которое- электродвигатель присоединен к сборным шинам питающей подстанции, ток К. 3. Z„.» - Д*"'* , (2-202) где х* —сверхпереходное индуктивное со¬ противление электродвигателя, от. ед.; £»0, хгЕН, г»вн> отн. ед-; Ін — А или кА. Сверх¬ переходная э. д. с. £*0 асинхронного элек¬ тродвигателя £ед =• Vcos2 % + (sin <pH — /)2 . (2-203) В приближенных расчетах при отсут¬ ствии исходных данных сверхпереходную э. д. с. асинхронного электродвигателя мож¬ но принимать равной 0,9. Сопротивление лг» определяется по кратности пускового тока 1//»пуск, где Лпуск==Ліуск£н при пуске от полного на¬ пряжения. Полное внешнее сопротивление можно не учитывать при z»BH<(0,l—0,2) х». Тогда для всех асинхронных электро¬ двигателей, кроме серии ВДД и ДВДА, начальное значение периодической состав- Рис 2-26. Расчетные кривые для опреде¬ ления токов к. з. от синхронных электро¬ двигателей типа СТМ, ВДС, СДН, СТД. - ляющеи тока формуле к. з. можно определить по Лі,о,д — ^»пуск Лг • (2-204) Для асинхронных электродвигателей вертикального исполнения серий ВДД и ДВДА /Пі о, д=1,2 Z* пуск Zh- Если z»bh>(0,1-—0,2) х», то ZаІГуск А) 1+г^х* (2-205) Для электродвигателей серий ВДД и ДВДА /и,о,д = . (2-206) 1 + z _„/х Периодическая составляющая тока к. з. от асинхронного электродвигателя в произ¬ вольный момент времени t переходного про¬ цесса к. з. /д,< = /п,о,Де~'/Гр’д» (2-207) где Ур д — расчетная постоянная времени периодического тока электродвигателя при к. з. на его выводах (табл. 2-40). При уче¬ те внешнего сопротивления в формуле учи¬ тывается постоянная времени Тр , опреде¬ ляемая из выражения <2-208) Для электродвигателей серии АТД Т' 0.06 ₽'д % ’ где sH — номинальное скольжение, % • Учет асинхронных электродвигателей как дополнительных источников питания к. з. может производиться в тех случаях, когда они присоединены вблизи места трехфазно¬ го к. з. Таблица 2-40 Значения постоянных времени затухания и ударных коэффициентов асинхронных электродвигателей при к. з. на их выводах [2-32] Параметры Для электродвигателей серий А АО ДАЗО АТД ATM ВДД, ДВДА 1 ДАМСО р. Д’ с 0,04 0,04 0,09 0,06Дн 0,075 0,06 0,044 ^а, д’ с 0,04 0,04 0,02 0,058 0,043 0,05 0,035 1,56 1,49 1,50 — 1,67 1,66 1,55
4. РАСЧЕТ АПЕРИОДИЧЕСКОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ И УДАРНОГО ТОКА К. з, ГЕНЕРИРУЕМЫХ СИНХРОННЫМИ И АСИНХРОННЫМИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯМИ НАПРЯЖЕНИЕМ ВЫШЕ 1000 В 1. Апериодическая составляющая тока к. з. синхронного и асинхронного электро¬ двигателей в любой момент времени t про¬ цесса к. з., с: l’a.f = Іил,Яе~ІІТа^, (2-209) где Іи,о,я — начальное значение периодиче¬ ской составляющей тока к. з. от электродви¬ гателя; Та,я — постоянная времени аперио¬ дической составляющей тока к. з. электро¬ двигателя при к. з. на его выводах, опреде¬ ляемая для синхронных электродвигателей типов СТМ, СДН, ВД', СТД по кривым рис. 2-27 [2-32], а для асинхронных электродви¬ гателей при отсутствии точных данных — по табл. 2-40. При учете внешнего сопротивления, че¬ рез которое присоединяются электродвига¬ тели к шинам питающей подстанции, в фор¬ муле (2-209) учитывается Та, равная: для синхронных электродвигателей „ x*d + А'*вн П= — ; (2-210) I x*d I 03 [ Т А*вн I \шза.д / для асинхронных электродвигателей X + X 7Я = Æ (2-211) (X “т; + г*вн I wT а,д / 2. Ударный ток к. з. от синхронного и асинхронного электродвигателя іу^КуКг/д.о.д, (2-212) где Ку — ударный коэффициент с учетом внешнего сопротивления, определяемый по формулам: ■ для. синхронного электродвигателя Ку = е~ (),Ü1/ra; (2-213) Рис. 2-27. Кривые для определения посто¬ янных времени затухания 7а,д апериодиче¬ ской составляющей тока к. з. и ударного коэффициента Ку синхронных электродви¬ гателей типов СТМ, СДН, ВДС, СТД. для асинхронного электродвигателя —0,01// —0,01/7 Ау = е р+е а. (2-214) Если внешнее полное сопротивление 2*вн^ (0,1—0,2) x»d или Zs,BH^ (0,1—0,2) то значения ударных коэффициентов Ку можно принимать без учета этого сопротив¬ ления для синхронных электродвигателей по кривым рис. 2-27, а для асинхронных — по табл. 2-40 (с учетом 7а,д вместо Та). 2-24. РАСЧЕТ ТОКОВ К. 3 ПО РАСЧЕТНЫМ КРИВЫМ При расчете токов к. з. для произволь¬ ного момента времени от синхронных элек¬ тродвигателей при коротком замыкании за внешним сопротивлением (трансформатором, реактором) могут быть использованы рас¬ четные кривые [2-34] для электродвигате¬ лей с частотой вращения 3000 об/мин (рис. 2-28) и для электродвигателей с меньшей частотой вращения (рис. 2-29). При пользовании кривыми рис. 2-29 рас¬ четное сопротивление должно быть увеличе¬ но на 0,07 (хір^сч+0,07). При /^0,1 с сле¬ дует пользоваться пунктирными кривыми. Расчетное сопротивление 5 х*расч — **62 « (2-215) *->6 где х*б% — результирующее сопротивление схемы замещения, приведенное к Sc; ShS — Рис. 2-28. Расчетные кривые для типового турбогенератора с АРВ.
суммарная номинальная мощность источни¬ ков тока, питающих к. з. При известном х*Расч по соответствую¬ щим расчетным кривым находят относитель¬ ный ток для тех моментов времени, Рис. 2-29. Расчетные кривые для типового гидрогенератора с АРВ. нальный ток источников тока, отнесенный к напряжению UCp той ступени, где рассмат¬ ривается к. з. Найденное по расчетным кривым значе¬ ние тока к. з. получается с учетом влияния нагрузки приближенно [2-33]. Соответственно мощность к. з. для произвольного момента времени может быть получена аналогично: (2-217) 2-25. ПРИМЕР РАСЧЕТА ТОКОВ ТРЕХ ФАЗНОГО К. 3. НА ШИНАХ 10 кВ ГПП 110/10 кВ Пример 1. Исходные данные. Расчетная схема и схема замещения приве¬ дены на рис. 2-25. Трансформатор ГПП: 5н,т=63 МВ-А; 110/10,5—10,5 кВ с расщепленной обмоткой 10,5 кВ. Приведенное кХЕ>т: мкв—(Н1ЦН2)% = = 10,5%, приведенные к 0,5SH,T: ик ВН1 % И мк,ВН2 % —Ю%, ык,Н1—Н2 %=20%. Схема соединения обмоток Ун/Д-Д-11-11. Мощность к. з. питающей системы при максимальном режиме S^c тах =2500 МВХ ХА; 1/н = 115 кВ; П6=ПС’Р=115 кВ; Іб= =0,5 кА при Ucp; на шинах 10 кВ: 1/е= = Йср=Ю,5 кВ, /б=5,5 кА. Технические данные электродвигателей приведены в табл. 2-41. Сопротивления выражены в относитель¬ ных единицах. Требуется рассчитать токи к. з. при к. з. в точках Кі и Аг- для которых производятся вычисления. Искомое значение периодической со¬ ставляющей тока трехфазного к. з. равно: (2-216) , «as где /н2 = —— — суммарный номи- V зс/Ср Расчет индуктивных сопротивлений эле¬ ментов схемы для к. з. в точке Кі Сопротивления, приведен¬ ные к S6=100MB-A: 1. Питающей системы при максималь¬ ном режиме работы: *»6,C — хі S6 с(3) к,е,тах 100 2500 0,04. Таблица 2-41 Технические данные синхронных электродвигателей и нагрузки (к примеру 1) Обозначения (рис. 2-25) Тип га ІЙ к Q. SH, кВ.А t/H, кВ Ьи, А о К. п. д. и о С н Постоян¬ ная вре¬ мени , с », об/мин СД1 и СД4 мс 5000 6500 10 376 0,8 0,964 6,3 0,16 0,09 750 СД2 и СД5 сдн 4000 4620 6 445 (266)* 0,9 0,964 7,6 0,13 0,053 500 СДЗ сдн 4000 4630 10 268 0,9 0,954 7,1 0,14 0,056 375 ИГР Нагрузка — 10 000 10 578 — — — 0,35 — — При напряжении і0 кВ.
2. ВЛ 115 кВ: *о«б х*б, л = *2 = г, — и2б 100 = 0,4-15 = 0,0454. 115? Сопротивления, ные к мощности теле й: 8. Трансформатора 6,3 МВ-А, приведенное приведен- электродвига- 3. Трансформатора мощностью 63 МВ-А: а) первой ветви схемы замещения: **Р,Т — *з — “к. В—(Н1ЦН2) % ч, ÎÔÔ х s6 ■Зц.Т мощностью к SH,n=4,62 MB-A: UK % 5Н1д **б.т = *7-*10- 100 Sht ” 6,54,62 = —~г— = 0,048. 100 6,3 9. Реактора 400 A, хн,р=0,45 Ом, при¬ веденное к 5н,д=4,63 МВ-А: ' Sfr.n **б,р — *8 — *н,р =^-5(1. 100 \ б) второй и 3,25\ 100 4 / 63 = 0,031; мещения: третьей ветвей схемы за- **б,т — хг — *5 — Цк,В—(Н1ЦН2) % Кр Sg 100 2 SH,T “ 10,5 3,25 100 = — — = 0,27. 100 2 63 4. Трансформатора мощностью 6,3 МВ-А: _ __ _ UK % Sg **б,т-*7-*ю- 1оо -s^ - 6,5 100 = — - • — = 1,03. 100 6,3 5. Реактора 400 А, хн,р=0,45 Ом: Sg 0,45-100 *о,р 8 н,р ^2 10,5? 6. Синхронных электродвигателей: а) СД1 и СД4 мощностью 6,5 МВ-А: » **б,д — *11 — *14 “ **</ ç. — 0н,д 100 = 0,16— = 2,46; 6,5 б) СД2 и СД5 мощностью 4,62 МВ-А: » Sp *»б,д” *12~ хі5~х*а ç — 0Н,Д в) СДЗ мощностью 4,63 МВ-А: » Sp 100 * й г=лн = **и "7 — 0,14 =3,02. *б’Д 13 d Sh,h 4,63 7. Обобщенной нагрузки: **б,нгр — *ів — *17 — **нгр „ •^нгр 100 = 0,35— = 3,5. 10 -*н,д и2б „ 4,63 = 0,45—’ =0,019. 10,5? Подсчет индуктивных сопротивлений от питающей системы и от синхронных элек¬ тродвигателей секции 2 до точки к. з. Кі xis *i “F *2 -F *з — 0,04 + 0,0454 + + 0,031 = 0,116; *is = *9 + *ï4 = 0 + 2,46 = 2,46; *21 — *8 + *is = 0,4 + 3,02 = 3,42; *19 *20 , *22 — „ . „ + *S — 2,46-3,83 „ , 4-0,27= 1,77; 2,46 + 3,83 г *22 *18 . *23 = ; F *4 = 1,77-0,116 — : + 0,27 = 0,38. 1,77 + 0,116 т Токи к. з. в точке Кі А. Начальное действующее значение периодической составляющей тока к. з.: 1. От системы и от СД секции 2: /(3) 2б =А^ = 14)5кА. ■с x2g 0,38 к,с 2. От СД1 мощностью 6,5 МВ-А: £*о/щд 1,1-0,376 ^п.о.сді — - ~ г. —2,6 кА где ■*d 0,16 2 = ]А),82 + (0,6 + 0,16)2= 1,1. 3. От СД2 мощностью 4,62 ВМ-А: Л1.0.СД2 ~ 1,1-0,266 ^0 Лі,д = — = 1,65 кА. 0,13 + 0,048
4. 5. Лі,о,нгр — От СДЗ мощностью 4,63 MB-А: z _ £*° ^И-Д 'п,о,сдз — „ f , — \а+х,б,Р 1,1-0,268 = — = 1,86 кА. 0,144-0,019 От нагрузки: 0,85ZHrn 0,85-0,578 щ J , 4 кд_ -Пнгр 0,35 6. Суммарный ток в точке К±: Zn,os= 14,54-2,64- 1,65 4-1,86 4- 4-1,4 = 22,01 кА. Б. Периодическая составляющая тока к. з. для времени /=0,01 с: 1. От СД1 мощностью 6,5 МВ-А: По расчетным кривым (рис. 2-26) — от¬ носительное значение /д>///д,о = О,78; Zz,CA1=2,6-0,78=2,03 кА. 2. От СД2 мощностью 4,62 МВ-А: Ац^/^д.о^Оібв; 7/СД2= 1,65-0,68 = 1,12 кА. 3. От СДЗ мощностью 4,63 МВ-А: ^д.//^д,о~О,б8; 7 = 1,86-0,68 = 1,26 кА. ДС-До ’ 4. От системы и от синхронных электро¬ двигателей секции 2 /к,с = 14,5 кА (неизмен¬ ный) . 5. Суммарный ток в точке Кл\ hs = Л.СД1 + lt,CR2 + Л,СДЗ + Л<,с = = 2,03 4-1,12 4-1,26 4-14,5= 18,9 кА. Расчет активных сопротивлений элементов схемы для к. з. в точке К1 А. Сопротивления, приведенные к & = = 100 МВ-А: 1. Системы при максимальном режиме работы [2-32] : х*б,с 0,04 = 0,0016. 25 г*б,с гі - 25 2. ВЛ 115 кВ: , Sc, *б , л Sfj 100 = r =rnZ— =0,21-15 =0,026 2 0 j.2 1152 б 3. Трансформатора мощностью 63 МВ • А: а) первой ветви схемы замещения: ^б.т = гз = б) второй мещения: и третьей ветвей схемы за- r2% S5 Г*б-Т Г5 100 SH,T 0,822 100 = - - — = 0,013. 100 63 4. Кабелей СД мощностью 6,5 МВ-А: ,$б ^б.к = гв = П = г01 = 100 = 0,329-0,1 = 0,028. 10,5? 5. Трансформатора мощностью 6,3 МВ • А АРд *$(5 *б, т 10 о о °Н,Т Он,Т 46,5 100 —— = 0,117 6300 6,3 6. Реактора 400 A, rS1P = 0,0112 Ом: $б _ Г*б,р г8 гн»р 2 — Н»р 100 = 0,0112 = 0,0102. 10,5? Б. Сопротивления, приведенные к мощ¬ ности синхронных электродвигателей: 7. Кабелей СД мощностью 6,5 МВ-А: . ^н,д г*б.к — гв — rÿ — го 1 2 — иб = 0,002. 6,5 = 0,329-0,1 —— 10,5! 8. Трансформатора мощностью 6,3 МВ-А: - АРК SH д Нб.т = О = ПО = = °’0054- •^н.т --’н.т 9. Реактора. 400 А, гн,Р=0,0112 Ом: ' _ ^н,д __ '*б,р г8 ' гн,р л U6 ’н,д = 0,0112 4,63 -7—= 0,00047. 10,5= Подсчет постоянных времени для синхрон¬ ных электродвигателей секции 1 с учетом внешних сопротивлений 1. Синхронный электродвигатель СД мощностью 6,5 МВ-А: постоянная времени электродвигателя Та,д=0,09 с; с учетом г„с,к ' кабелей присоединения Т& »б,к 0,067 с. I X*d + Г*б,к увы а,д 0,164-0 ~ /0,16 \ ~ 314 ! 4-0,02 \ 314-0,09^ ) 2. СД мощностью 4,62 МВ-А; с учетом гб>т трансформатора: Та = 0,042 с.
3. СД мощностью 4,63 МВ-А; с учетом г»б_р реактора: Та = 0,06 с. Расчет апериодической составляющей тока к. з. для времени t—0,1 с от синхронных электродвигателей секции 1 Расчет значения апериодической состав¬ ляющей тока к. з. для времени /=0,1 с при¬ ведены в табл. 2-42. Таблица 2-42 Расчетные значения апериодической составляющей тока к. з. для Z=0,l с SH, Д’ МВ-А 7П, 0, Д’ кА е-і/Га ‘а, ï о.д х —0,1/Та . Хе ' , кА 6,5 4,62 4,63 2,60 1,65 1,86 0,225 0,08 0,18 0,810 0,183 0,282 Итого 1,275 Подсчет активных сопротивлений и аперио¬ дической составляющей тока к. з. в точке Кі от системы и от электродвигателя секции 2 1. Подсчет активных сопротивлений: Гі8 = Гі+г24-/'з==0,0016 + 4-0,026 + 0 = 0,0276; /"is = /*9 + гfa = 0,028 + 0,12 = 0,148; г» = Гщ + Гй = 0,117 + 0,28 = 0,397; = *і» *20 , = 0.148-0,397 Г22~ П9+/-2о + Г5 0,148+0,397 + + 0,013 = 0,113; _ Г28Г18 __ 0,113-0,0276 '22-гГі§+Л1 0,113+0,0276 + + 0,013 = 0,035. 2. Постоянная времени затухания апе¬ риодической составляющей тока к. з. от си¬ стемы: *23 •йг 23 0,38 314-0,035 0,034 с. 3. Апериодическая составляющая тока к. з. от системы и электродвигателей секции 2 для t=0,1 с: «аДс = Ѵ* Ік.с e~iiTa'° = 1,03 кА. 4. Суммарное значение апериодической составляющей тока к. з. от системы и син¬ хронных электродвигателей секций 1 и 2 для /—0,1 св точке Кг. + * І'а,/,Д =1,03 + 0,81 + + 0,183 + 0,282 = 2,3 кА. Расчет ударного тока к. з. для короткого в точке Кі Значения ударных токов к. з, от син¬ хронных электродвигателей секции 1, от си¬ стемы и от синхронных электродвигателей секции 2 приведены в табл. 2-43. Ударный ток к. з. от нагрузки 1у,нгр= Ў 2 /п,о.нгр =- 1,41-1,4 « 2,0 кА. Суммарный ударный ток к. з, с учетом ударного тока от нагрузки іу = 54,0 + 2,0 = 56,0 кА. Подсчет индуктивных сопротивлений для к. з. в точке Аг: *22 = 1,77; — Хі + х% = = 0,04 + 0,0454 = 0,085; *26 = J + *i = +__ + — *в+*ІІ *?+*12 *21 = L_ + 0>27== ! >31, 2,46 + 3,83 + 3,65 Таблица 2-43 Значения ударных токов к. з. от синхронных электродвигателей секции 1 и от системы и синхронных электродвигателей секции 2 SHi д, МВ-А Чв’«или /к с, кА е—0,01/Та ду==1+е-0.01/7а 'у {п, 0, д илн /у=КуУ2 / с, кА 6,5 2,6 0,6 1,6 5,85 4,62 1,65 0,76 1,76 4,3 4,63 1,86 0,85 1,85 4,85 Система 14,5 0,78 1,78 39,0 Итого 54,0
*26 — *22 *25 *22 ~Ь *25 ~h х$ = 0,783; *27 — Х2І Х2в *24 + *26 0,076. Расчет токов короткого замыкания для точ¬ ки К.2 1. Начальное значение периодической составляющей тока к. з.: от системы: /<3> = — = = 5,88 А; к’ *24 0,085 от электродвигателей секций 1 и 2: 0,5 —-— = 0,64 кА; 0,783 в точке Кг- z(3) _ _ ' 7п,0.д Л26 суммарный ток 'n.os =/$+ '$,д = 5,88+0,64=6,52 кА. 2. Ток к. з. для произвольного момента времени /=0,1 с: от системы принимаем неизменным: /к.с = 5,88 кА; от электродвигателей секций 1 и 2: определяется коэффициент токораспре- деления: Х27 0,076 С = = ~ = ~+ = 0,097; **гв х2в 0,0783 определяется расчетное сопротивление: х*бХ 5н,дХ _ Х2Т _ **раеч “ CS6 ~ CSo ~ 0,076-2687 = - = 0,21. 0,097-100 При определении тока к. з. от электро¬ двигателей пользуемся расчетными кривы¬ ми (рис. 2-29), так как в настоящее время нет другой методики расчета. Определяем сопротивление: <расч = **Расч + 0,07=0 ,21+0,07=0,28. По кривым (рис. 2-29): 7*Кіп = 3.6; . , Льд2 1,48 ^п,д, /= ^*к,п 7- = 3.6 =0,511 кА. Ау 11 Ток к. з. с учетом питающей системы и электродвигателей: 'n,os = '$+'n,ftz = 5,88 + + 0,511 =6,39 кА. 2-26. РАСЧЕТ ТОКОВ К- 3. В СЕТЯХ И УСТАНОВКАХ НАПРЯЖЕНИЕМ ПО и 220 кВ ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ Системы НО, 220 кВ и выше имеют глу¬ хозаземленные нейтрали или нейтрали, за¬ земленные через сравнительно малые индук¬ тивные сопротивления (реакторы). В таких системах могут иметь место трехфазные и несимметричные короткие замыкания, основ¬ ными видами которых являются двухфаз¬ ные и однофазные к. з., а также двухфазные к. з. на землю, которые относятся к слож¬ ным видам повреждений и здесь не рассмат¬ риваются. В симметричных трехфазных цепях при однофазном к. з. составляют схемы заме¬ щения прямой, обратной и нулевой после¬ довательностей. Схема прямой последова¬ тельности составляется как для симметрич¬ ного трехфазного к. з., схема обратной по¬ следовательности аналогична схеме прямой последовательности. В схему нулевой последовательности вводят те контуры с элементами расчетной схемы, по которым протекают ток нулевой последовательности при однофазном к. з. и при условии, чтобы в цепи, электрически связанной с местом к. з., имелись заземлен¬ ные нейтрали. Индуктивные сопротивления обратной последовательности для трансформаторов, воздушных и кабельных линий и реакторов равны сопротивлениям прямой последова¬ тельности. Индуктивные сопротивления об¬ ратной последовательности синхронных ма¬ шин и принимаются по каталожным данным или по {2-34]; сопротивление об¬ ратной последовательности асинхронных электродвигателей можно считать Х2—х* = 1 = — 1 сопротивление обобщенной на- 1»пуск грузки х,2=0,35, отнесенное к полной мощ¬ ности нагрузки (в МВ-А) и 1/ср (в кВ) той ступени, где она присоединена. ИНДУКТИВНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ НУЛЕВОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ (х0) ЭЛЕМЕНТОВ СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ 12-3J; 2-34] 1) Воздушных линий электропередачи при повреждении вне линии: Для одноцепных линий без тро¬ сов или со стальными тросами 3,5 Для одноцепных линий с зазем¬ ленными хорошо проводящими тросами (выполненными из цвет¬ ного металла) и при к. з. на зем¬ лю оказываются заземленными с обоих концов линии 2,0xf Для двухцепных линий без тро¬ сов или со стальными тросами 5,5х^ Для двухцепных линий с зазем¬ ленными хорошо проводящими тросами (выполненными из цвет¬ ного металла) н при к. з. на зем¬ лю оказываются заземленными с обоих КОНЦОВ ЛИНИИ . . , - 3,0 Xj
При этом сопротивление прямой после¬ довательности принимается равным для од¬ ной цепи в среднем хі=0,4 Ом/км. Линии с заземлением тросов на одном конце имеют то же значение хо, что линии без тросов. При двухцепной линии индуктивное сопротивление х0 каждой цепи увеличивает¬ ся вследствие взаимной индукции второй параллельной цепи [2-34]. 2) Для трехжильных кабелей в ориен¬ тировочных расчетах хо=(3,5—4,6)х. 3) Для всех трехфазных трансформато¬ ров независимо от типа и конструкции при соединении обмоток по схеме Ун/Д индук¬ тивное сопротивление нулевой последова¬ тельности Хо = Я1- Для трансформаторов с другими схема¬ ми соединения Хо=#*і и определяется по [2-33; 2-34]. Сопротивление, через которое заземлена нейтраль обмоток трансформатора, вводится в схему замещения нулевой последователь¬ ности утроенным значением последователь¬ но с сопротивлением данной обмотки. РАСЧЕТ НАЧАЛЬНОГО ЗНАЧЕНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ составляющей тока ПРИ НЕСИММЕТРИЧНОЙ! К. 3. ’ Для определения начального значения периодической составляющей тока при не¬ симметричном к. з. составляют схемы заме- нения прямой, обратной и нулевой последо¬ вательностей (в случае замыкания одной или двух фаз на землю) и путем преобразо¬ ваний приводят к простейшему виду. Опре¬ деляют результирующую э. д. с. , отн. ед. (или фазную э. д. с. Афу, кВ) и сум¬ марные индуктивные сопротивления прямой, обратной и нулевой последовательностей ^*12.’ ^*2S’ ’ ОТН. ед. (или ^"22. и xos, Ом). Начальное значение периодической со¬ ставляющей тока несимметричного к. з., кА, определяется по формулам [2-32] = mw --Е*0^16 (2-218) ’ г ' Л#(Д) ИЛИ , (2-219) ■^іг+^сд) где — коэффициент, зависящий от ви¬ да к. з.; его значения для несимметричных к. з. приведены в табл. 2-44; х*”д> и х|2) — дополнительные индуктивные сопротивле¬ ния, отн. ед. или Ом, определяемые значе¬ ниями сопротивлений обратной и нулевой (при однофазных замыканиях на землю в системе с глухозаземленной нейтралью) по¬ следовательностей и видом к. з. (табл. 2-44); /б — базисный ток, кА, той ступени напряжения, на которой находится точ¬ ка к. з. Таблица 2-44 Значения коэффициентов т<") и сопротивлений Х(2) Вид. несиммет¬ ричного к. 3. *(Д) Двухфазное Х2Е Однофазное 3 Z2X + х02 2-27. РАСЧЕТ ТОКОВ К. 3. С УЧЕТОМ БОЛЬШОГО ДИАПАЗОНА РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ С РПН НА НАПРЯЖЕНИЕ 35, ПО и 220 кВ ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ Расчет токов к. з. с учетом изменяющих¬ ся напряжений к. з. и,, % трансформаторов с РПН с широким диапазоном регулирова¬ ния напряжения обычно требуется для вы¬ бора уставок дифференциальной защиты трансформаторов (автотрансформаторов). При этом определяются токи к. з. для сред¬ него и крайних ответвлений (■—РО) и (+РО). По методике расчета токов к. з. с уче¬ том изменений ггк% трансформаторов (ав¬ тотрансформаторов) для выбора электро¬ оборудования по условиям к. з. имеется указание Главного технического управления по эксплуатации энергосистем Министерства энергетики и электрификации СССР от 11/Х 1978 г., в котором рекомендуется при- Таблица 2-45 Расчетные значения напряжений короткого замыкания на ответвлениях (±РО) двухобмоточных трансформаторов ПО кВ с РПН, отнесенные к номинальной мощности трансформатора и напряжениям крайних ответвлений Мощность транс¬ форматора, МВ-А Значение «к% между обмотками ВН—НН при Мощность транс¬ форматора, МВ-А Значение ик% между обмотками ВН—НН при —РО + РО : —РО +РО 2,5 10,26 10,85 32,0 9,77 11,58 6,3 9,63 11,80 40,0 9,59 11,46 10,0 8,70 12,36 63,0 10,84 11,90 16,0 9,80 11,71 80,0 9,76 11,60 25,0 9,84 11,72 125,0 10,50 11,90 Примечания: 1. Значение ик % при — РО минимальное, при +РО максимальное. 2. «к % для среднего ответвления — по ГОСТ илн каталогам.
нймать средние значения ід% трансформа¬ торов (автотрансформаторов), поскольку в расчете токов к. з. заложены допущения в сторону увеличения расчетного тока к. з. по сравнению с действительным и вероятность возникновения к. з. в наиболее неблагопри¬ ятных условиях очень мала. При необходимости определения макси¬ мального тока трехфазного к. з. для провер¬ ки аппаратов и проводников по условиям к. з. принимаются наименьшие значения ик%. Расчетные значения ик% между обмот¬ ками ВН—НН двухобмоточных трансфор¬ маторов на ПО кВ для крайних значений ответвлений (—РО) и (+РО) приведены в табл. 2-45 и 2-46, а средние значения на¬ пряжений ответвлений с РПН принимают по ГОСТ 12965-74. Таблица 2-46 Номинальные значения напряжения ответвлений трансформаторов ПО кВ с РПН, соответствующие крайним ступеням регулирования — 16,02% и +16,02% и числу ступеней ±9X1,78 Ступень регулирования, % Ответвления, кВ — 16,02 96,58 Номинальная 115,00 4-16,02 133,42® * Наибольшим реальным напряжением от¬ ветвления +РО можно считать UmcX=126 кВ, т. е. между 125,23 и 127,28 кВ, для которых «к % соответственно 8,9% и 10,68%. Для двухобмоточного трансформатора с расщепленной обмоткой НН пк% прини¬ мается для параллельного соединения обмо¬ ток НН (см. § 2-16, п. 3.3). В практических расчетах токов к. з. зна- чеййя ик% трансформаторов с РПН ре¬ комендуется принимать на основании дан¬ ных Заводов — изготовителей трансформато¬ ров, а При отсутствии их использовать дан¬ ные ГОСТ 12965-74. При расчете токов к. з. за основную ре¬ комендуется принимать сторону высшего напряжения трансформаторов. Индуктивные сопротивления двухобмо- точных трансформаторов с РПН в зависи¬ мости от регулируемого напряжения Uln на данном ответвлении п и ик,и%, соответству¬ ющему этому напряжению, при расчете то¬ ков к. з. определяются, Ом: 1) для двухобмоточного трансформа¬ тора: ^,п~ 100 , 2) двухобмоточного трансформатора с расщепленной обмоткой НН: _ а) первой ветви схемы замещения: J Др \ tn 'п1 ~ 100 \ ~ ~4j SH.T ’ (2-221) б) второй и третьей ветвей схемы заме¬ щения Хт,п2,3 100 2 SHT (2-222) При расчете токов к. з. с учетом сопро¬ тивлений, выраженных в относительных единицах, приведенных к Se: а) первой ветви схемы замещения: wn,n% Л Др \ у х*б,т,п1 - 100 Т/ SII1T \2 X(-f- ; (2-223) \ б/б ) б) второй н третьей ветвей схемы заме¬ щения: ^к.п% ^р х*0,т,п2,з ~ 100 2 т х X (2-224) \и&) ' ’ Индуктивное сопротивление питающей системы при максимальном режиме работы: а) с учетом сопротивлений, Ом: ^ср хС,тах,р- 3) у к, с,max (2-225) б) с учетом сопротивлений, оти. ед.: Х*б,с,тах,р = "357 ’ ‘ (2’226) “к, с,max Ток трехфазного к. з.: а) при учете сопротивлений, Ом: /(3) . {2_227) V (Xcjnaxjp Я?) б) при учете сопротивлений, отн. ед.: /<3> = • (2-228) где Г 5б Л Л> = ~ГГ— , кА, К 3 ^6,НН при иср Дср.ВН Дср.НИ Gc,НН ~ І7" ~ ' Г] на стороне 10,5 кВ, <7Ср вн— приближенное значение э. д. с. си¬ стемы на стороне ВН.
2-28. ПРИМЕР РАСЧЕТА ТОКОВ ТРЕХФАЗНОГО К. 3. НА ШИНАХ 10,5 кВ ГПП С УЧЕТОМ РПН ТРАНСФОРМАТОРА НАПРЯЖЕНИЕМ ПО кВ Пример 2. Исходные данные. Трансформатор: -SH1T=63 МВ-А, 110/10,5— 10,5 кВ с расщепленной обмоткой 10,5 кВ. Трансформатор имеет РПН на стороне ВН. ик,тги= 10,84%—напряжение к. з. транс¬ форматора, отнесенное к -$н,т и напряжению крайнего ответвления (7пта=Си1і./1=96,58 кВ. Схема соединения обмоток трансформатора Т/А-Л-11-11. Мощность трехфазного к. з. питающей системы в максимальном режиме работы =2500 МВ-А, /^тах = = 12,5 кА. На шинах 115 кВ: .$6=100 МВ-А, Ug = = 17Ср=115 кВ, /в=0,5 кВ; на шинах 10 кВ: So=lOO МВ-А, Z7cp=10,5 кВ, и5 — по рас¬ чету, /в — по расчету. Расчет токов к. з. при сопротивлениях в омах Сопротивления: 1. Питающей системы при максималь¬ ном режиме работы: £/Ср 115 хс = Х1 = = —— = V 3 А^тпах V з -12,5 96,58 = 1,65-——- = 1,65-9,2 = 15,2 кА. 10,5 Расчет токов к. з. при сопротивлениях в от¬ носительных единицах Сопротивления: 1. Питающей системы: Sfi 100 х*б,с — х!~ (3) ~2500~~°’ 4 * * *‘ к, с,тех 2. ВЛ 115 кВ: , Sç, Х*б,л — х2 — Хо1 2 — Сср 100 = 0,4-15 =0,045. 115? 3. Трансформатора мощностью 63МВ-А: а) первой ветви схемы замещения: = 5,3 Ом. 2. ВЛ 115 кВ: хл = х.> = хс I — 0,4-15 = 6 Ом. 3. Трансформатора мощностью 63 МВ-А: а) первой ветви схемы замещения: Л г/2 Щыпіп % Л T1 = xs = -^-^—= б) второй и третьей ветвей схемы заме¬ щения: ик,тіп% Кр S^ **б.т2,з-*4-*6- 100 2 Sht * (UtninX- 10.84 3,25 100 Х \ UB ) ~ 100 2 ’ 63 Х 10,84 100 1 3,25' 4 , 96,582 63 ~ 3 Ом; '96,58\? , 115/ = 0,19. б) второй и третьей ветвей схемы за¬ мещения: Ар tnin 2,3 4 100 2 <$н>т 10,84 3,25 100 ' 2 96,582 63 = 26 Ом. 4. Суммарное сопротивление до точки К (10,5 кВ): = хг + Xs + Xs + х4 = 5,3 4- 6 + + 34-26 = 40,3 Ом. Начальное значение тока к. з.: лѵ, Ucr) 115 ^п,0П5 ~ 7= = Л— —1,65 кА. |/ 3 xs |/ з .40,3 Ток, приведенный к стороне 10,5 кВ: 7(3) _ , UCP С1 ~ АС/*РПН) +,010,5 — уп,0 115 " л — ѴНН 4. Суммарное сопротивление до точки К.3. А (10,5 кВ): Х*б2 = Х1 + Х2 +*з + Х4 “ 0>04 + + 0,045 + 0,0224 + 0,19 = 0,3. Начальное действующее зна¬ чение тока к. з. на шинах 10,5 кВ ГПП: /<3) = -■$- = = 15,46 кА, г,-и хбЪ 0,3 Sfj 100 где І6 = = — =4,64кА; V 3 V 3-12,5 У ^еріів Replis ^сріо.б Umin 115-10,5 96,58 = 12.,5 кВ.
2-29. РАСЧЕТ ТОКОВ ТРЕХФАЗНОГО И ОДНОФАЗНОГО К. 3. В СЕТЯХ И УСТАНОВКАХ НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1000 В ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ При расчетах токов к. з. в установках напряжением до 1000 В необходимо учиты¬ вать: а) активные и индуктивные сопротив¬ ления проводников, кабелей и шин, вклю¬ чая проводники, кабели и шины длиной 10—15 м и более, токовых катушек расце¬ пителей автоматических выключателей, пер¬ вичных обмоток многовитковых трансфор¬ маторов тока, переходных контактов аппа¬ ратов (автоматических выключателей, ру¬ бильников, разъединителей), контактов ап¬ паратов КТП; б) активные и индуктивные сопротив¬ ления всех элементов короткозамкнутой цепи; в) переходные сопротивления в месте к. з. по [2-35] ; г) несимметрию сопротивлений фаз, вызванную, например, установкой транс¬ форматоров тока не во всех фазах; д) если электроустановка напряжением до 1000 В получает питание через понижа¬ ющий трансформатор, то периодическую со¬ ставляющую тока при коротком замыкании на стороне НН трансформатора можно счи¬ тать неизменной по амплитуде (если мощ¬ ность питающей системы (подстанции) пре¬ вышает примерно в 25 раз мощность транс¬ форматоров 6—10/0,4 кВ). СОПРОТИВЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ЦЕПИ К. 3. В УСТАНОВКАХ НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1000 В а) Силовые трансформаторы Активное и индуктивное сопротивле¬ ния прямой последовательности понижаю,- шего трансформатора, мОм, приведенные к ступени низшего напряжения: «к% zT = —~ -104; (2-229) *^н,т г.г = —• 106; (2-230) S«,T’ (2-231) ИЛИ »K,p%^2H 104 "5н,т где SB,T, кВ-A; Ua — номинальное линейное напряжение обмотки НН, кВ; ДРИ — мощ¬ ность потерь к. з. в трансформаторе, кВт; і4к% ■—напряжение к. з. трансформатора; «н,р%—реактивная составляющая напря¬ жения к. з. Активные и индуктивные сопротивления нулевой последовательности понижающих трансформаторов с соединением обмоток Д/Ун-11 практически равны соответственно активным и индуктивным сопротивлениям прямой последовательности. При соединении обмоток трансформа¬ торов по схеме У/Ун-0 активные и индук¬ тивные сопротивления нулевой последова¬ тельности значительно больше соответству¬ ющих сопротивлений прямой последователь¬ ности и должны быть получены от заводов- изготовителей. При отсутствии заводских данных для приближенных расчетов могут быть исполь¬ зованы данные, приведенные в табл. 2-47. Таблица 2-47 Значения активных и индуктивных сопротивлений нулевой последовательности трансформаторов 6—10/0,4—0,23 кВ со схемой соединения обмоток У/Ун-0 [2-2] Мощность трансформа¬ тора, кВ-А “к- % Сопротивление ну¬ левой последова¬ тельности, мОм активное *0, т индуктив¬ ное х0> т 160 4,5 151 367 250 4,5 96,5 235 400 4,5 55,6 149 630 5,5 30,3 96,2 1000 5,5 19,1 60,6 б) Шинопроводы Значения активных и индуктивных со¬ противлений фазы и петли фаза — нуль комплектных шинопроводов заводского из¬ готовления типа ШМА до 1000 В приведены в табл. 2-48. в) Кабели Активные и индуктивные сопротивления кабелей при напряжении до 1000 В приве¬ дены во втором томе справочника. г) Аппараты в установках до 1000 В Ориентировочные значения индуктивных и активных сопротивлений первичных обмо¬ ток катушечных трансформаторов тока при¬ ведены в табл. 2-49, катушек (расцепите¬ лей) максимального тока автоматических выключателей — в табл. 2-50 и переходных сопротивлений контактов отключающих ап¬ паратов— в табл. 2-51. Расчет токов трехфазного к. з. Начальное действующее значение пе¬ риодической составляющей тока трехфазно¬ го к. з., кА, без учета влияния непосредст-
Таблица 2-48 Значения активных и индуктивных сопротивлений фазы и петли фаза — нуль комплектных шинопроводов до 1000 В по [2-38] Тип шино¬ провода Номи¬ нальный ток, А Электро- динами¬ ческая стойкость, кА Размеры сечения, мм2 Сопротивле¬ ние фазы, мОм/м Сопротивление петли фаза—нуль, мОм/м фазных шнн нулевого провода активное индуктив¬ ное полное активное индуктив¬ ное ШМА73 1600 70 2(90X8) 2X710 0,031 0,017 0,123 0,072 0,098 ШМА68Н 2500 70 2(120X10) 2X640 0,027 0,023 — — -— ШМА68Н 4000 100 2(160X12) 2X640 0,013 0,020 — ■—■ — ШЗМ16 1600 90 2(100X8) 1500 0,017 0,014 0,067 0,052 0,043 ШРА73 250 15 35X5 -— 0,20 0,10 — .— — П1РА73 400 25 50X5 — 0,13 0,10 ■—- — — П1РА73 630 35 80X5 — 0,085 0,075 — — — Примеч 1 а н и е. Шинопроводы ІПМА и ІПЗМ — на 660 В, ІПРА — іа 380/22С в. Таблица 2-49 Ориентировочные значения сопротивлений первичных обмоток катушечных трансформаторов тока НН Коэффициент трансформации трансформаторов тока Значение сопротивлений, мОм, первичных обмоток катушечных трансформа¬ торов тока класса точности 1 2 х X Г 100/5 2,7 1,7 0,7 0,75 150/5 1,2 0,75 0,3 0,33 200/5 0,67 0,42 0,17 0,19 300/5 0,3 0,2 0,08 0,088 400/5 0,17 0,11 0,04 0-05 500/5 0,07 0,05 0,02 0,02 Таблица 2-50 Ориентировочные значения сопротивлений катушек (расцепителей) максимального тока автоматических выключателей НН Номинальный ток катушки, А Значения сопротивлений X н /, мОм * г (при 65°С) 100 0,86 1,8 140 0,55 0,74 200 0,28 0,36 400 0,10 0,15 600 0,094 0,12 Таблица 2-51 Ориентировочные значения переходных сопротивлений контактов отключающих аппаратов Номинальный ток аппарата, А Значения переходных сопротив¬ лений, мОм, аппаратов автомати¬ ческих выключа¬ телей рубиль¬ ников разъеди¬ нителей 50 1,3 — 70 1,0 -— .— 100 0,75 0,5 — 150 0,65 — — 200 0,6 0,4 — 400 0,4 0,2 0,2 600 0,25 0,15 0,15 1000 — 0,08 0,08 2000 — — 0,03 3000 — — 0,02 венно присоединенных местных асинхронных электродвигателей /<% = ——-ср'103 , (2-233) V 2 ]/" где (7ср — среднее номинальное междуфаз¬ ное напряжение ступени, на которой нахо¬ дится точка к. з., кВ; и —соот¬ ветственно суммарные активные и индук¬ тивные сопротивления прямой последова¬ тельности пепи к. з., мОм: Os = г1т + riKB + + гіш + + г1каб + гік; (2'234) ' *12 = *іс + *іт + *іКЕ + *ітт + *1111 + *ікаб, (2-235)
где Пт и яіт — активное и индуктивное со¬ противления понижающего трансформатора; гікв и Лікв — то же токовых катушек (расце¬ пителей) максимального тока автоматиче¬ ского выключателя; Птт и хітт — то же пер¬ вичных обмоток трансформаторов тока; пш и Ліш — то же шинопровода; йкаб и хікаб — то же кабеля; /чк-—суммарное активное со¬ противление различных контактных соедине¬ ний; Xie — индуктивное сопротивление внеш¬ ней питающей сети до понижающего транс¬ форматора, приведенное к ступени НН и равное: 2 I ^ср хіс — хс 177 WcpB где Хс — действительное индуктивное сопро¬ тивление внешней питающей сети до пони¬ жающего трансформатора; С/срВ — ступени, соответствующей обмотке ВН трансформа¬ тора. Ударный ток трехфазного к. з., А, в уста¬ новке напряжением до 1000 В без учета влияния местных асинхронных электродви¬ гателей iy=Ky|<2 1$, где /П1о — А; Ку — ударный коэффициент:; „ , , -0,01/Т. ( _ * *12 \ Ку = 1-Н где 7а= • РАСЧЕТ ТОКОВ ОДНОФАЗНОГО К. 3. Начальное действующее значение пе¬ риодической составляющей тока однофазно¬ го короткого замыкания, кА, без учета влияния местных асинхронных электродви¬ гателей в общем виде определяется по фор¬ муле ср-103 (г12+г2е+г0е)2+(*1Е~Ь*2е+*02)2 (2-236) где ДСр, кВ; r22, z2S — суммарные актив¬ ное и индуктивное сопротивления обратной последовательности пепи к. з., мОм, равные соответственно и л:12; г02 и х0%—соот¬ ветственно суммарное активное и суммар¬ ное индуктивное сопротивления, мОм, нуле¬ вой последовательности расчетной схемы относительно точки к. з., равные: г02 = го,т + ГІ;Е + гтт + г0ІІІ + “Ь го,каб “Ь гі,к> (2-237) *02 = *0,т + *кв Хіт + + *о,тп “Ь ^о,каб > (2-238) где го,т и хо,т — активное и индуктивное со¬ противления понижающего трансформатора при схеме соединения обмоток Д/У„-11, рав¬ ные Го,т=гіт и хо,т=^іт, а при схеме У/Ун-0 го,т#гіт и Хо,т=^=хіт и принимаются по табл. 2-47; г0,ш и хо,ш — активное и индук¬ тивное сопротивления шинопровода; го,І;ае и хо.каб — активное и индуктивное сопротив¬ ления кабеля. Для комплектных шинопроводов (табл. 2-48) сопротивления го,ш и хОіШ заводом-из¬ готовителем не приводятся, а задаются толь¬ ко сопротивления петли фаза — нуль. Расчет токов однофазного к. з. с уче¬ том комплектного заводского шинопровода определяется по приближенной формуле (§ 1-7-60 ПУЭ) ,(11 Дф.ср'Ю3 Дср’Ю3 2 . (2-239) где Дф.ср и Дер — соответственно фазное среднее номинальное и среднее междуфаз¬ ное напряжения в месте расположения точ¬ ки к. з., кВ; 2П= \/~Гд х2 — полное сопро¬ тивление петли фаза — нуль, включая со¬ противления шинопровода и все сопротивле¬ ния аппаратов и переходных сопротивлений контактов, начиная от нейтрали понижаю¬ щего трансформатора, мОм; zT — полное сопротивление трансформатора, мОм: zæ— (Гііт-І_Г2,т_Ь,'Оіт)?-|~(ХііТ-|-х2Т-|_*о,т)2- (2-240) 2-30. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТОВ ТОКОВ ТРЕХФАЗНОГО И ОДНОФАЗНОГО К. 3. В УСТАНОВКАХ 0,4 кВ С ТРАНСФОРМАТОРОМ МОЩНОСТЬЮ 1000 кВ-А, 10/0,4—0,23 кВ РАСЧЕТ токов Грехфазного К. 3. Пример 3. Исходные данные. Расчетная схема я схема замещения приве¬ дены на рис. 2-30. Мощность трансформатора S,.,,,— = 1000 кВ-A, 10/0,4—0,23 кВ, мк=5,5%, мощность потерь к. з. АРІ(=12,7 кВт при полной нагрузке, схема соединения обмоток Д/Ун-11. Напряжение питающей подстан¬ ции 10,5 кВ. Периодическая составляющая тока трехфазного к. з. на шинах 10,5 кВ пи¬ тающей подстанции /,(31 = 10 000 А. Базисное напряжение той ступени, где рассматривает¬ ся к. з., Uq,ст~ Дер = 0,4 кВ. Комплектный шинопровод типа ШМА73, Лі=1600 А, длина /=100 м, сопротивление фазы Гф = 0,03 мОм/м, Хф = 0,02 мОм/м, со¬ противление петли фаза — нуль: гп,ф,п= = 0,076 мОм/м, хп,ф,н=0,132 мОм/м. Требуется рассчитать токи трехфазного к. з. в точках Кі и Kz- Расчет токов к.з. в точке Кі на сборных шинах 0,4 кВ трансформатора Расчет индуктивных и актив¬ ных сопротивлений прямой п о- с л е д о в а т е л ь н о сД и элементов схемы:
= 10 000 А дагмічііД» ши» ДО 5 К В 0,87 Т1 О г2 2,0* 8,8 л“гГ'ттг=Н rt1=rti = =8,6 0,08 U 4?? 0,15 Рис. 2-30. Расчетная схема и схема замещения к расчету токов к. з. на стороне 0,4 кВ трансформатора 1000 кВ-А, 10/0,4 — 0,23 кВ. а — расчетная схема; б — схема замещения прямой и обратной последовательности; в — схема за¬ мещения для расчета токов однофазного к. з. Значения сопротивлений к и г элементов схёмы от точки Кі до точки Кі принимают по расчету. 1. Сопротивление питающей подстанции (системы) хс=*і = (US,ai\2.10з У 3 С \ / 12,7-0,4е 1000? 10е = 2,04 мОм. 10 500 J/T-io ооо '0,41? —— -103 = 0,87 мОм; ,10,5/ 4. Индуктивное сопротивление транс¬ форматора 1000 кВ-А: = У8,8? — 2,04? = 8,6 мОм. гс — 0. 2. Полное сопротивление трансформато¬ ра 1000 кВ-А: «к°/сДн 5,5-0,42 zT = • 104= 104=8,8 мОм. т SHrT 1000 3. Активное сопротивление трансформа¬ тора 1000 кВ-А: Мег ,„о ГТ=Г8= 10в= SH,T 5. Сопротивление катушек (расцепите¬ лей) максимального тока хкв и переходных сопротивлений контактов гкоит автоматиче¬ ского выключателя QI: XltB=Xs=0,08 мОм; ГкВ=Гз=0,1 мОм; гвонт~ гв=0,15 мОм. 6. Сопротивление шииы от выводов трансформатора до сборных шин 0,4 кВ КТП: *ш,КТП = Х4 = 0’03’ гш,КтП~г4=®»1 мОм- 7. Сопротивления первичных обмоток трансформаторов тока ТА1 не учитывается, так как ТА1 одновитковые;
8. Суммарное переходное сопротивле¬ ние контактов на шинах, вводах и выводах аппаратов и контакта в месте к. з.по [2-35] rnepS = 15 мОм. 9. Суммарное индуктивное сопротивле¬ ние цепи к. з.: *12 = х1 + *2 + *3 + *4 0,87 + + 8,6 + 0,08 + 0,03 =9,61 мОм. 10. Суммарное активное сопротивление цепи к. з.: а) при /*пер2. на шинах и в месте к. з.» равном нулю: Os = О + + Гк + Г4 = 2,04 + + 0,1+0,154-0,1 =2,39 мОм; б) при гпер2 =15 мОм: Os = г2 + Г3 + r4 + rnepS = 2>04 + + 0,1 + 0,1 + 15 = 17,24 мОм. 11. Полное сопротивление цепи к. з.: а) при rnepS (переходное сопротивле¬ ние контактов шин и в месте к. з.), равном нулю: гі = l<rîs+*is = К 2,39?+9,61? = = 10 мОм; б) при гпер2 =15 мОм: г2 = + *fs = = V 17,242 + 9,618 = 19,7 мОм. Токи трехфазного к. з. 12. Начальное действующее значение периодической составляющей тока к. з.: а) при гпер2 (сопротивления контак¬ тов шин и в местах к. з.), равном нулю: t/б ст-103 0,4-10® /^0 = Г’+Z-- = = 23,1 кА; И32Х Кз-ю б) при rneps =15 мОм: 0,4-10® = =11,7 кА. V 3-19,7 13. Периодическая составляющая тока к. з., приведенная к стороне 10 кВ: а) при rneps =0 б) пригперЕ = 15 ,о, ,о, 1/нн 0,4 /gp = /go 7/ = 11,7ц^5 = °’44 кА- T аі 14. Постоянная времени соответственно: 9,61 = 0,0128 с; 314-2,39 Аіз “rlS *13 9,61 T’as = 0,00178 с. O)r2S 314-17,24 15. Коэффициент затухания апериоди¬ ческой составляющей тока к. з. при /=0,01 с: ^=е-°’°1/Га1 = 0,45; bz=e-O,O1/za2==0. 16. Ударные коэффициенты: /41у=1+71/= 1 +0,45 = 1,45; Агу = 1 + Xst = 1 • 17. Ударный ток. к. з.: і1у = 1,45 КТ-23,1 = 47,2 кА; г-2у = 1У 2 -11,7= 16,5 кА. Расчет токов к. в. в точке Кг с учетом комп¬ лектного шинопровода ШМА73 Расчет индуктивных и актив¬ ных сопротивлений прямой по¬ следовательности элементов схемы замещения: 1. Суммарные сопротивления до точки к. з. Кі (см. выше) = 9,61 мОм; ris = 2,39 мОм; r2S = 17,24 мОм. 2. Элементов автомата Q2: хкв = x.t — 0,09 мОм; гкв = = 0,11 мОм; /конт = гы = 0,15 мОм. 3. Первичных обмоток трансформато¬ ров тока ТА2 ие учитывается, так как ТА2 одновитковые (рис. 2-30). 4. Шинопровода ШМА73: Хш = = Хф I = 0,02-100 = 2 мОм; гш — г& = Гф I — 0,03-100 = 3 мОм. 5. Кабеля длиной 1= 12 м: хКаб = = х01 = 0,056 • 12 = 0 ,67 мОм; гкаб = гб = = 0,256-12 = 3 мОм. 6. Элементов автомата Q3: хКЕ = х7 = 0,094 мОм; гкв = г? = 0,12 мОм /"вонт — /"к? 0,25 мОм. 7. Первичных обмоток трансформато¬ ров тока ТАЗ: хттз = х8 = 0,07 мОм; /■T-J3 — тg — 0,05 мОм. 8. Суммарное переходное сопротивле¬ ние контактов на шинах, на вводах и выво¬
дах аппаратов и контакта в месте к. з. по [2-35] : rnepS ■= 20 мОм- 9. Суммарные сопротивления от сбор¬ ных шин 0,4 кВ КТП до точки к. з. /(г: x2S = 0,09 + 0 + 2 + 0,67 + 0,094 + + 0,07 = 2,92 мОм; г22 = 0,11 + 0,15 + 0 + 3 + 3 + 0,12 + + 0,25 + 0,05 = 6,68 мОм; r3S = r2S + rnepS = 26,28 мОм (при гы = 0). 10. Суммарные сопротивления от шин 10,5 кВ питающей подстанции до точки к. з. Kz- *3S ~ *12 + х22 = 9’61 + 2,92 = = 12,53 мОм; гзе = г12 r2S = 2,39 + 6,68 = = 9,07 мОм; Г4Е = '*12 + гпер2 = 2,39 + 20,0 = = 22,39 мОм. 11. Полные сопротивления: г1 = К4 + 4s = Кэ,072+12,532’= = 15,4 мОм; г2 = У = К22,392+ 12,53? « ~30. Расчет токов к. з. 12. Начальное действующее значение периодической составляющей тока трех- фазного к. з.: (3) ^б,ст-103 _ 0.4-103 П’01 ’ рТг, УТ-15,4 : = 15,0 кА; 0,4-108 /©2 = -^ = 7’7 кА- Уз -зо 13. Ударный ток к. з.: г уі = /п,оі — = 1,075VT-15,0 = 22,7 кА; zy2 = Ау VTZn,o2 = 1 КГ-7,7=10,85 кА. Расчет токов однофазного к. з. Пример 4. Исходные данные. Расчетная схема, схема замещения и техни¬ ческие данные трансформатора и питаю¬ щей системы — нз примера 3. Требуется рассчитать токи однофазного к. з. при к. з. на сборных шинах 0,4 кВ КТП, точка Кі. Расчет токов к. з. в точке Кі Расчет индуктивных и ак¬ тивных сопротивлений: 1. Питающей подстанции (системы) из примера 3: х10 = %і = 0,87 мОм; х2С = Xj = 0,87 мОм; хс2 — 2-0,87 = 1,74 мОм; гс, хо,с и го,с не учитываются (равны кулю). 2. Трансформатора 1000 кВ-А, 10/0,4— 0,23 кВ со схемой соединения обмоток Д/Уп-11 с учетом примера 3: хт2 =3-8,6 = 25,8 мОм; гт2 = 3-2,04 = 6,12 мОм. 3. Элементов автомата Q1: xkbS = 3\;в = 3-0,08 = 0,24 мОм; гкв2 = 3 (+в + гконт) = = 3(0,1 +0,15) = 0,75 мОм. 4. Шин от выводов трансформатора до сборных шин 0,4 кВ КТП: хш ктп = 3-0,06 = 0,18 мОм; гш ктп = 3-0,1 = 0,3 мОм. 5. Первичной обмотки трансформатора тока ТА0 — в нулевом проводе нейтрали трансформатора не учитываются, так как ТА0 одновитковый. 6. Первичной обмотки трансформатора ТА1 — не учитывается, так как трансфор¬ матор одновитковый. 7. Суммарное пере.ходиое сопротивле¬ ние контактов на шинах, вводах и выводах аппаратов и контакты в месте к. з. по [2-35] : гпер2 = 15 мОм. При расчете токов одно¬ фазного к. з. rnepS=3-15 = 45 мОм- 8. Суммарное индуктивное сопротивле¬ ние цепи к. з.: XS = *с2 + xtS + *кв2 + *ш,КТП = = 27,96 мОм; = гт2 + гкв2 + гш.ктп = 7,17 мОм; TS = Гт2 + гкв2 + гш,КТП + гпер2 = = 51,52 мОм. 9. Полные сопротивления цепи к. з.: = У rV2 + 4= 1^7,17?+ 27,96? = = 29 мОм; г2 = Кбі ,52?+ 27,96? = 59 мОм.
Расчет токов: 10. Токи однофазного к. з. З17ф-Ю3 l,73t/Cp-103 Zi Zi /(1) 'кі 1,73-0,4-Ю3 29 = 23,8 кА; (1)_ 1.73-0,4.10s — 59 = 11,7 кА. 2-31. РАСЧЕТ ТОКОВ К. 3. С УЧЕТОМ МЕСТНЫХ АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ НА НАПРЯЖЕНИЕ ДО 1000 В 1. Начальное действующее значение периодической составляющей тока к. з. от местных асинхронных электродвигателей, кА, рекомендуется [2-32] определять с уче¬ том активных сопротивлений электродвига¬ телей по формуле (2-241) где Е'о я — фазная сверхпереходная э. д. с. электродвигателя, кВ; Хд и гд — соответст¬ венно сверхпереходное индуктивное и ак¬ тивное сопротивления электродвигателя, мОм; хвв и гви — внешние сопротивления (кабель, провод), мОм. 2. Сверхпереходная э. д. с., В: Сд (^ф(О) cos Фо - /(0)гд)« + (2-242) где 17ф(о), Іт и фо — соответственно фазное напряжение, В, ток статора, А, и угол меж¬ ду векторами напряжения и тока статора в режиме, предшествующем к. з. (принимают¬ ся С1ф(о) =£7н,ф, 7(0) =7н, cos q>o=cos фн, Гд и Ом. В практических расчетах при отсутст¬ вии исходных данных можно принимать А*о,д =0,9 отн. ед., £0,д=°>9г/ф,ср в- 3. Активное сопротивление асинхронно¬ го электродвигателя в момент к. з. [2-32] : а) суммарное активное сопротивление статора и ротора: О Гц = Гі + -^~, (2-243) где гі — активное сопротивление статора, мОм; г2 — активное сопротивление ротора, приведенное к статору, мОм; Са=1,04 — ко¬ эффициент; б) активное сопротивление ротора элек¬ тродвигателя, приведенное к обмотке ста¬ тора, мОм: о -^*пуск (^н 4" А^мех) ^2 г2 = , (2-244) Запуск Лі (1 ®н) где Жпуск — кратность пускового момента, пуск —МпуекІМи; PS! и А — номинальная мощность, кВт, и номинальный ток, А, элек¬ тродвигателя; Д^мех — механические поте¬ ри электродвигателя (включая добавочные потери), кВт, которые обычно не превыша¬ ют 0,01 А-пуск=Ауск/7н; Эн — номиналь¬ ное скольжение электродвигателя, отн. ед.; в) активное сопротивление обмоток ста¬ тора асинхронного электродвигателя при от¬ сутствии данных завода-изготовителя опре¬ деляется: для электродвигателя, у которого пара¬ метры ротора изменяются с изменением скольжения (электродвигатель с глубоким пазом или с двумя обмотками на роторе), сопротивление обмотки статора приближен¬ но, мОм: Гі = .Ам^(1 — Чн) j 06, (2-245) З'нЧн где Км — отношение потерь мощности в ме¬ ди статора к суммарным потерям мощности в электродвигателе при Ів (обычно Км= =0,25=0,4, можно принимать Км=0,3-4-' 0,35) ; т]н — номинальный к. п. д. электро¬ двигателя, отн. ед.; для электродвигателей с фазным рото¬ ром и с простой беличьей обмоткой на ро¬ торе гі статора определяется по [2-32]. 4. Сверхпереходное индуктивное сопро¬ тивление асинхронного электродвигателя, мОм: = ]/"—’Ф. - • ІО*? -г\, (2-246) А Г \/*пуск/н / где — номинальное фазное напряже¬ ние электродвигателя, В; гд, мОм, по (2-243). 5. Ударный ток, к. з. от асинхронного электродвигателя, кА: іу—Ку 1^*2 /п;0,д> (2-247) где К,о,л — начальное значение периодиче¬ ской составляющей тока трехфазного к. з. по (2-241); „ —0,01/7,, — 0,01/74, Ку = е P-Ье а, (2-248) где Тр — расчетная постоянная времени пе¬ риодической составляющей тока статора, с;' Тг—постоянная времени затухания апе¬ риодической составляющей тока статора, с, „ хд + %каб 7Р- Ô ~ ; ®г2 Ч- ^каб (Г1 + гкаб) (2-249) (2-250)
В. ВЫБОР И ПРОВЕРКА АППАРАТОВ И ПРОВОДНИКОВ НАПРЯЖЕНИЕМ 1—220 КВ 2-32. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ Аппараты и проводники первичных це¬ пей должны удовлетворять следующим тре¬ бованиям: а) необходимая прочность изоляции для надежной работы в длительном режиме и при кратковременных перенапряжениях; б) допустимый нагрев токами длитель¬ ных режимов; в) стойкость в режиме короткого замы¬ кания; г) технико-экономическая целесообраз¬ ность; д) соответствие окружающей среде и роду установки; е) достаточная механическая прочность; ж) допустимые потери напряжения в нормальном и аварийном режимах. Проводники напряжением 35 кВ и вы¬ ше должны быть проверены по условию ко¬ роны. Ниже ' изложены требования по пер¬ вым трем пунктам; остальные требования изложены в соответствующих разделах Справочника. а) ТРЕБОВАНИЯ К ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ Изоляция аппаратов и проводников со¬ ответствующего рабочего напряжения мо¬ жет быть нормальная и облегченная. Для выбора целесообразного вида изо¬ ляции необходимо учитывать условия рабо¬ ты ее, наибольшее рабочее напряжение элек¬ троустановки и рассмотреть средства защи¬ ты изоляции от перенапряжения. В морских и запыленных зонах и при соседстве произ¬ водств, выделяющих газы, пыль и другие аэрозоли, вредно действующие на изоляцию и токоведущие части, необходимо предус¬ матривать мероприятия по устранению или ограничению вредного воздействия упомя¬ нутых выделений [2-2]. Электрооборудование для тропических стран выбирается согласно указаниям разд. 3. 6) ВЫБОР АППАРАТОВ И ПРОВОДНИКОВ ПО ДОПУСТИМОМУ НАГРЕВУ Аппараты и проводники по условию на¬ грева токами длительных режимов следует выбирать с учетом нормального и форсиро¬ ванного режимов, принимая во внимание: реальное перспективное развитие системы электроснабжения предприятия; неравно¬ мерное распределение токов между транс¬ форматорами, линиями, секциями шип и пр.; возможность форсированных послеаварий- ных и ремонтных режимов и перегрузочную способность электрооборудования и линий. Аппараты и ошиновку трансформаторов 35 кВ и выше следует выполнять с учетом замены их в дальнейшем на трансформато¬ ры большей мощности. В районах с мини¬ мальной температурой воздуха ниже —40“ С аппараты следует выбирать с учетом мини¬ мальных температур [2-31]. в) ВЫБОР АППАРАТОВ, ПРОВОДНИКОВ И ИЗОЛЯТОРОВ ПО РЕЖИМУ К. 3. В установках напряжением выше 1000 В по режиму к. з. следует проверять: электри¬ ческие аппараты, токопроводы и другие проводники, опорные и несущие конструк¬ ции для них; подходы линий электропереда¬ чи к подстанциям и ответвительные опоры при ударном токе 50 кА и выше, а также расстояния между распорками расщеплен¬ ных проводов. Исключение из этого прави¬ ла см. ПУЭ 1-4-3. Расчетная схема для определения токов к. з. выбирается исходя из условий, приве¬ денных в § 2-18. При этом допускается рас¬ считывать токи к. з. приближенно для -на¬ чального момента к. з. Кратковременные ре¬ жимы, как, например, параллельная работа рабочего и резервного трансформатора, не следует учитывать. За расчетную точку к. з. принимается такая, в которой аппараты и проводники находятся в наиболее тяжелых условиях (ПУЭ 1-4-4). За расчетный вид к. з. принимают: для определения электродинамической стойко¬ сти аппаратов, жестких шин и опорных кон¬ струкций для них — трехфазное к. з.; для определения термической стойкости аппара¬ тов и проводников на генераторном напря¬ жении электростанций (кроме участков за линейным реактором) — трехфазное или двухфазное к. з. (то, которое приводит к наи¬ большему нагреву); в остальных случаях— трехфазное к. з. Отключающую и включающую способ¬ ность аппаратов выбирают по большему расчетному току, получаемому при трехфаз¬ ном или однофазном к. з. на землю (в се¬ тях с большим током замыкания на землю). Если выключатель характеризуется трехфаз¬ ной и однофазной отключающими способно¬ стями, в расчет принимаются обе величины. 2-33. ТЕРМИЧЕСКАЯ И ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКАЯ СТОЙКОСТЬ АППАРАТОВ И ПРОВОДНИКОВ НАПРЯЖЕНИЕМ 1—220 кВ Термическая стойкость аппаратов и про¬ водников определяется следующим равен¬ ством: /2 X 'ч. п ZT,H *т,н ~ к’ где /Т)н — номинальный ток термической стойкости — действующее значение незату¬
хающего периодического тока к. з., установ¬ ленное заводом-изготовителем для отклю¬ чающих аппаратов в положении полного включения, кА; /т,н —■ номинальное время термической стойкости, к которой отнесен Л,я, с; Вк — тепловой импульс тока к. з., кА2-с. РАСЧЕТ ТЕПЛОВОГО ИМПУЛЬСА ТОКОВ К. 3. Тепловой импульс вычисляется в зави¬ симости от вида к. з. и расчетной схемы: си¬ стема, генератор — система, группа двигате¬ лей— система (рис. 2-31). Рис. 2-31. Типовые схемы для расчета теп¬ ловых импульсов токов к. з. а — система; б — генератор — система; в—'Груп¬ па двигателей — система. Система (удаленное к. з.). Исходную схему преобразуют в однолучевую с одним эквивалентным источником — система. Это справедливо в случае к. з. на подстанции без двигателей и компенсаторов, за трансфор¬ матором, в РУ 6—10 кВ электростанции, в питающей или распределительной сети, пи¬ таемой от электростанции через реакторы, и т. п. Принимают периодический ток к. з. Ів,с незатухающим, апериодический ток затухающим по экспоненте с постоянной времени Та с = х^/ог^ (обычно 0,005 — 0,2 с), где —расчетное относительное суммар¬ ное индуктивное сопротивление схемы при условии, что активные сопротивления равны нулю; — расчетное относительное сум¬ марное активное сопротивление схемы при условии, что реактивные сопротивления рав¬ ны нулю. Тепловой импульс от полного тока к. з., кА2-с: Вк = /п.е Ктк + ^а,с (1 ~ . При /отк/^а.с ВК = /п,с(<оТК + Га,с)- Пример. Определить тепловой импульс в кабельной линии 10 кВ при 10тк=2 с; 5баа=32 МВ-А; t/e=10,5 кВ; /б=1,75 кА; суммарном сопротивлении до точки к. з. y*s = 0,2; r»s = 0,009. Решение /п,с = 1,75/0,2 = 8,75 кА; Та.с = 0,20/(314-0,009) = 0,071 с; Вк = 208 кА2-С. Генератор — система (иеудаленное к. з.). Расчетная точка к. з. находится вблизи (за сопротивлением, близким к ну¬ лю) одного или нескольких генераторов или Рис. 2-32. Расчетные кривые относительных токовых Т„ и тепловых В*, импульсов. В индексе: I — турбогенераторы (кроме ТВВ-800) и синхронный компенсатор КВС-100; II — гидро¬ генераторы, синхронные компенсаторы (кроме КСВ-100) и турбогенератор ТВВ-800. синхронных компенсаторов. Исходную схему преобразуют в двухлучевую, выделив в од¬ ну ветвь (G) генераторы и компенсаторы, а во вторую ветвь (С) все остальные источ¬ ники. Определяют начальные значения пе¬ риодических токов к. з. от генераторов /п,о,г и от системы /п,с, принимая последний неиз¬ менным во времени. По расчетным кривым (рис. 2-32) определяют относительные теп¬ ловой В* и токовый Т„ импульсы для рас¬ четного времени tm«. В* — отношение теплового импульса из¬ меняющегося во времени периодического тока к. з. /п,т,г генератора к тепловому им¬ пульсу неизменного тока, равного начально¬ му значению тока /п,о,г генератора; г2 / 'п,0,г отк
T* — отношение токовых импульсов ге¬ нератора при наличии и при отсутствии из¬ менения тока за время істк.: т.. отк I ^п,т,г Ô /п,о,г ^отк r»i = r»2=r*s=0,0015; x„4 = x*s = 0,131; r.4= =r*s = 0,0017; x*6=*s7 = 0,1665; '\б=г*7 = = 0,00736; x*8=0,0125; r*8=0,000625; £*i = =£.2=£*s=l,ll; £„4=1. Преобразуем схему, выделив в отдель¬ ную ветвь генератор G1, связанный непос¬ редственно с точкой к. з. (рис. 2-33, е). Начальные периодические токи: Рис. 2-33. Расчет теплового импульса в схеме генератор — система. а — исходная схема; б — схема замещения; в — схема замещения вида генератор — система. Тепловой импульс от периодической со¬ ставляющей тока к. з. ^к,п = ^отк (^п.с “Ь Лі,0,г + + 2/п,с ^п.о.г от генераторов ^п,о,г — £»■1 /б х*г 1,11-4,12 0,146 = 31,1 кА; При проверке на термическую стойкость проводников и аппаратов, .установленных в цепи генератора, в случае к. з. на сборных шинах генераторного напряжения, тепловые импульсы: ^п,г = ^н,о,г ^отк’ ■Еща = Zn,c Та,с +7п,0,г Та,г + I 4/Д|С /п,о,г 1/Та,с+ 1/Та,г' где Ta,c=xs/<Brs—постоянная времени апериодической составляющей от системы; Та,г — то же от генератора (из каталога) от системы Дкд 7б 1,04-4,12 “ 0,099 = 43,3 кА . По рис. 2-32 относительные импульсы для турбогенератора G1: Т\ =0,727; Вх =0,553; 5к,п = 0,4(43,3? + 31,1?-0,553 + + 2-43,3-31,1-0,727) = 1748 кА?-с. По каталогу Та,г=0,245 с; +с2 0,099 7а,с— шгс2 “ 314-0,00203 ~ °’155 С' Вка = 43,3* 1 2-0,155 + 31,1?-0,245 + Вк — + £к,а. Пример. Определить тепловой импульс на ответвлении от шин генераторного на¬ пряжения ТЭЦ в схеме (рис. 2-33, а) ; torn= = 0,4 с. Исходные данные системы: SK=6000 MB-А, х/г=20; трансформаторов 2ХТД-63000/220; ик=14%, рк=390 кВт; генераторов ЗХТВФ-60-2; Рп=60 МВт, х*а = 0,146; t/B=10,5 кВ; гСт=0,0022 Ом; cos<p=0,8; Та, г = 0,2'45 с; реакторов 2ХРБА-10-3000-10: Дрф=22,6 кВт. Решение. Эквивалентная схема заме¬ щения (рис. 2-33,6): Sc=75 MB-А; U= = 10,5 кВ; /в=4,12 кА; х»1 = Хі2=х„зі=0,146; 4,43-3,31-1 1/0,155+ 1/0,245 = 1038 кА2-с; Вк = 1748 + 1038 = 2786 кА2-с. Группа двигателей — система. Расчет¬ ная схема характерна для установок с большой двигательной нагрузкой (промыш¬ ленные подстанции, собственные нужды ТЭЦ). Порядок расчета: 1. В исходной схеме выделяется группа двигателей, подлежащих учету, а осталь¬ ная часть схемы преобразуется в ветвь эк¬ вивалентного источника — системы. 2. Определяется начальный периодичес¬ кий ток системы /п,с.
3. Определяется начальный периодичес¬ кий ток от эквивалентного двигателя /в, о, д, заменяющего выделенную группу асинхронных и п2 синхронных двигателей типа ВДД и ДВДА: /п,о,Д — У /*пускі /иг + І=1 п2 + 1.22/пуск/иг. (2-261) 4=1 где Дпускі — кратность пускового тока і-го двигателя (по каталогу) ; /н г — номиналь¬ ный ток его. Допускается вести расчет по средней кратности пускового тока: (П1 П2 \ 2 +1.2 2 I ■ 4=1 4=1 / (2-252) Для асинхронных, синхронных и сме¬ шанных групп двигателей напряжением вы¬ ше 1000 В можно принимать ЛПусИ=5,5ч- 6,0 4. Вычисляется постоянная времени апе¬ риодической составляющей тока к. з. от си- стемы Та с = • ®''с2 5. Определяются постоянные времени эквивалентного двигателя: . I . ут . ï т' 1 п,о,д,і , _ Ы а.г *п,о,д,г . ^д уг . ’ а.д у г , ’ ^-'п.о.д.г ■і/п,о,д,4 где /п, о, д, г •— начальный периодический ток і-го двигателя (для асинхронных двигате¬ лей /п, 0, д = /» пуск/н, ДЛЯ синхронных /п, 0, д = 1.2/. пуск/н) ; T t ; Та, і — постоянные времени затухания периодических и апери¬ одических токов отдельных двигателей группы. 6. Апериодические составляющие токов эквивалентного двигателя и от системы за¬ тухают по экспонентам с близкими постоян¬ ными времени Та, в и 7а, с. Поэтому апери¬ одическую составляющую тока в месте к. з. можно представить в виде одной экспонен¬ циальной функции с постоянной времени: т- _ Га-С +-с + Ті.л. +,о,Д окоч 1 а,с,х — j , , ■ (2-203) СП, С “Г 'П.0.Д 7. Вычисляется тепловой импульс. Груп¬ па асинхронных и синхронных двигателей объединяется в одни эквивалентный двига¬ тель суммарной мощности с усредненными параметрами. Если в группе двигателей преобладают синхронные машины, то ®К,П ~ 41,с /отк + ЛцО,Д (1 —2і ;т’ ) _е отв д)+0,5/2Ад7дХ ( ~2t fT'\ х4а — е л), (2-254) где /п, о, д — начальный периодический ток от эквивалентного двигателя; Рис. 2-34. Расчет теплового импульса к. з. в схеме группа двигателей — система. Если преобладают асинхронные двига¬ тели, Вк = /п,с (/отк + Га,с,х) + + 4,о,д (О,5т;+та>сл) + . +2/п,о,д/п,с(^+^,е,.)- (2-255) Расчетные параметры эквивалентного двигателя секции 3—6 кВ собственных нужд ТЭЦ приведены в [2-32]. Пример. Рассчитать тепловой импульс на ответвлении от секции 6 кВ собственных нужд ТЭЦ в схеме рис. 2-34 при і0-т— =0,12 с; трансформатор Su=40 МВ-А;' «к=9,5%; Рц=140 кВт; система SK=' = 10 000 MB-А; 5ваз = 40 МВ-А; Цб= =6,3 кВ; /в = 3,66 кА (рис. 2-34). Учитывая подпитку к. з. только от дви¬ гателей аварийной секции А, объединяем их в один эквивалентный двигатель мощностью 15 МВт с расчетными параметрами /едуск=5,6; 7’ = 0,07с; 7ад = 0,04с. Периодический незатухающий ток от си¬ стемы F Z6 1,0 0,220 •3,66= 16,6 кА. /щс - *С2
Таблица 2-52 Параметры восстанавливающегося напряжения ВИ, установленные ГОСТ 687-70 для выключателей 6—220 кВ, кроме выключателей ПО кВ с номинальным током отключения Ік,т более 16 кА и выключателей 150—220 кВ с /н,от более 12,5 кА Літ'Чн, от1 % t/H, кВ 6 10 20 ЗБ НО 150 1 220 100 1,3 f ■10 7,0 4,6 3,6 3,0 2,5 2,0 ѵср 0,13 0,15 0,20 0,27 0,70 0,80 0,94 60 1,6 f 25 20 11 8,4 3,5 3,0 2,0 ср 0,39 0,52 0,58 0,77 1,00 1,18 1,15 Примечи и и е. ГОт — фактический ток отключения; /<а — коэффициент превышения ам¬ плитуды ВН; f— частота ВЫ, кГц, по ГОСТ 687-70; оСр — подсчитанная средняя скорость ВН, кВ/мкс. Начальный периодический ток от экви¬ валентного двигателя Лт.о.д = 7»пускj — 5,6-1,77 = 9,90 кА, где ZlIlti = = Tjcp cos (pcp [/+ [/H 15 = = ! >77 kA; 0,94-0,87- J/З -6 _ 0,051■16,6+ 0,04-9,90 Га,с,х— 16,6 + 9,90 = 0,047 c. По формуле (2-255) Вк = 16,6? (0,12 + 0,047) + + 9,92 (0,5-0,07 + 0,047) +2-9,9 X X 16,6(0,07 + 0,047) =92,5 кА2-с. РАСЧЕТ ВОССТАНАВЛИВАЮЩЕГОСЯ НАПРЯЖЕНИЯ (ВН) ПРИ ОТКЛЮЧЕНИИ К. 3. Отключающая способность выключате¬ лей существенно зависит от амплитуды и скорости восстановления напряжения (СВН) на контактах после обрыва тока. Номинальные значения СВЫ при отключе¬ нии номинального тока отключения /н, ст. выключателей приводятся в ГОСТ 687-70 или в каталогах, если СВН превышает тре¬ бования ГОСТ. Аналитическое определение ВН и СВН дано ниже. Во избежание пов¬ торного зажигания дуги необходимо, чтобы кривая восстанавливающейся прочности ду¬ гового промежутка шла выше кривой ВН. В приближенных расчетах проверку выклю¬ чателей по параметрам ВН следует произво¬ дить, пользуясь табл. 2-52, 2-53 и формула¬ ми табл. 2-54. Методика и примеры расчетов приведены в [2-32, 2-34, 2-41, 2-42]. Таблица 2-53 Параметры восстанавливающегося напря¬ жения ВН, установленные ГОСТ 687-70 для выключателей ПО кВ с номи¬ нальным током /Н1ОТ более 16 кА и выключателей 150—220 кВ с 7п,от более 12,5 кА Параметры Гн,кВ 110 150 220 Момент времени /0, мкс 350 425 630 Начальная скорость ВН, кВ/мкс 1,0 1,0 1,0 Коэффициент превыше¬ ния амплитуды 7G 1,0 1,0 1,0 При проверке выключателя по пара¬ метрам ВН различают три характерных ре¬ жима (рис. 2-35). 1. Отключение к. з. на линей¬ ном вводе выключателя, присо¬ единенного к сборным шинам электростанции или подстан¬ ции (точка /С), при токе к. з., близ¬ ком по значению к /а, ЦІ, выключателя. Ня-
чальная СВН на отключающей фазе выклю¬ чателя напряжением ПО кВ и выше, кВ/мкс: где /п т—действующее значение периоди¬ ческой составляющей отключаемого тока в момент расхождения дугогасительных кон¬ тактов, кА; ис=314 рад/с — синхронная уг¬ ловая скорость; za — эквивалентное волно¬ Рис. 2-35. Схема к выбору характерных точек к. з. вое сопротивление воздушных линий, Ом; Кс — коэффициент, учитывающий влияние емкости на сборных шинах; п — число ВЛ, остающихся присоединенными к сборным шинам в момент отключения к. з. Если /пт^0,4 А,,от, учета СВН в рассматривае¬ мом режиме не требуется [2-34]. 2. Отключение неудаленного к. з. (точка As). Неудаленным считается к. з. на воздушной линии, если ток к. з. пре¬ вышает 0,6/н,от выключателя (на расстоя¬ нии 0,5—5 км от места установки выключа¬ теля). Согласно ГОСТ 687-70 выключатели ПО кВ и выше должны отключать неуда¬ ленные к. з., если ток, протекающий через выключатель при к. з. на его линейном вы¬ воде, ие превышает номинального тока от¬ ключения. Поэтому для выключателей, удовлетворяющих требованиям указанного ГОСТ, проверка на ВН при неудаленных к. з. не требуется. 3. Отключение к. з. за транс¬ форматором (точка Аз). ВН при отключении к. з. в цепи трансформатора характеризуется собственной частотой fT и амплитудой Пв шах, которые для отечест¬ венных трансформаторов приведены в [2-42]. При отключении к. з. в цепи трансфор¬ матора (автотрансформатора) между тран¬ сформатором и выключателем (точка Аі) условия ВН определяются сетью и не зави¬ сят от параметров трансформатора. СВН следует определять как для к. з. на лилей¬ ном выводе выключателя (точка Аі). Вы¬ бирая выключатели среднего и особенно низшего напряжения автотрансформаторов, когда ток к. з. со стороны автотрансформа¬ тора 7т>/сети, необходимо определять ча¬ стоту и амплитуду ВН и сравнивать их с допустимыми значениями для выключателя. В цепях обмоток 35 кВ автотрансфор¬ маторов рекомендуется установка масляных или воздушных выключателей типа ВВУ-35, практически нечувствительных к высокой частоте ВН [2-34]. При составлении расчетных схем за¬ мещения принимают следующие условия [2-32]: 1) Все длинные линии (более 50 км), подключенные к сборным шинам, от кото¬ рых отключают ток к. з., представляют эк¬ вивалентными волновыми сопротивлениями: zE = z8 3zf z0 2го + zi где zi, Zo — волновые сопротивления линии прямой и нулевой последовательности. Среднее значение zB, Ом/км: Для линий с одиночными проводами 450 С расщепленной фазой: на два провода . 370 на три провода. 320 . 2) Короткие ВЛ (1—3 км), питающие тупиковые подстанции, представляют сосре¬ доточенной емкостью, подключенной к сбор¬ ным шинам из расчета 10 нФ/км независи¬ мо от напряжения линии. 3) Кабели 110—220 кВ, присоединенные к шииам, представляют в виде емкости (см. [2-32]). 4) Сборные шины и присоединенные к ним коммутационные аппараты н измери¬ тельные трансформаторы учитывают в виде емкости, нФ: 100 м ошиновки . 1 Один измерительный трансформатор напряжения 0,5 Выключатель, разъединитель ... 0,1 Реактор 0,2 5) Трансформаторные присоединения к шинам представляют одним эквивалентным одночастотным контуром, содержащим суммарную входную (со стороны сборных шин) емкость Ст2, нФ, и эквивалентную ин¬ дуктивность трансформаторов LT, Ги, свя¬ занных с источником питания: Ст = 0,5 JT Si \і=1
где п — число трансформаторов, присоеди¬ ненных к сборным шинам; Si — номиналь¬ ная мощность і-го трансформатора, МВ-А; L. Оф ®с ^к,т где /к, т=/п>т—действующее значение пе¬ риодической составляющей тока к. з. от ис¬ точников, находящихся за трансформатора- .ми, кА; — действующее значение номи¬ нального фазного напряжения сети, кВ; Ос — синхронная угловая скорость, рад/с. Таким же образом учитывают и авто¬ трансформаторы, если отключаемое к. з. на¬ ходится на стороне высшего напряжения. В случае отключения к. з. на стороне сред¬ него или низшего напряжения сеть, присое¬ диненная к обмотке высшего напряжения, учитывается как система неограниченной мощности, а сеть, присоединенная к обмот¬ ке низшего напряжения, учитывается как эквивалентная индуктивность. Определение параметров восстанавлива¬ ющегося напряжения на контактах перво¬ гасящей фазы выключателя в характерных режимах к. з. Первый режим. Отключение к. з. с землей на линейном вводе выключателя линии, присоеди¬ ненной к шинам станции или подстанции (рис. 2-35, точка Аі). Эквивалентная схема замещения системы показана на рис. 2-36. Мгновенный ток к. з. источника (ік) изменяется по линейному закону; L — эквивалентная индуктивность трансформаторов и автотрансформаторов, присоединенных к шинам; С — суммарная емкость шин и присоединенных к ним транс¬ форматоров, автотрансформаторов, силовых кабелей, коротких тупиковых ВЛ и комму¬ тационных аппаратов; /? — эквивалентное волновое сопротивление ВЛ (длиной более 50 км), присоединенных к шинам. Восстанавливающееся напряжение І7В, кВ, на контактах первогасящей фазы вы¬ ключателя можно определить по следую¬ щим формулам в зависимости от значения коэффициента т=2Т?//Е7с; 1) при т>1 Us = V 2 /к (эс L (1—cos (at), где а = І/j/LC ; <йс = 314 рад/с; 2) при m= 1 £Ав == Т/Л 2 /к <йс L X ( 2R \ ~~1 X 1 + (1 +-- / е L ; L \ А / 3) при т < 1 ,л- { ПЕ = V 2 /к <ùc L \ 1 — е L I . (2-256) (2-257) (2-258) При т>1 имеет место одночастотный колебательный процесс ВН с частотой, Гц: f = . (2-259) LC Коэффициент превышения амплитуды Іте (Иг' L K.s = . (2-260) Рис. 2-36. Схемы замещения системы для расчета восстанавливающегося напряжения при отключении трехфазного к. з. а —с землей; б — без земли. Средняя скорость СВН, кВ/мкс, за вре¬ мя 0,5 Т цср = 4 V 2 //к ос L ■ ІО'6, (2-261) 0,5 Т — время, в течение которого ВН дости¬ гает значения 0,4 амплитуды первого пика; T—Lnlz — постоянная времени восстано¬ вления напряжения (ВН). В приближенных расчетах, принимая волновое сопротивление ВЛ равным 450 Ом, е>с —314 рад/с, при т<1: начальная скорость, кВ/мкс: ц<3> = 0,2 — ; (2-262) п средняя скорость, кВ/мкс: »Ср ~ °.8», (2-263) где п — число ВЛ, остающихся присоединен¬ ными к шииам в момент отключения к. з. Следует принимать п—па—1, если и^З; п = па—2, если п>3, где па—общее число ВЛ, подключенных к шинам. Если подсчитанная по формуле (2-262) скорость к (3)^0,4 . кВ/мкс, то уточненных
расчетов ВН не требуется, так как даже для немодерпизнровалных выключателей серин ВВН гарантируется скорость такого по¬ рядка. Полученные значения f, Кл, пср сопо¬ ставляют с допустимыми по табл. 2-52 и 2-53. При /72 5^1 необходимо, используя фор¬ мулы (2-257), (2-258), построить кривую UB—f(t) и сравнить ее с нормированной ГОСТ 687-70. При т<1 ВН изменяется экспоненци¬ ально с начальной скоростью, кВ/мкс: к(3>= У І Ік e>c 10~6. (2-264) В приближенных расчетах ѵ и Ѵср ОП" ределяют по формулам (2-262) и (2-263). Для трехфазного к. з. в точке Кі, не соединенной с землей, в сети с заземленной нейтралью схема замещения системы пока¬ зана на рис. 2-36, б. Начальная скорость ВН приближенно определяется по формуле, кВ/мкс: 3 (1 + п) . (3 4-2«) : « 0,8п. V — 0,2 /к (3) средняя скорость (2-265) В сетях 220 кВ и выше, выполняемых на заземленных опорах с тросом, вероят¬ ность двух и трехфазиых к. з. без земли очень мала и ими можно пренебречь. Для линии ПО кВ и ниже, выполняемых на де¬ ревянных опорах без троса, необходимо считаться также с условиями отключения двух- и трехфазных к. з. без земли. Второй режим. Отключение неудаленного трехфазного к. з. с землей (точка /(2)- Восстанавлива¬ ющееся напряжение, кВ, состоит из основ¬ ной составляющей ВН со стороны шин иш и составляющей со стороны линии (7Л. На¬ кладываясь на основную составляющую, ко¬ лебания последней обусловливают очень высокую скорость ВН, кВ/мкс, что затруд¬ няет отключение к. з.: й/в — Z7j[ — У 2 7К сос L X Х(1 — e~RtlL) 4- УТ Ія a>cR' t; (2-266) г,(3)==|^Т/кСас(/?4_/?').іо-6, (9-267) где R' — волновое сопротивление линии, на которой произошло к. з.; R—эквивалентное волновое сопротивление оставшихся присо¬ единенными к шинам линий. Величина, кВ, и время наступления первого максимума ВН, мкс: ^ъ,тах = ’ tinaxî (2-268) W = 6,67/K, (2-269) где А — расстояние от выключателя до ме¬ ста к. з., км. Частота колебаний составляющей ВН со стороны линии, кГц; 300 /Л~4/К- (2-270) Третий режим. Отключение трехфазного к. з. за трансфор¬ матором (точка /<з) с землей. Трансформатор является одиочастотным контуром, емкость которого равна сумме входной емкости фазы трансформатора Ст, нФ, и дополнительной емкости СДоп участка РУ между выключателем и трансформато¬ ром. Индуктивность трансформатора LT, Гн: Ст = 0,5 У Sn ; U ifi UK 100-314 SH ’ где SB, UB, UK номинальные мощность, . MB-A, и напряжение, кВ, трансформатора и его напряжение к. з., %. Остальная часть системы может быть представлена так же, как в случае отключения к. з. иа линейном вводе выключателя. Восстанавливающееся напряжение иа контактах первогасящей фазы выключателя Дп=Дт4-Дш. Составляющую Z7,. можно определить по формуле (2-256), (7Ш — по. формулам (2-256) — (2-258). Полученную кривую ВН следует сравнить с нормирован, ной кривит ГОСТ. Скорость ВН на контак¬ тах выключателя определяет составляющая б/,.. Составляющая на начальную часть процесса ВН оказывает незначительное влияние. В приближенных расчетах можно определить коэффициент превышения ам¬ плитуды Ка> частоту собственных колебаний fi, Гц, и среднюю скорость ВН, кВ/мкс, по формулам гг V, COç. Z.т Ma = Л ; (2-271) (2-272). 2л V LTCT = <йс Ц.ІО'6. (2-273) Получеиные значения следует сравни¬ вать с допустимыми по табл. 2-52 и 2-53. 2-34. ФОРМУЛЫ И УКАЗАНИЯ ПО ВЫБОРУ И ПРОВЕРКЕ АППАРАТОВ И ПРОВОДНИКОВ НАПРЯЖЕНИЕМ 1—220 кВ а) ВЫКЛЮЧАТЕЛИ Выключатели выбирают по номиналь¬ ным значениям напряжения и тока, роду ус¬ тановки и условиям работы, конструктивно¬ му выполнению и коммутационной способ¬ ности. Выбранные выключатели проверяют на стойкость при сквозных токах к. з. и по параметрам восстанавливающегося напря¬ жения (см. табл. 2-54 н § 2-46). В первом приближении выбор выклю¬ чателя по параметрам ВН производится по формулам: О^С'ОГ.Г = ^гарант, Ка=^л,а,гарант, где V, Ка(Кп, а)—расчетные начальная скорость и коэффициент превышения ампли¬ туды ВН.
Гарантированные предприятием-постав¬ щиком кривые ВН при определенных токах отключения (30, 60, 100% 7Н, от) должны лежать выше и не пересекаться с соответст- вующими кривыми ВН в цепи выключа¬ теля. Если расчетный ток отключения /п т вы¬ ключателя меньше номинального тока от- Рис. 2-37. Кривая для определения коэф¬ фициента р. ключения /н, от> то допускаемая скорость может быть повышена исходя из неравен- ѵ Лі.ОТ ства — < -у— , где ѵ, ѵн —допускаемые он 'п,т скорости соответственно при /п т и при 7н,ОТ- При выборе /от.расч рассматривают слу¬ чаи к. з. с одной и с другой стороны выклю¬ чателя и принимают наиболее тяжелый слу¬ чай, при котором через выключатель про¬ текает наибольший ток, причем выключатель отключает поврежденный участок послед¬ ним. Как исключение допускается выбор по току к. з. за реактором на реактивиро¬ ванных линиях. Секционные выключатели, включенные последовательно с реакторами, должны быть рассчитаны на отключение к. з. на уча¬ стке между выключателем и реактором. Допустимые токи отключения выключа¬ телями ненагруженных линий см. табл. 2-55. Выключатель должен отключать нена¬ груженные фазы трехфазной линии при на¬ личии к. з. на землю в одной или в двух фазах. Гарантируемые значения токов отклю¬ чения и выключения выключателей, пред¬ назначенных для работы в сетях с изолиро¬ ванной нейтралью, относятся только к двух¬ полюсному и трехполюсному к. з.; для ос¬ тальных выключателей — к любому виду к. з. 6) РАЗЪЕДИНИТЕЛИ, ОТДЕЛИТЕЛИ, КОРОТКОЗАМЫКАТЕЛИ И ЗАЗЕМЛИТЕЛИ Разъединители и отделители выбирают по конструктивному выполнению, роду ус¬ тановки (внутренняя, наружная) и номи¬ нальным характеристикам: напряжению, длительному току, стойкости при токах к. з. Короткозамыкатели характеризуются так¬ же номинальными токами включения. Ос¬ новные условия для выбора разъединителей, отделителей, короткозамыкатели”! те же, что для выключателей согласно формулам табл. 2-54: в длительном режиме (1)—(4), при сквозных токах к. з. (12)—(15). в) ВЫКЛЮЧАТЕЛИ НАГРУЗКИ Выключатели нагрузки выбирают по номинальному току и напряжению и по то¬ кам отключения и включения при рабочем режиме, проверяют на стойкость при сквоз¬ ных токах к. з., а выключатели нагрузки с предохранителями также на предельных”! ток отключения предохранителя. Основные условия выбора выключателя нагрузки те же, что для выключателей на¬ пряжением выше 1000 В по формулам табл. 2-54. Коммутационная способность: Іт, и — —Ін, от^^от, расч; /вкл, н^/вкл, расч- Для выключателей с предохранителями lot, /и, О. г) ПЛАВКИЕ ПРЕДОХРАНИТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЕМ ВЫШЕ 1000 В Плавкие предохранители выбирают по конструктивному выполнению, номинальным напряжению и току, предельным отключае¬ мым току и мощности, роду установки (на¬ ружная, внутренняя) и в некоторых случа¬ ях с учетом избирательной защиты линий (табл. 2-56). Номинальное напряжение предохрани¬ теля (особенно кварцевого) должно соот¬ ветствовать номинальному напряжению ус¬ тановки (сети). Быстродействующие предо¬ хранители с кварцевым песком (типа ПК) значительно ограничивают ток к. з. и при¬ ближают cos <р к единице благодаря актив¬ ному сопротивлению дуги. Поэтому при выборе их можно не учитывать апериоди¬ ческую составляющую тока к. з., принимая 7ОТІ1 -^расч' Быстрое снижение тока после плавления вставки токоограничивающего предохранителя вызывает перенапряжение в цепи, которое зависит от индуктивности цепи и устройства предохранителя, в част¬ ности от длины плавкой вставки. Конструк¬ ция предохранителей типа ПК позволяет снизить кратность перенапряжений до до¬ пустимых пределов (2—2,5 [/$) расчетной кратности внутренних перенапряжений. Номинальный ток плавкой вставки сле¬ дует выбирать так, чтобы она не распла¬ вилась при максимальном токе форсирован¬ ного режима и переходных процессах. При последовательном включении нескольких предохранителей или выключателей с ре¬ лейной защитой и предохранителей необхо¬ димо обеспечить избирательность их дейст¬ вия при к. з. д) ТОКООГРАНИЧИВАЮЩИЕ РЕАКТОРЫ Токоограиичивающие реакторы выбира¬ ют по номинальным значениям тока, на¬ пряжения и индуктивного сопротивления, проверяют на электродинамическую и тер¬ мическую стойкость при к. з. согласно табл. 2-57. Выбор параметров реакторов и техноэкономическое обоснование примене. иия их для Ограничения токов к. з. в рас-
Таблица 2-54 выбор и проверка выключателей напряжением выше 1000 В Характеристика Обозначение или расчетная формула (см. ГОСТ 687-70) I. Расчетные величины установки Номинальное междуфазное напряжение, кВ / ^и,уст(сетн) Наибольшее рабочее напряжение, кВ ^и.р.уст 1’ 15^и,усг Наибольший рабочий ток максимального режима, А Наибольший ток форсированного режи¬ ма, А 'р.И ^р.ф_ Температура окружающей среды, °C: наибольшая ■& <40 ѵср,max среднесуточная Высота над уровнем моря, м Расчетные значения токов к. з., кА ^ср 35 Не больше 1000 См. разд. 2,Б Основные условия выбора выключателя приведены ниже II. Характеристика выключателя и привода Номинальное напряжение выключателя, кВ Наибольшее рабочее напряжение выклю¬ чателя, кВ Номинальный длительный ток при номи¬ нальных напряжении, частоте тока и тем¬ пературе окружающей среды О’ср.Іі=35°С, А Наибольший допустимый длительный ток при 0'ср=5^35оС, Л (Он — длительно допу¬ скаемая температура аппарата) ^н.уст г г > V ^н,р=^^и,р,уст 'н> ^р.ф^ Zp,H 1 ' — J 1 — ^СР 'р.д нр ОН_35 (4) III. Коммутационная способность выключателя Наибольшее гарантируемое значение сим¬ метричного тока отключения выключателя 1~, кА, в момент начала расхождения ду- гогасителы-іых контактов при наибольшем рабочем напряжении и прочих нормирован¬ ных условиях работы выключателя Номинальный (указанный на щитке вы¬ ключателя) ток отключения при нормиро¬ ванных условиях работы (ГОСТ 687-70) Расчетных”! ток отключения (действующее значение полного тока к. з., соответствую¬ щее /разм.конт) при номинальном напряже- нии, кА Периодическая составляющая расчетного тока к. з., кА Апериодическая составляющая расчетно¬ го тока к. з., кА Примечание. Если условия (5) и (7) выполняются, а условие (6) не выполняется, выклю¬ чатель выбирается по согласованию с предприятием-поставщиком. /от ZH,OT> Zot,h ^от,расч Zh,ot 7пт = 1~ < Zn,OT (5) /ат = /=<уГ/Н1ОТ₽я (6) (уг + /=) < ут /н>от (1 + Ря) (7)
Продолжение табл. 2-54 Характеристика Обозначение или расчетная формула (см. ГОСТ 687-70) Степень асимметрии отключаемого тока Номинальное относительное содержание апериодической составляющей номинально¬ го тока отключения (при т>80 мс прини¬ мают ₽=0) Расчетное время размыкания дугогаси¬ тельных контактов (наименьшее возмож¬ ное для данного выключателя время от момента возникновения к. з. до размыка¬ ния контактов), с То же при отключении не от встроенных реле, с Условное наименьшее время срабатыва¬ ния релейной защиты при отсутствии дан¬ ных, с Собственное время отключения выключа¬ теля с приводом, с Время горения дуги, с Полное время отключения выключателя с приводом (до погасания дуги), с Время действия основной релейной за¬ щиты, с /= ₽ = -где— < рн (рис. 2-37) ]Л2 /~ К т Рн = (рис. 2-37) 1^2 Лі,от ^разм.конт! — ^с.в 4~ ^ващ,пгг/г Т = /сс + 0,01 с ^защ,.-пгп “ 0,02 ^с,в! ^св.откл 7ОТ = 7С в + 7д ^защ Примечание. Для генераторов мощностью 60 МВт н выше и для особо ответственных линий в виде исключения следует принимать время действия резервной защиты. Полное время длительности к. з., с При 0,15 с><разы, конт ^-> 0,1 С Расчетный допустимый ток отключения при напряжении установки, меньшем но¬ минального, в пределах Ua выключателя до 77к/Кн, кА Предельный ток отключения выключате¬ ля (наибольший при различных напряже¬ ниях), кА Коэффициент зависимости 70т,пред от на¬ пряжения (для новейших быстродействую¬ щих выключателей Кн=1; для масляных выключателей без гасительных камер Кн= = 2-4-3) Номинальная мощность отключения (трехфазная симметричная) трехполюсного выключателя, МВ-А То же при наличии АПВ, МВ-А ^отк — ^от + ^защ f ~ I" 7от,расч ~ 1 / ~ I Uk .. 7от.д *н;от г ? <^н,уст от, пред’ 7п,0 *н 7н,от^7пг (указывается поставщиком) Кн ' 5от,АПВ Расчетная трехфазная мощность отклю¬ чения при (7„р1Уст=й=(7,і выключателя, МВ-А Коэффициент уменьшения S„,0T при на¬ личии АПВ указывается поставщиком при¬ ближенно: для воздушных выключателей Кдпв — К для масляных выключателей ^АПВ =°>7 расч О) £>от,расч ^АПВ "Sot,расч == И 3 /от.расч (7HpiïcT Л'апв
Продолжение табл. 2-54 Характеристика Обозначение или расчетная формула (СМ. ГОСТ 687-70). Ток включения выключателя — наиболь¬ ший гарантируемый ток включения при со¬ ответствующем наибольшем рабочем на¬ пряжении и нормированных условиях, кА: начальное действующее значение пери- ♦ ^ВКЛ Лі.ОТ (æ) одической составляющей амплитуда (1,8 — ударный коэффици¬ ент) Предельный ток включения выключате¬ ля — наибольшее значение тока включения при различных напряжениях, кА: начальное действующее значение пе¬ риодической составляющей амплитуда Собственное время включения выключа¬ теля с приводом, с Івкл>1.8КГ (11) Лвкл.пред ^вкл.н *вкл,пред *вкл,н ^вкл IV. Стойкость выключателя при сквозных токах к. з. Предельный ток термической стойкости, равный предельному току отключения вы¬ ключателя (ГОСТ 687-70), кА Время /п,т протекания тока /п,т (для вы¬ ключателей 35 кВ не менее 4 с, для вы¬ ключателей ПО—220 кВ не менее 3 с) Наибольшее допустимое среднеквадра¬ тичное значение тока h за время /, боль¬ шее /л,т, но не выше 10 с, кА Номинальный допустимый ток термиче¬ ской стойкости выключателя, кА, для но¬ минального времени А,и Тепловой импульс к. з. Номинальное время термической стойко¬ сти выключателя, к которому отнесен А, и, с Приведенное расчетное время (фиктив¬ ное) в случае расчета по методу эквива¬ лентного времени, с Ток электродинамической стойкости (или предельный сквозной ток) выключателя, кА: действующее значение ударный V. Проверка выключателя по параметрам восстанавливающегося напряжения переходного режима Ппр — По + С/сво5 Восстанавливающееся напряжение пере¬ ходного режима (ВЫ) в данной точке се- ти — напряжение, появляющееся на кон¬ тактах первогасящего полюса установлен¬ ного в этой точке выключателя непосред¬ ственно после погасания дуги в нем и со¬ стоящее из напряжения промышленной частоты I/o и свободных составляющих ІТсвоб (апериодической и периодической), кВ
Продолжение табл. 2-54 Характеристика Обозначение или расчетная формула (см. ГОСТ 687-70) Различают: а) действительное ВН, опре¬ деляемое параметрами сети, характеристи¬ ками выключателя и наличием в отключае¬ мом токе апериодической составляющей, кВ б)' собственное ВН (С/Е), определяемое только параметрами сети или испытатель¬ ной схемы, полученное при том напряже¬ нии, при котором производят отключение тока (i/o), и содержащее только одну сво¬ бодную составляющую; характеризуется частотой свободных колебаний f0 (или средней скоростью оср) и коэффициентом превышения амплитуды Л’п,а; К,,, кВ Максимальное собственное ВН (наиболь¬ ший пик или амплитуда первого максиму¬ ма), определяемое только параметрами се¬ ти, кВ Мгновенное возвращающееся напряже¬ ние (источника питания) на первом отклю¬ чающем полюсе выключателя — мгновенное значение (амплитуда) составляющей на¬ пряжения промышленной частоты (50 Гц) на первом отключающем полюсе в момент погасания дуги в нем при переходе тока через нуль, кВ Коэффициент превышения амплитуды ВН для одночастотного колебательного процесса Нормированная собственная частота ко¬ лебаний ВН, кГц: а0= 1//ІС Нормированная средняя скорость соб¬ ственного ВН при номинальном токе от¬ ключения, кВ/мкс Время от начала процесса восстановле¬ ния напряжения до момента, когда ВН до¬ стигает с/в.тах, с ^в,Д ив U^stiax', Й7в,м — 1^2 7/фАа ^возвр = Ц, Æ7 Uo л ~Vc^ t0 Таблица 2-55 Нормированные токи отключения невагруженных линий выключателями 110—220 кВ Напряжение выключателя, кВ Отключаемый ток линии, А ин ин> р НО 126 35 150 172 65 220 252 130 пределительной сети производят при раз¬ работке схемы электроснабжения промыш¬ ленного предприятия. Оптимальное значение расчетного тока к. з. следует определять с учетом экономического фактора (минимум затрат на электрооборудование и проводни¬ ки) и обеспечения необходимого качества электроэнергии (ограничения отклонений и колебаніи”! напряжения при резкоперемен¬ ных толчковых нагрузках). Как правило, ток к. з. в сетях промышленных предприятий должен позволять применение КРУ серий¬ ного производства [2-2]. В зависимости от места установки в схемах РУ реакторы разделяются на ли-
Характеристика Обозначение и формула Таблица 2-56 Выбор и проверка предохранителей напряжением выше 1000 В Основные условия выбора В длитель Наибольшая допустимая температура на¬ грева частей предохранителя в длительном режиме Ûh, °C: токоведущих частей, находящихся вне патрона, при /р,д—==Zh,bct наиболее нагретой точки внешней по¬ верхности керамического патрона при ^р,Д = /н,ВСТ то же патрона из органического мате¬ риала при /р,д 1 ,3 /ц,ВСТ При сквози Наименьший отключаемый ток предохра¬ нителя (наименьший симметричный ток) Номинальный (предельный) ток отклю¬ чения предохранителя — наибольшее дей¬ ствующее значение тока к. з. в момент к. з. или через 0,01 с после начала к. з.: симметричный с учетом апериодической составляющей для быстродействующих предохраните¬ лей типа ПК: симметричный мгновенный сквозной предельная симметричная трехфазная мощность отключения, МВ-А По условию избирательности действия Л»киД; іу.ожид — ожидаемые токи к. з. без учета токоограничивающего действия пред¬ охранителя ом режиме (1) —(4) табл. 2-54 105 105 100 [ X токах к. з. Ayr,мин ^р,ф ^ріН Ауг.н ^расч А>жид /ОТіУ>1,52Г'>/УіРасч п Аут.н А>асч Іскв^-іу,ожйд с" е" _ ! ] ]" от^ от.расч V н.уст 'расч См. разд. 2, Л нейные, групповые и секционные. Линейные реакторы рекомендуется устанавливать пос¬ ле выключателя, со стороны линии, причем отключающая способность выключателя выбирается по мощности к. з., ограниченной реактором. Для ограничения колебания напряже¬ ния у потребителей потеря напряжения в линейном реакторе в нормальном режиме должна быть не более 4—5% номинального напряжения. Поэтому номинальное реактив¬ ное сопротивление хр линейных реакторов принимают не более 5—8%, секционных до 8—10% и в виде исключения 12%. Приме¬ нение линейных реакторов с хр, меньшим 3% или большим 6—8%, экономически не¬ целесообразно. В целях уменьшения потерь электроэнергии, габаритов РУ и капиталь¬ ных затрат рекомендуется применять сдво¬ енные реакторы вместо одинарных. В расчетах колебания напряжения на сборных шинах, питающихся через сдвоен¬ ные реакторы, следует учитывать суточные колебания нагрузки и неодинаковое распре¬ деление нагрузки между секпиями. Поэтому номинальный ток одной ветви реактора при¬ нимают не менее 0,7 суммарного тока обеих ветвей. Недостатком сдвоенного реактора является повышение напряжения на непо¬ врежденной ветви при к. з. на стороне, дру¬ гой ветви.
Таблица 2-57 Характеристика и величина Обозначение н формула Выбор и проверка токоограничивающих реакторов Основные условия выбора В длительном режиме При сквозных токах к. з. Для сдвоенного реактора ток электроди¬ намической стойкости, кА: при протекании тока к. з. по одной ветви реактора или по двум ветвям в согласном направлении при протекании тока к. з. по двум вет¬ вям в противоположных направлениях (1)—(4) табл. 2-54 (12)—(15) табл. 2-54 гдин Uf 1'дин,пр ~ 0,35 Ідин Характеристики одинарных реакторов Номинальный коэффициент самоиндук¬ ции (индуктивность), мГн Номинальное индуктивное сопротивление (реактивность), Ом ((Л,— номинальное на¬ пряжение реактора, кВ; 1с — номинальный ток реактора, А) Номинальная реактивность, % Пв Пример. РБ-10-400-0,35; хр=0,35 Ом; ПЕ=10 кВ Потери напряжения в реакторе в нор¬ мальном режиме, % Коэффициент загрузки реактора Угол сдвига фаз между током и фазным напряжением за реактором Остаточное напряжение на сборных ши¬ нах подстанции при к. з. за реактором на отходящей линии, % Ток трехфазного к. з. за реактором, соот¬ ветствующий действительному времени от¬ ключения к. з. и минимальному количеству включенных генераторов, А Эквивалентное сопротивление сети до ре¬ актора, отнесенное к номинальной проход¬ ной мощности реактора Необходимая реактивность реактора при заданном остаточном напряжении, % П ример. Даны І7ост=0,6 Пп,Уст; lx,t— =8 кА; Ік, реакт — 400 А L V ЗІВ х о/ хр'н.К А Хр/о“ 10 ив 400-0,35 V 3 Хр%= ~ 2,4% 10-10 AÎ/%= Хр% sin<p ‘в ^р,н/Лз ч> U ІКІ ДОст % = 7Г І00=*Р% ~ = ь-'н 'Н = 19°*р% 0)6 Unyot Xg% “Ь хр% ЮР/н К,І Xg% + Хр% ХЭ% = хс% Хр% — UOCI% . ‘к
Продолжение табл. 2-57 Характеристика и величина Обозначение и формула Необходимая реактивность, % 0,4 Хр%=60-—=3% О Необходимая реактивность реактора по заданному наибольшему допустимому току к. з. за реактором при напряжении сети U,,с, % Эффективное значение периодической со¬ ставляющей тока к. з. до реактора, кА Заданное значение тока к. з., ограничен¬ ное реактором и соответствующее действи¬ тельному времени отключения при макси¬ мальном количестве включенных генерато¬ ров, кА / 1 Хр%=100/нІ —— I ‘к,і При наличии данных расчета тока к. в. (см. разд. 2,Б) Необходимая реактивность реактора, приведенная к базисным условиям, °/о Базисный ток системы, кА (Se, МВ-А; Us, кВ) Относительное сопротивление реактора, отнесенное к /о и Us Относительное сопротивление реактора, отнесенное к номинальным значениям на¬ пряжения и тока Результирующее сопротивление всей це¬ пи к. з. Суммарное сопротивление цепи до точки к. з. без реактора Если задана номинальная мощность от¬ ключения выключателя S„,OT (или ток от¬ ключения /в,от линии), то необходимую ре¬ активность реактора определяют из усло¬ вия Пример. Даны Se =100 MB-A; Us— і=10,5 кВ; л'* = 0,45; предусмотрена уста¬ новка выключателя ВНБ-10; /н,от=5,8 кА; ^н,реак“630 А. Решение юо Іб = - =5,5 кА; 0 3-10,5 X % — х*р,б j • Ю0 Зб •б = г— К зиб **р,б ~ ^*рез **р,н - _ /б /б х*рез Ли ~ I" Лі,ОТ ~ I" х*рез — » о —0,95; 0,8 х,.р, g — 0,95—0,45=0,5; 0,63 Xp%=0,5—L— -100-5,8%; 0,0 Этим данным соответствует реактор РБ-10-630-0,56
Продолжение табл. 2-57 Характеристика и величина Обозначение и формула Номинальные потери мощности в одной фазе реактора, кВт Активное сопротивление реактора при средней температуре обмотки 75° С, Ом Добротность реактора Номинальная проходная мощность (про¬ пускная способность в рабочем режиме) трехфазного комплекта реактора, кВ-А Реактивная мощность одной фазы реак¬ тора, квар Ра = 4г-10-3 Г Хр/г S =У"з (7н/н-10—3 q = 4vio-3 Характеристика сдвоенных реакторов Коэффициент самоиндукции (индуктив¬ ность) каждой ветви (половины) реактора при отсутствии тока в другой, мГн То же эквивалентный с учетом влияния взаимоиндукции обеих ветвей при одина¬ ковых встречно направленных токах в обе¬ их ветвях, мГн Коэффициент самоиндукции всего реак¬ тора при одинаковых согласно направлен¬ ных токах в обеих ветвях, мГн Коэффициент взаимоиндукции обеих вет¬ вей (изаимная индуктивность), мГн Коэффициент магнитной связи обеих ветвей Номинальная реактивность, % Индуктивное сопротивление (номиналь¬ ная реактивность) каждой ветви при от¬ сутствии тока в другой, Ом Напряжение на выводах сдвоенного ре¬ актора при к. з. на одном крайнем выво¬ де 2, В (см. рис. 2-23): на стороне питания на выводе 2 на выводе 1 При Un—Un,у ci Ток, протекающий через реактор, А Пример. Хв = хо,5=8°/о; К=Ксв = 0,5; Zh=750 А; /к=8 кА Ао,5= А/2 Z-О.Ь'н L ~ ^0,5в М К — Кап — т Ч),5 0/ У3 ЛіЖ0,5 Х^%=-^Г х0,Б = -Ч'-'=гоЧ5’І°_'3 U — UK—У 3 ZK n2=o àUi = V~3 /kxb(1 + Æ) ап1%=хе%(1-Н0“г- ÎK XUi% = 8 (1+0,5) = 128% U, /□
Таблица 2-58 Выбор и проверка трансформаторов тока Характер и стика Обозначение и формула Основные условия выбора и проверки По номинальным значениям напряжения и тока По классу точности По стойкости к токам к. з. (1) — (4) табл. 2-54 (1), (7) данной табл. (12), (15) табл. 2-54 и (12), (13) данной табл. Примечание. Дополнительные условия для выбора ТТ для релейной защиты см. разд. 2, Л Выбор по классу точности Класс точности По допустимой погрешности; 10%-ные кривые Номинальная вторичная мощность ТТ, В-А ■S2h — ^2н г2н S2 Номинальная вторичная нагрузка (значе¬ ние вторичной нагрузки с cos ф=0,8, при котором гарантируется класс точности и предельная кратность), Ом Расчетная потребляемая мощность (на¬ грузка) во внешней вторичной цепи, В-А Z2HS^Z2 ~ г2 (0 $2 = ^2н г2 ~ Р2 ~ ^приб + "Ь ^2н (гпр "Ь гконт) № Расчетная нагрузка наиболее нагружен¬ Zz ~ У^прибН- Гпр + Т'конт (3) ного ТТ (последовательно включенные об¬ мотки приборов и реле, провода и контак¬ ты), Ом Мощности, потребляемые измерительны¬ ми приборами, см. [2-43] Расчетное сопротивление контактов, Ом То же проводов, Ом <5>приб гнонт æ 0,1 f др = г2Н (Гдрнб +0,1) Наименьшее допустимое сечение прово¬ дов по условию погрешности, мм2 То же по условию механической прочно¬ сти, мм2: 8=-^ (4) Ѵ^пр медных 1,5 (2,5) алюминиевых 2,5 (4) (в скобках — при включении счетчи¬ ков) Удельная проводимость проводов у, м/(Ом-мм2): медных 57 алюминиевых 35 Расчетная длина проводов, м h Номинальный коэффициент трансформа¬ ции ТТ 7щ Пн — ~ ПБ «2Н Витковый коэффициент трансформации (а>і; w2 — число витков первичной и вто¬ ричной обмотки) Токовая погрешность ТТ — арифметиче¬ ская разность между действительным вто- «в= W-J рнчным током /2 и приведенным ко вторич¬ ной обмотке действительным первичным током /]
Продолжение табл. 2-58 Характеристика Токовая относительная погрешность ■— отношение действующего значения токовой погрешности Д7 к действующему значению приведенного первичного тока I р I2w2 — намагничивающие силы первичной и вторичной обмоток) Действительный вторичный ток 72 без учета погрешностей (при малом намагни¬ чивающем токе /о=О,54-3% расчетного тока Л=СЛн), А Обозначение и формула Д/ . /о — /, W, d1== 100= — — -100 (5) /, Л®! /2 — (6) Примечание. При больших кратностях первичного тока, особенно при насыщении магни- . . . СУ1 топровода, Іг определяется с учетом погрешностей: /2=(—Л+/о) Вектор 72 сдвинут на 180° относитель¬ но Л При положительной токовой погрешно¬ сти І2>Іі/пя, при отрицательной К<7і/яв Угловая погрешность ТТ (угол между вектором первичного тока и повернутым на 180° вектором вторичного тока) Примечание, й положительна, если вектор /2, повернутый на 180°, опережает вектор Л Полная относительная погрешность ТТ, % [(в условиях установившегося режи¬ ма — действующее значение разности меж¬ ду произведением коэффициента трансфор¬ мации на мгновенное значение вторичного тока і2 и мгновенным значением первично¬ го тока іі); Т — длительность периода то¬ ка] При наличии кривой — — (зависимости максималь- ного значения индукции Втах, Тл, от дей¬ ствующего значения напряженности маг¬ нитного поля Н, А/см) е, % (awa— удель¬ ная намагничивающая сила, А/см; I — сред¬ няя длина магнитного пути, см) Предельная кратность ТТ (кратность на¬ сыщения) — наибольшее отношение первич¬ ного тока к его номинальному значению, при котором полная погрешность при за¬ данной вторичной нагрузке не превышает 10% намагничивания awn I е = —.100<ю% А10 ‘2Я Кіо = Кгас/Кн — тнас (7) Примечание. При расчете по вольт-амперной характеристике ^ср =f(io), где /о — дейст¬ вующее значение намагничивающего тока, А, соответствующее наибольшему напряжению В, по вольт-амперной характеристике; 1,11 — коэффициент формы; Кю = 1.11 Кпр г2 Кн 100 70 К, и Кіо •10%
Продолжение табл. 2-58 Характеристика Обозначение и формула Номинальная предельная кратность ТТ, гарантируемая при номинальной вторичной нагрузке, кратность, при которой е не более 10% Tjr ^1,тах Л10.Н— г ^расч <1,Н (8) Расчетная кратность ТТ, при которой требуется обеспечить допустимую погреш¬ ность ТТ ^а Л.расч трасч — ,, ■ «И1.Н (9) Наибольший расчетный первичный ток установившегося режима, при котором тре¬ буется точная работа ТТ, А Л.расч Коэффициент апериодичности, учитыва¬ ющий влияние апериодического тока в пе¬ реходном режиме [2-44] tfa Коэффициент, учитывающий отклонение действительной характеристики намагничи¬ вания ТТ от типовой d = 0,8^ 0,9 Допустимая вторичная нагрузка ТТ при 10%-ной погрешности (сопротивление вто¬ ричной обмотки 2Обм~0), Ом (опреде¬ ляется по кривым предельной кратно¬ сти); В Случае ОТСУТСТВИЯ КрИВЫХ 22,доп = = Z2, нЛ) o/ntp a с y ^2,доп = гобм "Г ^нагр ~ ^й.нагр (10) Максимально возможная кратность вто¬ ричного тока при номинальной нагрузке г2н 1 2,max (И) 12 — ^2,B То же при нагрузке z2 —z2,H г2,Т ~Ь z2,H t4 - n *2, T *T~ 22 Наибольший возможный ток во вторич¬ ной обмотке при z2, А ^2,max — /з}н Полное электрическое сопротивление вто¬ ричной обмотки ТТ, Ом г2,т= ₽ = z2.t+ X2,t (по каталожным данным) Выбор и проверка по стойкости к токам к. з. Ток электродинамической стойкости ТТ (амплитуда), кА Допустимая кратность первичного тока (внутренняя электродинамическая стой¬ кость) Допустимый ударный ток к. з. по внеш¬ ней электродинамической стойкости, кА Допустимое усилие на головках изолято¬ ров (выводах) TT, Н Расстояние между фазами, см Расстояние от ТТ до ближайшего опор¬ ного изолятора, см (дин д— г 2 Дн^дин^’у (12) Kruh (по каталогу) Ідии.2 = 10,62 (13) РДнн> 0,088 і^І/а а I
е) ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА (ТТ) ТТ выбирают по номинальным напря¬ жению, первичному и вторичному токам, по роду установки (внутренняя, наружная), конструкции, классу точности и проверяют на термическую и электродинамическую стойкость при к. з. (табл. 2-58). Номинальный первичный ток выбирает¬ ся с учетом, параметров основного оборудо¬ вания, его перегрузочной способности и то¬ ков рабочего и форсированного режима ли¬ ний, в которые включается ТТ. Класс точности ТТ выбирается соответ¬ ственно необходимой точности измерения: для измерительных приборов класса точно¬ сти 1 и 1,5—ТТ класса 0,5; для приборов класса 2,5—ТТ класса 1; для расчетных счетчиков — ТТ класса 0,5. Классы точно¬ сти, установленные ГОСТ 7746-68, и допу¬ стимые погрешности ТТ см. [2-5 и 2-44]. Завышение коэффициента трансформа¬ ции пв ТТ, питающих расчетные счетчики, не допускается, так как искажаются пока¬ зания счетчиков при малых нагрузках. Ко¬ эффициент считается завышенным, если при 25% номинальной нагрузки линии или си¬ лового трансформатора ток во вторичной обмотке менее 0,5 А; см. также ПУЭ 1-5-17. Выбор ТТ для релейной зашиты см. разд. 2, Л; ТТ, питающие токовые цепи уст¬ ройств релейной защиты от к. з., должны удовлетворять условию полной погрешности е [ПУЭ Ш-2-26]. При погрешности е= = 10% ТТ работает у точки перегиба ха¬ рактеристики намагничивания (начала на¬ сыщения). Ток, соответствующий этой точ¬ ке, называется током насыщения /нас, а его кратность к номинальному току — кратно¬ стью насыщения тНас или предельной крат¬ ностью Кло. Выбранные ТТ проверяют на точность работы, сопоставляя расчетную нагрузку За с допустимой аг, доп- Определя¬ ют максимальную кратность трасч и по кривым предельной кратности или по 10%- ным кривым находят 2гдоп с учетом сопро¬ тивления проводов, реле и приборов и схе¬ мы их соединения. Подробно методы опре¬ деления аг доп изложены в [2-39 и 2-44]. Методы расчета допустимой нагрузки ТТ по условию 10%-ной погрешности при¬ годны для установившегося режима. В пе¬ реходном режиме вследствие влияния апе¬ риодической составляющей тока к. з. резко увеличивается намагничивающий ток и пол¬ ная погрешность ТТ доходит до 70—80%. Способ ориентировочной проверки надеж¬ ной работы токовых реле при больших по¬ грешностях ТТ изложен в [2-44]. Максимальная кратность вторичного тока п, которая может быть во вторичной обмотке при номинальной нагрузке Z2H, со¬ ответствует максимальному вторичному то¬ ку По значению І2тах прове¬ ряют надежность работы токовых защит и измерительных приборов при больших то¬ ках к. з. При большом удалении присоединяемых приборов и реле применяют ТТ с /гн=1 А. Допустимую нагрузку одноамперных ТТ следует проверять также по условию допу¬ стимого напряжения во вторичной обмотке при сквозных токах к. з. и допустимой по¬ грешности. Допустимые вторичные нагруз¬ ки ТТ в одном и том же классе точности при последовательном соединении вторич¬ ных обмоток увеличиваются вдвое, а при параллельном соединении уменьшаются вдвое. Последовательно можно включать и разные ТТ (например, классов Р и 0,5 и т. п.) при условии одинаковых коэффици¬ ентов трансформации [2-44]. Встроенные во втулки выключателей ТТ с номинальным первичным током 50, 75, 100 и вторичным током 2,5 А могут включаться только па¬ раллельно для получения вторичного тока 5 А. Внутренние и внешние параметры со¬ единяемых параллельно ТТ должны быть одинаковы. ж) ТРАНСФОРМАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ Трансформаторы напряжения (TH) для питания измерительных приборов и реле выбирают по номинальному напряжению первичной обмотки, классу точности, схеме соединения обмоток и конструктивному вы¬ полнению (табл. 2-59). В уточненных расчетах определение на¬ грузки TH ведется по наиболее нагруженной фазе TH (по которой проходит наибольший ток). Потребляемые мощности (нагрузки от приборов и реле) выражаются в вольт- амперах. Суммирование нагрузок в прак¬ тических расчетах производится арифмети¬ чески без учета коэффициентов мощности отдельных нагрузок (за исключением от¬ дельных случаев, когда 5расч>5НОм TH); неравномерность нагрузок по фазам учиты¬ вается приближенно в зависимости от схемы соединения. Все нагрузки, включенные на междуфазные напряжения, приводятся к напряжению 100 В, а включенные на фазные напряжения —к напряжению 100/1/з"[2-451. Классы точности характеризуются наи¬ большими допускаемыми ГОСТ погрешно¬ стями напряжения и угловой при условии, что вторичная нагрузка может изменяться в пределах (0,25—1,0) 5Н при cos<p=0,8, при первичном напряжении С'ІН± 10%, ча¬ стоте 50 Гп. Для TH установлены четыре класса точности: 0,2; 0,5; 1; 3. Цифра озна¬ чает предельно допустимую погрешность по напряжению в процентах. TH класса 0,2 применяют' для питания расчетных счетчиков, устанавливаемых на мощных генераторах и межсистемных лини¬ ях электропередачи; TH класса 0,5 — для питания расчетных счетчиков других при¬ соединений и измерительных приборов клас¬ сов 1 и 1,5; TH класса 1 —для указатель¬ ных приборов класса 2,5; TH класса 3 — для релейной защиты. Наиболее употребительные схемы соеди¬ нения TH и выбор сечения проводов вто¬ ричных цепей TH см. [2-45].
Таблица 2-59 Выбор и проверка трансформаторов напряжения (TH) Характеристика аппарата Обозначение и формула Основные условия выбора Номинальное напряжение первичной об¬ мотки Класс точности соответственно классу точности присоединяемых измерительных приборов (&U, &идои — расчетная и наи¬ большая допустимая погрешности напря¬ жения по ГОСТ 1983-67) Расчетная погрешность напряжения (или коэффициента трансформации) TH, %, Ui", У іи', U2; U2B—действительные и но¬ минальные напряжения первичной и вто¬ ричной обмоток; Пн — номинальный коэф¬ фициент трансформации, пн—пном = — Uih/Uzh При nBU2>Ui погрешность положитель¬ на, при nHlh<Ui— отрицательна) Угловая погрешность (угол ô между век¬ тором первичного напряжения Ui и повер¬ нутым на 180° вектором вторичного напря¬ жения Û2), Номинальная мощность TH в требуемом классе точности, В-А Расчетная нагрузка вторичной обмотки наиболее нагруженной фазы, В-А В ориентировочных расчетах принимают номинальную мощность группы TH ^1Н ^н.уст(сети) АН < А(УДОП АП = Ии П2 Lf] •100 (1) (2) 8» tgô, (так как угол ô очень мал) Ап — SHOM •Зрасч Srp > Spac4 = S (Snprô + "Зреле) (без учета их схем включения и cos <р) В отдельных случаях, когда SPac4>Srp, во избежание необоснованного завышения мощности TH следует учитывать cos <р на¬ грузки, считая по формуле «Зрасч = У(ХР2)?+(Х(22)?. где SP2, XQ2 — сумма активных и реак¬ тивных нагрузок [2-5]. Если погрешность TH не имеет значения для работы приборов и реле, то принима¬ ют Smtœ^Spacu, где Smax — максимально допустимая мощность TH по условию на¬ грева При условии постоянства сопротивления прибора (реле) при напряжении U и Г/Расч пересчет с другого напряжения на расчет¬ ное производится по формуле [5раСч — по¬ требление мощности" при расчетном (линей¬ ном или фазном) напряжении t/расч! Su — потребление мощности при напряжении С7] Если известно только сопротивление ре¬ ле (прибора) При отклонении напряжения не более ±10% Ніи номинальную мощность TH сле¬ дует принимать, В-А •Зрасч — Su "^расч ^расч/2 Su, = «h (t/i/t/1H)? ' U расчѴ U ) Соответствующую номинальную вторич¬ ную нагрузку, Ом
з) ШИНЫ, ПРОВОДА, КАБЕЛИ и изоляторы ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК НАПРЯЖЕНИЕМ 1—220 кВ Рис. 2-38. Расчетные кривые температуры нагрева алюминиевых и медных провод¬ ников при к. з. Рис. 2-41. Графики динамических коэффи¬ циентов напряжения в материалах шин в зависимости от частоты собственных ко¬ лебаний. Рис. 2-39. Расчетные кривые для определе¬ ния коэффициента, учитывающего тепло¬ отдачу в кабелях с алюминиевыми жилами и бумажной пропитанной изоляцией или полихлорвиниловой изоляцией при к. з. Рис. 2-40. Кривые для определения темпе¬ ратуры нагрева проводников при к. з. Рис. 2-42. Кривые для определения коэф¬ фициентов. а — коэффициент формы ô: 1 — для двухполюс¬ ных шин; 2 — для трехполюсных шин; б — коэф¬ фициент формы шнн прямоугольного сечения.
Рис. 2-43. Кривые динамических коэффи¬ циентов напряжения в материале шины от взаимодействия полос пакета одной фазы в зависимости от частоты собственных коле¬ баний полосы пакета. Рис. 2-46. Способы установки сдвоенных реакторов РБС, РБСУ, РБСГ, РБСД, РБСДУ, РБСДГ. Рис. 2-44. Графики динамических коэффи¬ циентов нагрузки на изоляторы в зависимо¬ сти от частоты собственных колебаний шины.' Рис. 2-45. Способы установки одинарных реакторов РБ, РВУ, РБГ, РБД, РБД У, РБДГ. а — вертикальная установка реакторов РБ, РБД: б ~ горизонтальная установка реакторов РБГ, РБДГ; в — ступенчатая установка реакторов РБУ, РБДУ. а — вертикальная установка реакторов РБС, РБСД; б — горизонтальная установка реакторов РБСГ, РБСДГ; в — ступенчатая установка реак¬ торов РБСУ, РБСДУ. плотности тока (за исключением сборных шин РУ и шин временных установок), про¬ веряют на допустимый длительный ток на¬ грузки и на стойкость при к. з. (табл. 2-60). Прямоугольные, профильные и трубчатые шипы следует выполнять из алюминиевого сплава марки АДЗІТ. Допустимые электри¬ ческие нагрузки на них те же, что и для алюминиевых шин, указанные в ПУЭ; при¬ соединение их к медным выводам аппара¬ тов выполняется без медно-алюминиевых пластин. Шинные линии трансформаторов и ге¬ нераторов при токах свыше 2 кА выполня¬ ют с защитными кожухами из листового алюминия, что резко уменьшает электроди¬ намические силы взаимодействия проводни¬ ков при к. з. В случае длинных токопрово- дов (более 100 м) и шинопроводов на 3000 А и выше следует производить расчет электрического сопротивления ошиновки. Проверку кабельных линий на термичес¬ кую стойкость при к. з. следует выполнять: для одиночных коротких литій (не более строительной длины кабеля) при к. з. в на¬ чале линии; для одиночных линий с соедини¬ тельными муфтами — при к. з. в начале каж¬ дого участка (для выяснения возможности ступенчатого уменьшения сечения кабеля по длине линии) ; для линий из двух и более параллельно ' включенных кабелей — по сквозному току при к. з. непосредственно за пучком. В случае незначительной разницы между расчетным сечением и ближайшим меньшим по стандарту следует принимать последнее. Термическую стойкость проводников в режиме к. з. рекомендуется определять вна¬ чале приближенными расчетами, пользуясь формулами (6) и (7) табл. 2-60, Если
Таблица 2-60 Выбор и проверка проводников Характеристика Обозначение и формула Выбор и проверка проводников на на¬ грев током длительного режима См. «Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудова¬ ния» Проверка проводников на термическую стойкость при к. з. Расчет нагрева током к. з. как одиноч¬ ных, так н пучка из двух и более парал¬ лельных проводников (при к. з. непосред¬ ственно за пучком) следует выполнять: А) Без учета теплоотдачи в окружаю¬ щую среду: для голых проводов и шин для изолированных проводов и кабелей, если то же при АПВ, если Критическая длительность к. з., с, при которой пренебрежение теплоотдачей в изоляцию дает погрешность 5% в значении превышения конечной температуры провод¬ ника над начальной Примечай и е. Для кабелей сечением s, ридиой изоляцией t Кр , с: См. табл. 2-54 Во всех случаях А: — ^оті: < Atp U) г'лпв < ^кр (2) Лір мм2, с бумажной пропитанной или поливпнилхло- с алюминиевыми жилами 0,65 s-ІО-2; с медными жилами 1,22s-ІО-2 Полное время цикла АПВ, включая вре¬ мя бестоковой паузы, с Б) С учетом влияния теплоемкости внут¬ рижильной пропиточной массы для кабелей с многопроволочными жилами и вязкой пропиткой, которая замедляет повышение температуры ^апв 1 Учтено при построении кривых (рис. 2-38) для определения температуры нагрева про¬ водников при к. з., а также введением по¬ правочного коэффициента А (табл. 2-61) В) С учетом теплового спада тока к. з. для всех проводников, если соотношение сопротивлении (рис. 2-38), (г0 — активное сопротивление проводника при 0° С, Ом; х — суммарное индуктивное сопротивле¬ ние цепи к. з., Ом) = > 0,2 *2 (3) Активное сопротивление токопроводящих жил кабеля постоянному току при темпе¬ ратуре t, °C, Ом/км (рас — удельное сопро¬ тивление при температуре 20° С с учетом надбавки на скрутку и нагартовку — для медных жил 0,0184; для алюминиевых 0,03125; s—сечение жилы, мм2; а — тем¬ пературный коэффициент, равный 0,004 для медных и алю?лнпиевых жил) Максимальная допустимая температура проводника при к. з. (табл. 2-62), °C Ht = “ П+а (і — 20)] s ^max ■ $1:
Продолжение табл. 2-60 Характеристика Обозначение и формула ■&Н — ■&() 4~ (Фдоп.дл — Фо н) Ѵр,нДр,д) Ю Начальная расчетная температура про¬ водника до к. з., соответствующая нормаль¬ ному продолжительному режиму работы без учета возможных перегрузок и форси¬ ровок, °C (/р,н.— рабочий ток нормального режима, А; /р,д — допускаемый длитель¬ ный ток, А; 'ô0='вер — температура окру¬ жающей среды, °C; вол — температура окружающей среды, принятая за номиналь¬ ную при нормировании /Р,д, °C; йдоп-лл — длительно допустимая температура провод¬ ника, °C) Конечная температура проводника при кратковременном нагреве током к. з. без учета теплоотдачи в изоляцию, °C Примечание. Температуры 'вп и ï)Ita определяют по кривым рис. 2-38. для чего следу¬ ет определить Оо по формуле (3), найти значение тепловой функции )и, соответствующее Фд, и подсчитать значение функции R, fK = fR+K~, s2 фкя Hd + ('О'к.а — Ѵн) П n (определяется по кривым рис. 2-39) где Вк — полный тепловой импульс тока к. з., А!-с (см. § 2-33); s — фактическое сеченне провод¬ ника, мм2; К — см. табл. 2-61. Если с0<0,2, то функцию fa а температуру 'і>к определяют по кривой ао~О; если со5=О,2 — по кривой, соответствующей найденному значению йэ; в выражение функции подставляют зна¬ чение В к, вычисленное прн г0. Конечная температура проводника при к. з. с учетом теплоотдачи в изоляцию, °C Коэффициент, учитывающий снижение температуры проводника вследствие тепло¬ отдачи в изоляцию, зависящий от материа¬ ла и сечеиия проводника, вида изоляции и длительности к. з. (при АПВ коэффи¬ циент т) следует брать по полному времени цикла, включая время бестоковой паузы) Минимальное термически стойкое сече¬ ние проводника, мм2 Примечание. Величины fK и определяются по кривой рис. 2-38 при ао~О. исходя соответственно нз кратковременно допускаемой прн к. з. и длительно допускаемой температуры для данного проводника; В —тепловой импульс, А2-с. В приближенных расчетах где А й s — тепловые функции, соответствующие начальной и конечной температуре проводника при к. з., А2-с/мм2, определяются по кривой рис. 2-40; С — термический коэффициент (функция) при номинальных условиях (табл. 2-62), с = Кдк Допустимый номинальный ток по усло¬ вию термической стойкости проводника при к. з., кА [<п==£п,ѵ -Нп.а — приведенное (фиктивное) время длительности ■ к. з., с; Znv и ^п>а — приведенное время соответ¬ ственно для периодической и апериодиче¬ ской составляющих тока к. з. (при Л<>1 с величину /п.а можно не учитывать)] - УЧ ін — Srf. <7) * ta V ta
Продолжение табл. 2-60 Характеристика Обозначение и формула Проверка проводников на электродинамическую стойкость при трехфазных к. з. Наибольшая статическая сила, действую¬ щая на среднюю фазу (находящуюся в на¬ иболее тяжелых условиях) трех параллель¬ ных проводников, расположенных в одной плоскости, при взаимодействии между фа¬ зами при трехфазном к. з. (без учета ме¬ ханического резонанса), Н (/у3>—ударный ток трехфазного к. з., А; I — длина пролета шин, м; йі — расстояние между осями шин смежных фаз, м) Сила взаимодействия между фазами на 1 м длины (без учета механического резо¬ нанса), Н/м То же с учетом механического резонанса, Н/м (г)о — коэффициент механического ре¬ зонанса или динамический коэффициент напряжения (рис. 2-41) в материале шины) Сила взаимодействия между полосами составной шины одной фазы, состоящей из двух полос, на 1 м длины, Н/м То же шины из трех полос, Н/м Коэффициент формы, зависящий от фор¬ мы сечения проводников и их взаимного расположения То же для двух- и трехполосных шин, если расстояние между осями полос со¬ ставной шины равно двойной толщине по¬ лосы (оі=2Ь) Допустимое напряжение в материале шин (табл. 2-63) Частота собственных колебаний шип, расположенных в одной плоскости, любой формы сечения, из любых металлов, Гц (I — длина пролета шины, м; Е — модуль упругости материала шины, Па (табл. 2-63); J— момент инерции поперечного се¬ чения шины относительно оси, перпендику¬ лярной направлению колебаний, м4; m — масса шины на единицу длины, кг/м [2-32]) А(3) = 2,04 43)2 ~ -10~’ = 2 у аг = 1,7&іУ)2 -- • 10—’ = /<3)/ ■ 10~7 (8 ) f(3)2 = — -Ю“7 (9) ai /д’ = 1]о (10) г(3>2 л /п = 0,26/<ф • 10~’ = — г<3’-9 - ІО"7 b b у (11) Zn = 01082 £-(3)2 . ю-7 = = — і<3,2-10“7 (12) b у Кф (рис- 2-42,6) ô (рис. 2-42,с) Одоп > Орасч 3,56 -в EJ ~~R |/ m (13)
Продолжение табл. 2-60 Характеристика Обозначение и формула Однополосные ши н ы Максимальное расчетное напряжение в материале шип любой формы сечения, рас¬ положенных в одной плоскости, параллель¬ ных друг другу, с равными расстояниями между фазами, при частоте ■0^200 Гц (без учета резонанса), Па; (і^І=КѵІк — = 1,81/ 21", А; аі, м; ZM, м; £— коэффи¬ циент, равный 10 для крайних пролетов и 12 для остальных пролетов; W— момент поперечного сечения шины относительно оси, перпендикулярной направлению силы F, м3) Максимальное расчетное напряжение в материале шин при указанных выше усло¬ виях, но при «<200 Гц (с учетом механи¬ ческого резонанса), Па (ï)o — динамичес- скнй коэффициент механического резонан¬ са, определяется по кривой рис. 2-41, соот¬ ветствующей найденному значению посто¬ янной времени затухания апериодической составляющей тока трехфазного к. з., Тй) Максимальный пролет между опорными изоляторами без учета механического резо¬ нанса, м (£=104-12; Одоп, Па; В7, м3;/<3>, Н/м) То же с учетом механического резонан¬ са, м Z2 г<3)2 Орасч ~ ~ 1 >76 ~ 10—7 № °расч,ц — °ф.Д “ °ф Двухполосные Расчетный пролет полосы, м (наиболь¬ шее допустимое расстояние между про¬ кладками двухполосной шины), (14) (15) (16) (17) (18) (19) Примечание. Чтобы иметь собственную частоту и^200 Гц, / должен удовлетворять двум условиям (18) и (19), где s н ~ расстояние между осями полос, м; /п =ft&3/12—момент инер¬ ции полосы, м5; b — сторона поперечного сечения полосы, параллельная направлению колебаний, м; h — то же перпендикулярная направлению колебаний, м; Е, Па; zy, А; ô, /(ф ~ коэффициенты формы; m п — масса полосы на единицу длины, кг/м Напряжение в полосе составной шины от взаимодействия полос одной фазы, Па (Z<3>, A; Zn, м; h, м; 6, м) Суммарное напряжение в материале двухполосной шины от взаимодействия фаз и полос одной фазы при собственных ча¬ стотах колебаний шин и полос не менее 200 Гц (без учета механического резонан¬ са), Па <?п е*<3)2£ 2Zi&s • ІО-7 (20) °расч — °ф "Ь сп (21)
Продолжение табл. 2-60 Характеристика Обозначение и формула Суммарное напряжение в материале шип при частоте собственных колебаний шин и полос менее 200 Гц (с учетом механичес¬ кого резонанса), Па (т]п — динамический коэффициент напряжения в материале ши¬ ны от взаимодействия полос пакета, опре¬ деляемый по кривой (рис. 2-43) в зависи¬ мости от собственной частоты колебаний полос для соответствующего значения постоянной времени T’a) °расч — °Ф,д Ч- °хі ’Лп (22) Таблица 2-61 Коэффициент К, учитывающий удельное сопротивление и эффективную теплоемкость проводника* Вид проводника Коэффициент К-10 s, мм*-°C/(А2 с) Алюминиевые шины, алюминиевые провода, кабели с алюминиевыми жилами и пластмассовой изоляцией, кабели с алюминиевыми однопроволочными жилами и бумажной пропитанной изоляцией То же с медными жилами 1,054 0,4570 Кабели с алюминиевыми многопроволочиыми жила¬ ми и бумажной пропитанной изоляцией То же с медными жилами 0,9350 0,4186 * При сечении проводника 300 мм2 и выше значении коэффициента К умножают на коэффициент Kg = Z? /Л ■ где Я • —сопротивления проводника соответственно переменному току 50 Гц и постоянному току [2-321. Сечение жилы, мм2 Коэффициент Kg Трехжильный кабель с поясной изоляцией Три одножильных кабеля, распо¬ ложенных впритык треугольником 300 1,052 1,025 400 1,095 1,05. 500 1,15 1,08 625 — 1,125 800 — 1,20 1000 — 1,29 расчетное термически стойкое сечение пре¬ вышает сечение, выбранное по условиям экономической плотности тока и длительно¬ го режима, следует произвести уточненные расчеты, учитывая: 1) фактическую на¬ грузку проводника и его действительную на¬ чальную температуру до к. з. вместо нор¬ мированной температуры, принятой в при¬ ближенных расчетах; 2) теплоотдачу в ок¬ ружающую среду, если /Кр>£к (см. табл. 2-60); 3) теплоемкость внутрижильной про¬ питочной массы для кабелей с многопрово¬ лочными жилами; 4) тепловой спад тока (для длинных кабелей), т. е. уменьшение тока, вследствие увеличения активного со¬ противления проводника при нагревании током к. з.; 5) увеличение активного сопро¬ тивления проводников сечением 300 мм5 и выше вследствие эффектов поверхностного и близости. Неучет вышеуказанных условий
Таблица 2-62 Значения термической функции С для кабелей би 10 кВ и шин Тип кабеля Функция С, А-с2/мм2, при напряжении кабеля, кВ Расчетная температура проводника, °C 6 10 начальная* & конечная Кабели с алюминиевыми одиопро- 92 94 65 200 водочными жилами и бумажной изо¬ ляцией То же с многопроволочиыми жи- 98 100 65/60 200 лами Кабели с медными однопроволоч- 140 143 65/60 200 ными жилами и бумажной изоля¬ цией То же с многопроволочиыми жи- 147 150 65/60 200 лами Кабели с алюминиевыми жилами 75 78 65 150 и поливинилхлоридной или резино¬ вой изоляцией То же с медными жилами 114 118 65 150 Кабели с алюминиевыми жилами 62 65 65 120 и полиэтиленовой изоляцией То же с медными жилами 94 98 65 120 Шины медные 165 165 70 300 Шины алюминиевые 95 95 70 200 * Начальная г\ГьП : в числителе — для кабелей 6 кВ, в знаменателе — для кабелей 10 кВ. /А'-’rt*1 Таблица 2-63 Допустимые напряжения в материале шин [2-32] Материал шин Марка Разрушающее напряжение в материале, МПа Допускаемое напряжение в материале °ДОП- МПа Модуль упругос¬ ти материала Е, 10‘ѵ Па Алюминий АО, А1 117,6 82,3 7 Алюминиевый сплав АДО АД31Т 58,8—68,6 130,0 41,2—48 91,0 6,5 (ГОСТ 15175-70 и АД31Т1 196 137,2 ■— 15176-70) Медь МГМ 245—254,8 171,5—178,4 10 Сталь мгт Ст. 3 245—294 272,4—460,5 171,5—205,8 . 190,7—322,4 10 20 может привести в некоторых случаях к не¬ оправданному завышению селения провод¬ ника. Приведенные ниже формулы уточненію, го расчета механических напряжений в ши¬ нах и усилий на изоляторы выведены при следующих допущениях [2-32]: 1) полная симметрия фазных сопротивлений шинных конструкций; 2) расчетное к. з. трехфазное, затухание периодической составляющей то¬ ка к. з. не учитывается; 3) упругость изоля¬ торов и опорных конструкций не учитыва¬ ется; 4) эффект близости между шинами разных фаз не учитывается при условии a-min^Sâ, где awtn— наименьшее допуска¬ емое расстояние между соседними фазами, при котором можно не учитывать эффект близости между шинами разных фазі; d —
' Таблица 2-64 Выбор и. проверка опорных и проходных изоляторов Характеристика Обозначение и формула Основные условия выбора В длительном режиме См. «Справочник по проектированию При сквозных токах к. з. термическая электрических сетей и электрооборудова¬ ния» (6) и (7) табл. 2-60 СТОЙКОСТЬ Максимальное усилие на головку опор- Д*31 cF ~ 0 6 F расч, доп ~ 1 разр ного изолятора при трехфазном ударном токе к. з. с учетом собственных колебаний шин, Н Разрушающее усилие на изгиб, Н Гразр (п0 каталогу) Коэффициент запаса прочности 0,6 Для опорных изоляторов с шинами, рас- 1 ІО-7 г 1 7^ * расч — 1, /о положенными в одной плоскости, с равны- а у ми расстояниями между фазами а и оди¬ наковыми пролетами 1 по обе стороны изо¬ лятора, при частоте собственных колебаний шин о^200 Гц, H (Z, м; а, м; іув,,А) То же для проходных изоляторов, H (Z3, Apac4=0,88-^Z<3>2^ м; а, м; іу, А) а у Кн То же для опорных и проходных изоля- f расч> д = -Z1 расч Ч/г торов в приближенных расчетах, если' т>< <200 Гц (с учетом механического резо¬ нанса) * Динамический коэффициент нагрузки (рис. 2-44) В случае разных пролетов (Zb Z2), м = Ui ^2) '0,5 Расстояние от головки проходного изо- 1-3 лятора до ближайшего опорного изолятора данной фазы, м Коэффициент, учитывающий расположе- К h = н„3/н ние шин на изоляторе: при расположении шин (высотой 20—100 мм) на ребро «0,8 плашмя Расстояние от основания изолятора до н^ню + ь + ~ горизонтальной оси шины, м (Н — высота изолятора, м; b — толщина нижней планки шинодержателя, м; h — высота шины, м) * В точных расчетах Ррасч, допределяется спец цельными методами. диаметр окружности, в которую вписывает¬ ся поперечное сечение шин одной фазы; 5) электромагнитное поле вблизи шины пло¬ ское, если Znp>5a, где Znp—длина прямо¬ линейного участка шины; а — расстояние между соседними фазами. Шины и изоляторы установок перемен¬ ного тока, выбранные по условию электро¬ динамической стойкости при к. з. без учета механического резонанса, следует проверить на механическое воздействие с учетом соб¬ ственных колебаний шин (механический ре¬ зонанс).
9-35 ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ АППАРАТОВ НАПРЯЖЕНИЕМ ВЫШЕ 1000 В 1. выключатели в ВЫКЛЮЧАТЕЛИ ВНУТРЕННЕЙ И НАРУЖНОЙ УСТАНОВКИ Таблица 2-65 нутренней установки (электромагнитные, маломасляные и масляные) ——— Предельный О Ф В* К Собственное время И и ф 03 сквозной ток» кА 3* s S <s 4 g® ч и сз « О выключателя с приводом, И £ Ф Ф ф g ° p о И о с. не бблее к ч Конструктив- Ê4 СЗ О \о У g s s_g ё ь и ° ю£Ч ф СЗ И Тип привода Тип ное исполне- сх а = g ь а ëü SSJ kÇ g ние ф S «&о ф л « и 3 к ч и СЗ S ф g'S - о о O S К и я ч « Я S S йствуюц ачение п ческой с ющей плитудн ачение л О К « л=к о ф н t=Cü K tu «g U л ч га Им И к инималы уза при к ф 2 f» ключени 3 м « и о СЗ S « Ощ X я к £ к Ч и S « ст eg Ф СО ь Sc м о g g - ВЭМ-6-2000/40-125 Электро- 6 6,9 2000 40 125 40 4 40 —- 0,35 0,06 1000 — ПЭ-22 встроенный ВЭМ-6-3200/40-125 магнитные 6 6,9 3200 40 125 40 5 40 — - 0,35 0,08 1236 — ПЭ-22 встроенный ВЭМ-10Э-1000/12,5УЗ* 10 12 1000 20 52 20 5 12,5 0,5 0,4 0,05 610 —- ПЭГ-7 ВЭМ-ІОЭ-1250/12,5У* 10 12 1250 20 52 20 5 12,5 0,5 0,4 0,05 600 — ПЭГ-7 ВЭМ-10Э-1000/20УЗ* 10 12 1000 20 52 20 4 20 0,5 0,4 0,05 600 — ПЭГ-8 ВЭМ-10Э-І250/20У* 10 12 1250 20 ' 52 20 4 20 0,5 0,4 0,05 599 — ПЭГ-8 ВЭ-Ю-1250-20ЎЗ 10 12 1250 20 51 20 4 20 0,5 0,075 0,06 522 — Встроенный пру- жинный ВЭ-10-1600-20УЗ 10 12 1600 20 51 20 4 20 0,5 0,075 0,06 522 — То же ВЭ-10-2500-20УЗ 10 12 2500 20 51 20 4 20 0,5 0,075 0,06 522 — » » ВЭ-10-3600-20УЗ 10 12 3600 20 51 20 4 20 0,5 0,075 0,06 522 — » » ВЭ-10-1250-31.5УЗ 10 12 1250 31,5 80 31,5 4 31,5 0,5 0,075 0,06 606 — » » ВЭ-ІО-І 600-31,5УЗ 10 12 1600 31,5 80 31,5 4 31,5 0,5 0,075 0,06 606 — » » ВЭ-10-2500-31,5УЗ 10 12 2500 31,5 80 31,5 4 31,5 0,5 0,075 0,06 606 — » » ВЭ-10-3600-31.5УЗ 10 12 3600 31,5 80 31,5 4 31,5 0,5 0,075 0,06 606 — » » ВМГП-10-630-20УЗ Маломасля- 10 12 630 20 52 20 4 20 0,5 0,3 0,12 140 4,5 ППВ-10УЗ ные ВМГП-10-1000-20УЗ горшков ые 10 12 1000 20 52 20 4 20 0,5 0,3 0,12 140 4,5 ППВ-10УЗ ВММ-10-400-10У2 Масляные ма- 10 12 400 10 25 10 4 10 0,5 0,2 0,1 90 3,5 Встроенный пру- БММ-10А-400-10У2** лообъемные 10 12 400 10 25 10 4 10 0,5 0,2 о,1 90 3,5 жиииый ВМПЭ-10-630-20УЗ ■ Маломасля- 10 12 630 20 52 20 4 20 0,4 0,3 0,09 235 5,5 Встроенный элек- ные, тромагнитиый
ВМПЭ-10-1000-20УЗ ВМПЭ-10-1600-20УЗ подвесное исполнение 10 10 12 12 1000 1600 20 20 52 52 20 20 4 4 20 20 0,4 0,4 0,3 0,3 0,09 0,09 235 240 5,5 5,5 То же Встроенный элек¬ тромагнитный 100 или 220 В по- етоянного тока ВМПЭ-10-630-3 !,5УЗ Маломасля- 10 12 630 31,5 80 31,5 4 31,5 0,4 0,3 0,09 235 5,5 То же ВМПЭ-10-1000-31,5УЗ ные, под- 10 12 1000 31,5 80 31,5 4 31,5 0,4 0,3 0,09 235 5,5 » » ВМПЭ-10-1600-31,5УЗ веское 10 12 1600 31,5 80 31,5 4 31,5 0,4 0,3 0,09 240 5,5 » » ВМПЭ-10-3200-31,5УЗ исполнение 10 12 3200 31,5 80 31,5 4 31,5 0,4 0,3 0,09 400 8,0 » » ВМГ-10-630-20УЗ Маломас- 10 12 630 20 52 20 4 20 0,3 0,1 140 4,5 ПЭ-ПУЗ; ПП-67 ВМГ-10-1000-20УЗ ляные 10 12 1000 20 52 20 - 4 20 0,3 0,12 145 4,5 ПП-67 гор шк овые МГ.Г-10-3200-45УЗ Генератор- 10 12 3200 45 120 45 4 45 0,5 0,4 0,12 ПЭ-21 УЗ МГГ-10-4000-45УЗ ные горни 10 12 4000 45 120 45 4 45 0,5 0,4 0,12 -— ПЭ-21УЗ МГГ-10-5000-45УЗ новые 10 12 5000 45 120 45 4 45 0,5 0,4 0,12 — —_ ПЭ-21 АУЗ МГГ-10-5000-63КУЗ 10 12 5000 64 170 64 4 63 0,5 0,4 0,12 — — ПЭ-21АУЗ ВК-ЮА-630-20У2*** Колонковые 10 12 630 20 52 20 4 20 0,5 0,075 0,05 180 12 Встроенный п₽У- 52 20 жинный ВК-ЮА-1000-20У2*** 10 12 1000 20 4 20 0,5 0,075 0,05 180 12 То же ВК-І0А-1600-20У2*** 10 12 1600 20 52 20 4’ 20 0,5 0,075 0,05 180 12 » » ВК-10А-630-31,5У2*** 10 12 630 31,5 80 31,5 4 31,5 0,5 0,075 0,05 180 12 » » ВК-10А-1000-31.5У2*** 10 12 1000 31,5 80 31,5 4 31,5 0,5 0,075 0,05 180 12 » » ВК-10А-1600-31.5У2*** 10 12 1600 31,5 80 31,5 4 31,5 0,5 0,075 0,05 180 12 » » * Буква Э (после напряжения) означает — со встроенным электромагнитным приводом» ** Буква А (после напряжения) означает —« экскаваторное исполнение. *** Без буквы А — с нормальными токоведущими выводами; с буквой А — с удлиненными.
Выключатели наружной установки Таблица 2-66 Тип Конструктив¬ ное испол¬ нение Номинальное напряжение, кВ Наибольшее рабочее напряжение, Номинальный ток, А Предель¬ ный сквозной ток, кА льный ток термической сти, кА Время протекания тока терми¬ ческой стойкости, с Номинальный ток отключения, кА Минимальная бестоковая пауза при АПВ, с Собственное время включени і выключателя с приводом, с, не более /Масса выключателя, кг Масса масла, кг Тип привода действующее значе¬ ние периодической S 2J Ï 2 5 ч _> О амплитудное значе¬ ние включения отключения Пр еде 1 стойко ВМК-35Э-1000-16У1* Масляные колонковые 35 40,5 1000 26 — 16 ,5 4 16,0 0,5 — 0,08 1070 100 ПЭ-31 н ВТ-35-800-12,5У1 Масляные 35 40,5 800 12,5 31,5 12,5 4 12,5 0,5 0,34 0,06 953 300 ШПП-67 ВТД-35-800-12.5У1 Масляные 35 40,5 800 12,5 31,5 12,5 4 12,5 0,5 0,34 0,12 953 300 ШПЭ-11 С-35М-630-10У1 35 40,5 630 10 26 10 4 10 0,7 — 0,05 930 230 ШПЭ-12 С-35М-630-10ХЛ1 камерные 35 40,5 630 10 26 10 4 10 0,7 — 0,05 930 230 ШПЭ-12ХЛ МКП-35-1000-25У1 подстанци- 35 40,5 1000 25 64 25 4 25 — 0,4 0,05 2505 800 ШПЭ-31 МКП-35-1000-25ХЛ1 онные 35 40,5 1000 25 64 25 4 25 __ 0,5 0,04 2505 800 ШПЭ-31 МКП-110М-630-20У1** НО 126 ІЗО 20 52 20 3 20 0,8 0,5 0,04 8905 8000 шпэ-зз МКП-110М-1000-20У1** НО 126 1000 20 52 20 3 20 . 0,8 0,5 0,04 8905 8000 ШПЭ-33 У-110-2000-40У1 НО 126 2000 40 102 40 3 40 0,9 — 0,05 — — ШПЭ-44У1 У-110-2000-50У1 Масляные НО 126 2000 50 135 50 3 50 0,9 0,83 0,05 10 300 5700 ШПЭ-46ІІ, 0,33*** камерные подстанци- 0 у*** ШПВ-46П 0,8 У-220-1000-25У1 онные 220 252 1000 25 64 25 3 25 0,9 0,06 27 165 27 000 ШПЭ-44П 0,45*** 0,08 ШПВ-45ГІ У-220-2000-25У1 220 252 2000 25 64 25 3 25 0,9 0,8 0,05 25 630 27000 ШПЭ-44П 0,45*** ШПВ-45П У-220-2000-25ХЛ1 220 252 2000 25 64 25 О ' 25 0,9 0,8 0,05 25 630 27000 ШПЭ-44ПХЛ, 0,45*** ШПВ-44ХЛ1 * Буква Э после напряжения в обозначении выключателя означает — с электромагнитным приводом. ** Буква М после напряжения означает, что выключатель имеет общую раму. *** В числителе — с электро магнитным приводом, в знаменателе — с пневматическим.
Выключатели внутренней и наружной установки (воздушные) Таблица 2-67 Тип Наибольшее рабочее напряжение, кВ Номинальный ток, А Предель¬ ный сквозной ток, кА Предельный ток термической стойкости, кА Время предельного тока терми¬ ческой стойкости, с Номинальный ток отключения, кА Частота или ско¬ рость восстанавли¬ вающего напряже¬ ния, кГц Собствен¬ ное время выключа¬ теля, с Номинальное относительное содер¬ жание апериодической составляю- щей Рабочее давление, МПа Расход воздуха на отключение, л Минимальное давление, при кото¬ ром обеспечивается отключение, МПа к в а с р £ Е Ь£ 2 р « с. « Привод действующее значение периодической состав¬ ляющей амплитудное значение при 60 % номинального тока отключения при 100 % номинального тока отключения включения отключения Внутренней установки ВВП-35УЗ 33 40,5 1250 16 41 16 4 16 8,4 3,6 — 0,04— 0,06 0,35 2 — — 1200 ШРПФ-ЗМ ВВЭ-35-20/1600УЗ 35 — 1600 20 52 20 4 20 2700 В/мкс 3200 В/мкс 0,28 0,06 0,35 2 2700 1,8 1500 ШРПФ-ЗМ Наружной установки ВВУ-35-40/2000У1 ВВУ-35-40/3200У1 35 35 40,5 40,5 2000 3200 40 40 100 100 40 40 3 3 40 40 Не ограничена То же — 0,29 2 2 4000 4000 1.6 1.6 7650 7650 ШРНА ШРНА ВВУ-35-40/2000ХЛ1 35 40,5 2000 40 100 40 3 40 То же — ■ м 0,29 2 4000 1.6 7650 ШРНА ВВУ-110-40/2000У1 ПО 126 2000 40 102 40 3 40 Не Ограничена — —. 0,23 2 3400 1.7 18 000 ШРНА ВВБМ-110Б-31.6/2000У1 по 126 2000 35 so 35 3 3,5 1000 В/мкс — 0,32 2 4500 1.6 7500 ШРНА ВВБ-110-16/1600У1 по 126 1600 26 67 26 3 16 13 6 1,, — 2 4500 ■—» 8000 ШРНА ВВШ-110-25/2000У1 по 126 2000 25 64 25 3 25 3,5 1000 В/мкс 0,2 0,035— л 0,35 2 11 000 — 9300 ШРНА ВВШ-110Б-25/2000У1 по 126 2000 25 64 25 3 25 3,5 1000 В/мкс 0,2 U, ио 0,035— 0 05 — — — — — ВВШ-150Б-25/2000У1 150 172 2000 — 3 25 3,5 1000 В/мкс — 2 — — 12 900 ШРНА ВВБ-220-12 220 252 2000 31,5 80 31,5 — 31,5 2,0 1200 В/мкс —. — 0,23 2 — 1,6 16 930 ШРНА ВВД-220Б-40/2000ХЛ1 220 252 2000 31,5 80 31,5 3 40 3,0 1000 В/мкс 0,24 0,06 0,23 3,2 8000 1,6 18 000 ШР-ЗХЛ1 220 252 2000 40 102 40 3 31,5 3,0 2000 В/мкс 0,24 0,06 0,23 2 15 000 2,6 18 000 ШР-ЗХЛ1 ВВП-220Б-20/1600УІ 220 252 1600 20 50 20 3 20 8,4 3,6 — — 0,23 2 1000 1,8 17 000 ШРНА Примечание. Условное обозначение выключателей расшифровывается следующим образом: В — (первая) выключатели; В —■ (вторая) воздушные; П — для частых включений; У — усиленные по скорости восстанавливающего напряжения; Ш — с шунтирующим сопротивлением; Б в конце типа — баковые; Д —■ с по¬ вышенным давлением; М — малогабаритные; Б после напряжения — категория изоляции по ГОСТ; У1, ХЛ1 — условия эксплуатации и категория размещения по ГОСТ.
2. ПРИВОДЫ И НАГРЕВАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА Таблица 2-68 Пружинные приводы Тип привода 1 Тип выключа¬ теля Номинальное на¬ пряжение элект¬ ромагнитов, В Пределы опера¬ тивной работы электромагнитов, о/ тт '°ин . Пределы опера¬ тивной работы электродвига¬ теля, % У Полезная мощ¬ ность на валу электродвига¬ теля*, Вт (В-А) Время заводки рабочих пружин привода, с, не более Номинальное на¬ пряжение элект¬ родвигателя, В ПОСТОЯН¬ НОГО тока перемен¬ ного тока включе¬ ния отклю-. чения постоян¬ ного тока перемен¬ ного тока ППВ-10 ВП-10 24,- 48, 110,220 100, 220, 127, 380 80—110 65—120 80—110 290(365) 30 ПО, 220 127, 220 ПП-67 ВТ-35 24, 36, 48, 110 220 100, 220, 127, 380 80—110 65—120 80—110 80(100) 20—30 ПО, 220 127, 220 * При номинальном напряжении. Электромагнитные и пневматические приводы Таблица 2-69 Тип привода Установившийся ток при напряжении ПО и 220 В* включающего электромагнита отключающего электромагнита Ток, А Пределы оператив¬ ной работы привода, % ив Ток, А Пределы оператив¬ ной работы привода, %г/н Электромагнитные пэ-п ПЭ-21 УЗ ПЭ-21 АУЗ ПЭ-22 ПЭГ-7 ПЭГ-8 ПС-31 УЗ ПІПЭ-31 ШПЭ-33 ШПЭ-46 ШПЭ-І2 120/60 290/145 —/250 —/148—250 160/80 212/106** 212/106 333/166,5 248/124 488/244 640*** 202/101 85—110 2,5/1,25 5/2,5 —/5 —/3,5 2.5/1,25 2,5/1,25 —/2,5 10/5 10/5 20/10 5/2,5 65—120 ШПЭ-44 480/240 93,5—1'21 В 10/5 71,5—132 В 187—242 В 143—264 В Пневматические ШПВ-45П 480/240 88—121 В 10/5 71,5—132 В 176—242 В 143—264 В ШПВ-46П 10/5 88—121 В 20/10 71,5—132 В 176—242 В 143—264 В * Данные в числителе относятся к ПО В, в знаменателе — к 220 В. ** Привод ПЭГ-7 на указанный ток потребления включающего электромагнита устанавли¬ вается для выключателя с предельным сквозным током и номинальным током включения 70 кА (амплитуда). *** Для выключателей УЧФѲ-2ОѲ050,-а для выключателей У-110-2000-40 — 550 А.
Таблица 2-70 Нагревательные устройства для выключателей Тнп выключателя Тип привода Напряжение сети перемен¬ ного тока электроподо¬ грева, В Мощность электроподо¬ грева, кВт Мощность электроподо¬ грева привода, кВт Включение электро¬ подогрева выключа¬ теля при минус °C Отключение электро¬ подогрева выключа¬ теля при минус °C выключа¬ теля привода ОДНОГО бака выключа- і теля первая секция вторая секция первая секция вторая секция МКП-35-1000-25У1 ШГІЭ-ЗІ 220 но - 3,78 0,8 20 _ С-35М-630-І0УI ШПЭ-12 110/220 но или 220 — 2,4 0,4 20 30 15 25 У-П0-2000-50У1 ШПЭ-46П ІППВ-46П 220 ПО или 220 — 15,75 1,6 20 30 15 25 У-220-2000-25У1 ШПЭ-44П ШПВ-45П 220 220 12,5 3X12,', 5 1,6 20 30’ 15 25 3. РАЗЪЕДИНИТЕЛИ, КОРО1КОЗАМЫКАТЕЛИ, ОТДЕЛИТЕЛИ Таблица 2-71 Разъединители наружной установки Тип Стойкость при сквозных токах к. з., кА Время про- текания иаибольше- я" го тока о термической и » стойкости,* с р, Е5 m у s . S О о ю •Ô SE ь а И «1 & ч О Я о> и О С- а м й л «іг, Привод Одно-, двух- и трехполюсное исполнение РЛНДА-10/200У1 10 12 200 20 8 4 — 48* ПРН-10М РЛНДА-10/40СУ1 10 12 400 25 10 4 —- 48* ПРИ-ЮМ РЛНДА-10/630У1 10 12 630 .35,5 12,5 4 — 48* ПРН-10М Трехполюсное исполнение РЛНДА-1-10/200У1 10 12 200 20 8 4 1 70 ПРИЗ-10 РЛНДА-1-10/400У1 10 12 400 25 10 4 I 70 ПРНЗ-10 РЛНДА-1-10/630У1 10 12 630 35,5 12,5 4 1 70 ПРИЗ-10 Размещение каждого полюса на отдельной раме РОЦ-10К/5000У2 РНД(3)35/1000У1 РНД(3)-35Б/1000У1 РНД(3)-35/2000У1 РНД(3)-35Б/2000У1 10 —— 5000 180 71 10 105 ПЧН 35 40,5 1000 64 25,0 4 1 90 ПР-У1 35 40,5 1000 64 25,0 4 1 90 ПВ-20У2, ПРН-НОВ 35 40,5 2000 84 31,5 4 1 218 ПР-У1 35 40,5 2000 84 31,5 4 1 218 ПВ-20У2, ПРН-НОВ
Продолжение табл. 2-71 Тип Номинальное напряже¬ ние, кВ Наибольшее напряже¬ ние, кВ Номинальный ток, А Стойкость при сквозных токах к. з., кА Время про¬ текания наибольше¬ го тока термической стойкости, с !" 1 Масса без привода, кг Привод Амплитуда пре¬ дельного сквоз¬ ного тока Предельный ток термической стойкости главных ножей заземля¬ ющих ножей РНД(3)-35/3200У1 о5 40,5 3200 128 50,0 4 1 262 ПР-У1 РНД(3)-35У/1000У1 35 40,5 1000 64 25,0 4 1 170 ПР-У1 РНД(3)-35У/2000У1 35 40,5 2000 80 31,5 4 1 186 ПР-У1 РНД(3)-35/1000ХЛ1 35 40,5 1000 64 25,0 4 I 90 ПР-ХЛ1 РНД(3)-35/2000ХЛ1 35 40,5 2000 84 31,5 4 1 218 ПР-ХЛ1 РНД(3)-110/1000У1 НО 126 1000 80 31,5 3 1 231 ПР-УІ ПДН-ІУІ РНД(3)-НОБ/ІОООУ1 НО 126 1000 80 31,5 3 1 231 ПВ-20У2, ПРН-нов РНД(3)-Н0/2000У1 НО 126 2000 80 40,0 3 1 419 ПДН-ІУІ, ПР-УІ РНД(3)-110У/1000У1 но 126 1000 100 31,5 3 1 420 ПДН-ІУІ, ПР-УІ РНД(3)-110У'2000У1 но 126 2000 100 40,0 3 1 501 ПДН-ІУІ, ПР-УІ РНД(3)-110/1000ХЛ1 но 126 1000 80 31,5 3 1 231 ПД-ІХЛ1, ПР-ХЛ1 РНД(3)-110/2000ХЛ1 но 126 2000 100 40,0 3 1 419 ПД-1ХЛ1, ПР-ХЛ1 РНД(3)-110/3200УІ но 126 3200 128 50,0 3 1 458 ПДН-ІУІ, ПР-УІ РНД(3)-150/1000У1 150 172 1000 100 40,0 3 1 486 ПДН-ІУІ, ПР-УІ РНД(3)-150/2000У1 150 172 2000 100 40,0 3 I 510 ПДН-ІУІ, ПР-УІ РНД(3)-І50/3200У1 150 172 3200 115 45,7 3 1 515 ПНД-1У1, ПР-УІ РНД(3)-220/1000ХЛ 220 252 1000 68 25,0 3 1 1128 ПДН-ІУІ, ПР-ХЛ1 РНД(3)-220/1000У1 220 252 1000 100 40,0 3 1 721 ПДН-ІУІ, ПР-УІ РНД (3) -220/2000ХЛ 220 252 2000 100 40,0 3 1 1128 ПД-1ХЛ1, ПР-ХЛ1 РНД(3)-220У/2000УІ 220 252 2000 100 40,0 3 1 1550 ПДН1У1 РНД(3)-220/2000У1 220 252 2000 100 40,0 3 1 .790 ПДНІУІ, ПР-УІ РНД(3)-220/3200УІ 220 252 3200 128 50,0 3 1 900 ПДНІУІ, ПР-УІ * Масса приведена для трехполюсного исполнения. Примечания: 1. В графе «Масса» для разъединителей РНД(З) указано ее значение для варианта исполнения с двумя заземляющими ножами. Прн размещении каждого полюса на отдельной раме дана масса одного полюса. 2. В типовом обозначении разъединителя указываются его основные параметры и особен¬ ность конструкции; расшифровка обозначений: Р — разъединитель; Л — линейный; Н — наружной установки; Д — разъединитель имеет две опорно-изоляцнонные колонки; А — разъединитель с алюминиевыми ножами; 1, 2—количество заземляющих ножей; К—ножи коробчатого профиля. Буква «3» в скобках означает наличие вариантов исполнения: без заземляющих ножей—РИД; с одним заземляющим ножом — РНД3.1; с двумя заземляющими ножами — РНД3.2. Буквы, сто¬ ящие после напряжения: Б — наличие механической блокировки; У — с усиленной изоляцией; ХЛ — для холодного климата.
Таблица 2-72 Короткозамыкатедш * наружной установки (однополюсное исполнение) Тип а 2 ÛJ £ К С « Й CJ о я л я к 5 о X « Амплитуда предельного сквозного тока, кВ Начальное действующее значение периодической составляющей, кА Предельный ток термиче¬ ской стойкости, кА іния предель- иіческой Полное время вклю¬ чения**, с, не более Допустимое тяжение про¬ вода с учетом ветра и голо¬ леда, Н, не более Масса Привод без гололеда при гололеде толщиной, мм Время протекt кого тока тера _> ч э £ ) -> до 10 До 20 КРН-35УІ 35 42 16,5 10 4 0,16 0,2 • 490 41,2 ПРК ІУ1 кз-ноу 1 но 51 20 20 3 0,14 -, » ■ 0,2 784 180 ПРК 1УІ КЗ-І10У-У1 но 32 12,5 12,5 3 0,18 -— 0,28 784 210 ПРК 1У1 КЗ-І50УІ 150 51 29 20,0 3 0,20. — 0,28 784 210 ПРК ІУІ КЗ-150У-У1 150 12,5 12,5 12,5 3 0,23 —. 0,35 784 250 ПРК ІУ1 КЗ-220У1 220 51 20 20 3 0,25 — 0,35 980 250 ПРК 1У1 * Комплектно с коротксзамыкателем 35 кВ поставляется один трансформатор тока ТШЛ-0,5 на два полюса, а с короткозамыкателями 150 и 220 кВ — три трансформатора'тока на один полюс. ** Полное время включения подачи команды на включение до касания контактов. Таблица 2-73 Отделители наружной установки (размещение каждого полюса на отдельной раме) Тип Предель¬ ный ток термиче¬ ской стой¬ кости, кА Ампли¬ туда пре¬ дельного сквозного тока. кА Полное время отклю¬ чения*, с, ие более без гололеда при гололеде толщиной, мм 10 15 20 ОД-35/630У1 ОД3.1-35/630У1 ОД3.2-35/630У1 ОД-110М/630У1 ОД3.1-П0М/630У1 ОД3.2-110М/630У1 ОД-ПОУ/ЮООУІ ОД-150/1000У1 ОД-150У/1000У1 ОД-220/1000У1 35 35 35 ПО ПО по 110 150 150 220 630 630 630 630 630 630 1000 1000 1000 1000 12,5 12,5 12,5 22 22 22 31,5 31,5 31,5 80 80 80 80 80 80 80 0,45 0,45 0,45 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,45 0,5 0,5 0,5 0,55 0,6 76 76 76 202 202 202 453 475 533 557 ПРО-ІУІ, ПР-У1 про-іуі, ПР-1У про-іуі, ПР-iy ПРО-ІУІ про-іуі про-іуі ПРО-ІУІ ПРО-ІУІ про-іуі ПРО-ІУІ * От подачи команды на привод до полного отключения. Примечания: 1. Обозначения отделителя расшифровываются следующим образом: О — отделитель; Д — двухколоиковый; 35 — номинальное напряжение; М — модернизированный; У — усиленное исполнение изоляции (по категории Б ГОСТ 9920-75); 630—номинальный ток; У — исполнение для умеренного климата. 2. Трн полюса отделителя на напряжение 35 и ПО кВ соединяются в один аппарат и управ¬ ляются одним приводом, в отделителях на 150 и 220 кВ каждый полюс управляется отдельным приводом.
4. ТОКООГРАНИЧИВАЮЩИЕ ПРЕДОХРАНИТЕЛИ ДЛЯ СИЛОВЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ Таблица 2-74 Предохранители с кварцевым наполнителем Серия предо¬ хранителей Тип Номинальное напряжение, кВ Наибольшее рабочее на¬ пряжение, кВ Номинальный ток предо¬ хранителя, А Номинальный ток патрона предохрани¬ теля, А Номинальный ток плавких вставок, А Номинальный ток отключе¬ ния, кА Наименьший ток отключе¬ ния, А ПК1 ПК1-6-8/2-8-40УЗ ПК1-6-20/10-20-40УЗ ПК1-6-8/2-8-20УЗ ПК1-6-20/10-20-20УЗ ПК1-6-32/32-20УЗ ПК1-10-8/2-8-20У1 ПК1-Ю-20/10-20-20У1 ПК1-10-8/2-8-І2,5УЗ ПК1-10-20/10-20-12.5УЗ ПКЫ0-32/32-12.5УЗ ПК1-35-8/2-8-8УЗ ПК1-35-10/10-3.2УЗ 6 10 35 7,2 12 40,5 32 32 20 20 32 32 32 20 20 32 10 10 8 20 8 20 32 8 20 8 20 32 8 10 2; 3,2; 5; 8 10; 16; 20 2; 3,2; 5; 8 10; 16; 20 32 2; 3,2; 5; 8 10; 16; 20 2; 3,2; 5; 8 10; 16; 20 32 2; 3,2; 5; 8 10 40 40 20 20 20 20 20 12,5 12,5 12,5 8 3,2 4,0; 6,4; 10; 16 20; 32; 40 4,0; 6,4; 10; 16 20; 32; 40 64 14; 22; 35; 56 70; 112; 140 6; 9,6; 15; 24 30; 48; 60 96 12; 19; 30; 48 60 ПК2 ПК2-6-50/32-50-31.5УЗ ПК2-6-80/80-20УЗ ПК2-10-40/32-40-20УЗ ПК2-10-50/50-12.5УЗ ПК2-35-20/10-20-8УЗ 6 10 35 7,2 12 40,5 80 80 50 50 20 50 80 40 50 20 32; 40; 50 80 32; 40 50 10; 16; 20 ІЗІ ,5 20 20 12,5 8 65; 80; 100 240 190; 240 150 60; 96; 120 пкз ПКЗ-6-100/80-100-31,5УЗ ПКЗ-6-160/160-20УЗ ПКЗ-10-80/50-80-20УЗ ПКЗ-10-100/100-12.5УЗ ПКЗ-35-40/32-40-8УЗ 6 10 10 35 7,2 12 12 40,5 160 160 100 100 40 100 160 80 100 40 80; 100 160 50; 80 100 32; 40 31,5 31,5 20 12,5 8 160; 200 480 200; 320 300 96; 120 ПК4 ПК4-6-200/160-200-31,5УЗ ПК4-6-320/320-20УЗ ПК4-10-160/100-160-20УЗ ПК4-10-200/200-12,5УЗ 6 10 7,2 12 320 320 200 200 200' 320 160 200 160; 200 320 100; 160 200 31,5 20 20 12,5 320; 400 960 400; 640 600 пктн ПКТН-ЮУЗ ПКТН-35УЗ 10 35 12 35 — — Не нор¬ мируется То же 1 1 Примечания:' 1. Предохранители изготовляются в следующем климатическом исполнении и категории размещения: ПК1—У1; УЗ; ПК2 и ПКЗ—УЗ: ПК4—УЗ. 2. В типовом обозначении предохранителей указываются его основные параметры: П — предо¬ хранитель; К —с кварцевым наполнителем; 1, 2, 3, 4 —номера серии; Т —для защиты трансфор¬ маторов; Н — номинальное напряжение. Предохранители стреляющие наружной установки Таблица 2-75 Тип Номиналь¬ ное напря¬ жение, кВ Номиналь¬ ный ток, А Номиналь¬ ный ток отключе¬ ния, кА Номинальный ток плавкой вставки, А Наимень¬ ший от¬ ключаемый ток, кА Предель¬ ная трех¬ фазная мощность отключе¬ ния, МВ-А пен-10 10 100 3,2 8; 10; 16; 20; 32; 40; 50; 70; 100 15 200 ПС-35МУ1 35 100 3,2 8; 10; 16; 20; 32; 40; 50; 80; 100 15 350 Примечание. П — предохранитель; С — стреляющий; II — наружной установки.
5. РЕАКТОРЫ Одинарные бетонные реакторы серий РБ, РБУ, РБГ, РБД, РБДУ, РБДГ Таблица 2-76 - Расчетные данные Г абариты Длительно Количество Стойкость Номиналь¬ ное инДук- охл аж дающего воздуха, м3/мии Тип* Номиналъ- мый ток электро- наружный верти- ступенча- горизон- /Масса диаметр кальной той уста- талькой фазы, кг ри на фа¬ зу, кВт при есте¬ ственном охлажде¬ нии, А сопротив¬ ление, О?л на комп¬ лект на фазу динами¬ ческая, кА термиче¬ ская, с по бетону, мм установки Н3, мм новки /7-2, мм установки Яф, ММ РБ, РБУ, РБГІ 0-400-0,35 0,35 1.6 400 — » 25 8 . 1430 2870 1930 945 880 РБ, РБУ, РБГІ0-400-0,45 0,45 1,9 400 — — 25 8 1440 3450 2315 1135 880 РБ, РБУ, РБГЮ-630-0,25 0,25 2,5 630 —- — 40 8 1350 3345 2215 1040 930 РБ, РБУ10-630-0,40 0,40 3,2 630 —. —, 32 8 1410 3435 2260 1160 РБ Г-10-630-0,46 0,40 3,2 630 — — 33 8 3435 1090 РБ, РБУ, РБГІ0-630-0,56 0,56 4,0 630 — — 24 8 1710 3345 2215 1040 изо РБ, РБУ, РБГІ0-1000-0,14 0,14 3,5 1000 — — 63 8 1370 3660 2393 1040 1120 РБ, РБУ10-1000-0,22 0,22 4,4 1000 — — 49 8 1490 3765 2495 1340 РБГЮ-1000-0,22 0,22 4,4 1000 — —, 55 8 1490 1135 1190 РБ, РБУ, РБГІ0-1000-0,28 РБ, РБУ, РБГЮ-1000-0,35 0,28 0,35 5,2 5,9 1000 1000 — ’ 45 37 8 8 1530 1590 4050 3675 2685 2450 1230 1135 1490 1660 РБ, РБУ, РБГ10-1000-0,45 0,45 6,6 1000 — — 29 8 1730 3845 2460 1140 1560 РБ, РБУ, РБГЮ-1000-0,56 0,56 7,8 1000 — —, 24 8 1750 3780 2550 1230 1670 РБ. РБУ 10-1600-0,14 0,14 6,1 1600 —. — 66 8 1510 4335 2875 1770 РБГ10-1600-0,14 0,14 6,1 1600 — — 79 8 1510 1325 1610 РБ, РБУЮ-1600-0,20 0,20 7,5 1600 — — 52 8 1665 4050 2885 2040 РБГЮ-1600-0,20 РБ, РБУ, РБГІ0-1600-0,25 РБ,РБУ ,РБ Г10-1600-0,35 РБД, РБДУ10-2500-0,14 РБГІ0-2500-0,14 0,20 0,25 0,35 0,14 0,14 7,5 8,3 п.о 11,0 11,0 1600 1600 1600 2150 2500 70** ІІІІІ 60 49 37 66 79 8 8 8 8 8 1665 1910 1905 1955 1955 4140 3960 4185 2730 2685 2775 1230 1230 1220 1230 1830 2230 2530 2380 2070 9460 РБД, РБДУ10-2500-0,20 0,20 14,0 2150 70** —. 52 8 1925 4335 2920 РБГІ 0-2500-0,20 0,20 14,0 2500 -— — 60 8 1925 1280 9Î80 РБДГ10-2500-0,25 0,25 16,1 2150 — 70 49 8 2145 1180 2740 3040 РБДГІ 0-2500-0,35 0,35 20,5 2000 — 70 37 8 2220 1230 РБДГЮ-2500-0,35 0,35 20,5 2000 70 37 8 2220 1230 3040 РБДГ!0-4000-0,105*** 0,105 18,5 3750 — 70 97 8 2082 1170 2160 РБДГІ 0-4000-0,18*** 0,18 27,7 3200 — 100 65 8 2140 —. — 1370 2890 * Реакторы выпускаются с углами между выводами 0, S0 и 180°. вля $аз В’ сг Реактора РБДУ при ступенчатой установке фаз.- Аанные реакторы имеют секционную схему обмотки.
Сдвоенные бетонные реакторы серий РБС, РБСУ, РБСГ, РБСД Таблица 2-17 Расчетные данные Габариты ® е у Индуктивное сопротивле- 5? < Количество охлаждающего О > s 2Й § О X го к" Высота трехфазного К Тип* ние, Ом S К а го - воздуха, м3/мии Электродииаі ческая стойкі кА о S «О S Номиналы! дуктивное тивление, обеих ветвей ветвей при встречных токах s л г Й в Й с коэфф ицие связи R к а в £ потери на кВт Длительно СТИМЫЙ TOI к Ф « о 1 и а комп¬ лект на фазу С ОКОЙ СТОЙ! Электрода ческая сто при ветре’ токах к.3., Наружный метр по бе мм верти¬ кальной установки Дз ступенча¬ той уста¬ новки Но о о о л к Л го -ч ДЧ н о го о к Масса фаз РБС, РБСУ, РБСГ-І0-2Х 0,25 0,73 0,135 0,46 4,8 2X630 40 8 14,5 1490 3690 2460 1230 1440 Х630-0.25 РБС, РБСУ-10-2X630-0,40 0,40 1,2 0,2 0,5 6,3 2X630 .— — 32 8 12,5 1690 3690 2460 — 1680 РБСГ-10-2Х630-0.40 0,40 1,2 0,2 0,5 6,3 2X630 ■— — 33 8 12,5 1690 -—- — 1230 1680 РБС, РБСУ, РБСГ-10-2Х 0,56 1,71 0,263 0,53 7,8 2X630 — — 24 8 11,0 1845 3640 2460 1230 1910 Х630-0.56 РБС, РБСУ, РБСГ-10-2Х 0,14 0,417 0,071 0,49 6,4 2X1000 — — 63 8 21 1720 3735 2505 1230 1900 XI000-0,14 РБС, РБСУ-10-2X1000-0,22 0,22 0,673 0,103 0,53 8,4 2X1000 — — 49 8 18,5 1870 3780 2550 — 2020 РБСГ-10-2X1000-0,22 0,22 0,673 0,103 0,53 8,4 2X1000 .— —. 55 8 18,5 1870 — — 1230 1940 РБС, РБСУ, РБСГ-10-2Х 0,28 0,856 0,132 0,53 I 0 2Х 1000 — 45 8 16 1885 3960 2640 1230 2380 XI 000-0,28 РБСД, РБСДУ-10-2Х1000-0.35 0,35 1,08 0,159 0,55 1,5 2X960 100** — 37 8 15 1925 3825 2595 — 2440 РБСГ- 10-2X1000-0,35 0,35 1,08 0,159 0,55 Н,5 2X1000 — .— 37 8 15 1925 .— — 1230 2280 РБСД, РБСДУ-10-2X1000-0,45 0,45 1,34 0,23 0,49 I 3,1 2X940 100** — 29 8 13,5 2025 4275 2850 2400 РБСГ- 10-2X1000-0,45 0,45 1,34 0,23 0,49 1 3,1 2X1000 — —. 29 8 13,5 2025 — — 1425 2400 РБСД, РБСДУ-10-2X1000-0,56 0,53 1,68 0,28 0,5 15,7 2X900 100** — 24 8 13 2045 4275 2850 —, 2820 РБСГ-10-2ХЮ00-0.56 0,56 1,68 0,28 0,5 15,7 2X1000 — — 24 8 13 2045 — —, 1425 2820 РБС, РБСУ-10-2X1600-0,14 0,14 0,436 0,062 0,56 11,5 2X1600 .— 66 8 26 2065 3960 2685 .—- 2960 РБСГ-10-2ХІ600-0.14 0,14 0,436 0,062 0,56 11,5 2X1600 — — 79 8 26 2065 — — 1275 2680 РБСД, РБСДУ-10-2X1600-0,20 0,20 0,6 0,098 0,51 14,3 2X1420 100** — 52 8 22 2125 4410 2940 ■— 3120 РБС-10-2X1600-0,20 0,20 0,6 0,098 0,51 14,3 2X1600 — — 60 . 8 22 2125 — — 1470 3120 РБСД, РБСДУ-10-2X1600-0,25 0,25 0,75 0,119 0,52 16,7 2X1350 100** 49 . 8 20 2210 4200 2830 .—. 3470 РБСД Г-10-2X1600-0,25 0,25 0,76 0,119 0,52 16,7 2X1500 — 70 49 8 20 2210 — - ■ — 1370 3300 РБСД Г-10-2X1600-0,35 0,35 1,07 0,197 0,46 22 2X1470 -— 100 37 8 18,5 2080 — — 1550 3850 РБСДГ-10-2X2500-0,14 0,14 0,43 0,067 0,52 22,5 2X2100 — 100 79 8 29,5 2205 — — 1415 3500 РБС Д Г-10-2X2500-0,20 0.20 0,58 0,109 0,46 32,1 2X1800 — 150 60 8 26 2140 — — 1550 3890 * Реакторы выпускаются с углами между выводами 0, 90 и 180°. ** Для фаз В, СГ реакторов РБСДУ при ступенчатой установке фаз. ** Для фаз Г реакторов РБСДУ при ступенчатой установке фаз. Примечания: 1. Способы установки см. рис. 2-45 и 2-46. 2. Буквенное обозначение: Р — реактор; Б — бетонный; С — сдвоенный; У — ступенчатая установка; Г~ горизонтальная установка; Д — воздушное ох¬ лаждение с дутьем.
Таблица 2-78 Реакторы масляные заземляющие дугогасящие Тип Конструктивное исполнение Номинальное напря¬ жение, кВ Номи¬ нальная мощность, кВ-А Предельные токи, А Время регулиро¬ вания в полном диапазоне, с, не ме¬ нее Напряжение питания электропри¬ вода, В Габариты, мм Масса, кг сети реактора РЗДПОМ-100/6У1 Однофазные за- 6 6,6 К з 100 26,2—5,2 120 220; 380 1500X1700 X2200 2200 земляющие дуго- РЗДПОМ-250/6У1 гасящие, с плав- 250 65,5—13,1 120 220; 380 1700X1900 X2600 3200 ным регулирова- РЗДРОМ-І60/ЮУІ нием, масляные 10 11: Ѵ~Ъ 160 25,0—5,00 120 220; 380 1500X1700 X2200 2800 РЗДПОМ-400/І0У1 400 63,0—12,6 120 220; 380 1900X 2300 X2600 4500 РЗДПОМ-630/35У1 35 38,5Ѵ~3 630 28,4—5,70 120 220; 380 — — РЗДСОМ-630/6У1 Однофазные за- 6 6,6: КТ 630 165—82,5 — — — — земляющие дуге- РЗДСОМ-630/ЮУ1 гасящие, со сту- 10 11:1/ 3 630 10,0—5,00 — — — — пенчатым регул и- РЗДСОМ-1250/1 ОУ 1 рованием 10 II: К 3 1250 196—98,0 — — — — РЗДСОМ-250/35У1 35 38,5: Ѵ~3 250 11,2—5,6 — — — РЗДСОМ-1250/35У1 35 38,5: КѴ 1250 56,0—28,0 — -А— — Примечания: 1. Плавное регулирование тока в реакторах осуществляется и вменением зазора в магнитной системе в пределах диапазона электропри- >м. 2. Ступенчатое регулирование тока в реакторах (устройство ПБВ) выполняется на отключенном от сети реакторе вручную с помощью штурвала. 3. Реакторы имеют сигнальную обмотку с номинальным напряжением 100 В и током 10 А.
Таблица 2-79 6. ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА Трансформаторы внутренней установки Тип ТЛМ-5 Исполнение С литой изоляцией ®_ Класс точности сл'-. или обозначение 63 обмотки < « 6 ’ gн ІЗ к К S « ■л &< о ГС С 300—400 600—1500 Число вторичных NO обмоток щ Вторичный ток, А. Номинальные вторичные нагруз¬ ки, В-А, в классе Четырехсекунд- слсл иая термическая стойкость, кА . . Электроднна- ьо Го мическая стой- слсл кость, кА Номинальная g no предельная ° кратность 0,5 10/15 1 10/15 3 ТВЛМ-6 Встраиваемые в КРУ, катушечные Р 10—30—50 100—400 1 5 15 15 — — 0,32—1,8 3,45—10 3,5—17,6 35,2—52 4,5 4,5 ТВЛМ-10 То же 0,5/Р Р/Р 20—200 300—800 1000 1500 2 5 10/15 10/15 15 — 1 1 1 0,94—8,75 12,5—15 15 15 7,0—52 52 52 52 17 16 14 13 ТЛМ-10 С литой изоляцией 0,5/Р Р/Р 20—50—200 300—800 1000 1500 2 5 10 15/15 — 15 0,66—8,75 16—20 22,5 22,5 7,52 100 100 100 17 16 14 13 ТПЛ-ІОУЗ Преходные с литой изоляцией Р 0,5/Р Р/Р 5—15 20—200 зоб 400 1 или 2 5 15 10/15 15/15 — — 45* 45* 35* 250** 250** 175** 165** 13 13 13 ТПЛЮКУЗ Встраиваемые в КРУ с литой изоляцией 0,5/Р Р/Р 10—50 100—400 600 ' 800 1000 о 5 10/15 15/15 0,45—225 14,5 19 27 27 2,47—14,8 74,5 74,5 74,5 74,5 12 ’ 12 17 17 20
ТПОЛ-ІОУЗ Одновитковые с литой изоляцией ! 0,5/Р р 600 800 1000 1500 ТПЛУ-10УЗ ТПИІЛ-10УЗ Проходные шинные с литой изоляцией Проходные с литой изоляцией Р/Р 0,5/Р Р 10, 15, 20 30, 40, 50 75, 100 1 или 2 Р/Р 2000 1 или 0,5/Р 3000 9 Р Р/Р 4000 I ИЛИ 0,5/Р 2 Р 5000 0,5/Р тплм-ю Проходные с литой изоляцией р./р Р 5—10 20—30—50 100 150—400 ТШЛ-10УЗ ТШЛ-10КУЗ Шинные с литой изо¬ ляцией Р/Р 0,5/Р 2000—3000 2000—3000 ТПОЛ35 Проходные одновитко- вые с литой изоляцией Р/1.Р/Р 400 Р/0,5 Р/Р 600 Р/0,5 Р/Р 800 Р/0,5 Р/Р 1000 Р/0,5 Р/Р 1500 * Четырехсекундная термическая стойкость (кратность). ** Электродинамическая стойкость (кратность). 1 или 2 2 2 5 15/15 —L 32* 81** 19 10/15 32* 81** 23 27 69** 20. 15 — — 18 45** 25 5 15/15 13 10/15 .— —- 60* 250* 13 15 — — 13 5 30/30 — —- 35* — 24 20/30 -— 30 ■— —. 35* —- 24 5 30/30 ■— — 35* —- 23 20/30 ■— —- 30 — — 35* —- 23 0,17—0,32 1,8—3,5 10 10 -— 15 0,66—2,45 7,0—17,6 10 5 15/15 4,85 35,0 10 — — 15 6,25—12,5 52—70 9 5 30/30 — 35* — 25 20/30 — — — — 25 5 20/20 15/20 40* 250** 13 20/20 40* 170** 18 30/20 — — 40* 130** 24 50/20 — — 40* 170** 24 50/20 — — 35* 70** 26
Таблица 2-80 Трансформаторы тока наружной установки напряжением 35—220 кВ Тип Конструктивное исполнение Класс точности или 1 обозначение обмотки Номинальный первичный ток, А Вторичный ток, А Номинальное напря¬ жение, кВ Число вторичных обмоток Номинальные вторичные нагрузки. В-А, в классах Отношение длины пути утечки к см/кВ Четырехсекувдная термическая стой¬ кость (кратность) Электродинамиче¬ ская стойкость (кратность) Номинальная пре¬ дельная кратность 0,5 1 3 10 ТФН-35М Опорные в фар¬ форовой покрыш¬ ке р 0,5 15—800 1000 5; 1 35 2 20 50 60 100 — — 1,7* 2,6** 32,5 150 100 28 12 ТФНР-35 ₽! Р2 0,5 500 1000 2000 3000 5; 1 35 3 50 50 30 — — — 2,6** 49 кА 49 кА ’ 57 кА 57 кА 125 кА 125 кА 145 кА 145 кА 18—20 18—20 ТФНД-35М Опорные в фар¬ форовой- покрыш¬ ке Рі Ра 0,5 15—600 5 35 3 30 30 30 60 60 60 — — 2,6** 45 45 150 150 150 20 20 ТФНД-ИОМ ₽! р2 0,5 50—100 75—150 100—200 150—300 200—400 300—600 5 110 3 30 30 30 100 100 100 — — 2,25** 43,3 150 20 20 10
ТФНД-НОМ-П 0,5 Р2 1000 2000 1,- 5 НО 3 20 20 20 50 50 50 — — 2,25** 34,6 (3 с) 75 30 30 0,5 Рі Р2 750—1500 750—1500 1; 5 но 3 20 20 20 50 50 50 1 і 1 — 2,25** 34,6 (3 с) 75 30 30 ТФНД-150-1 Рі Р2 Рз 0,5 600—1200 600—1200 1; 5 150 150 4 4 50 50 50 40 — — 1 1 1 1,5* 2,25** 24,6 24,6 62 62 15 15 15 ТФНД-220-І Опорные в фар¬ форовой покрыш¬ ке, маслонапол¬ ненные Pï Р2 Рз 0,5 300—600 1200 300—600 1200 1; 5 220 220 4 4 50 50 30 30 100 100 75 75 1 1 1 1 1 1 1 1 2,25** 34,3 50 15 15 10 ТФНД-220-ІѴ Рі Р2 Рз 0,5 500—1000 2000 500—1000 2000 1; 5 220 4 50 50 30 30 — — — 2,25** 22,7 кА 100 кА 25 25 20 * Изоляция по категории А, ГОСТ 9920-75. ** Изоляция ііо категории Б, ГОСТ 9920-75. Примечание. Расшифровка типа трансформатора тока; Т — трансформатор; М — модернизированный, I, II и IV — конструктивное исполнение. Ф—в фарфоровой покрышке; Р и Д — с обмотками для релейной защиты;
Таблица 2~81 Трансформаторы тока, встраиваемые в выключатели 35—220 кВ Тип і струп 1 ив- мое исполне- : ние по току, А ! ! Номинальный ток, А номинальное ! напряжение, кВ Номинальные вторичные нагрузки, В-А, в классах Четырех се¬ кундная стой- £ 3 Э Номинальная предельная краткость пер- , ВИЧ- ; НЫЙ 1 вто¬ рич¬ ный 0,5 1 3 10 ТВ-35-10У2; ТВ-35-10ХЛ2 / 150/5 50 75 100 150 5 35 — — 10 20 20 30 10 10 10 10 1 1 1 п 300/5 100 150 200 300 5 35. — — 30 20 30 40 10 10 10 10 2 2 7 600/5 200 300 400 600 5 35 30 — 30 40 40 10 10 10 10 2 7 8 14 ТВ-35-25У2; ТВ-35-25ХЛ2 200/5 75 100 150 200 5 35 — — 20 20 20 20 25 25 25 25 5 9 300/5 100 150 200 300 5 35 — 10 20 20 20 25 25 25 25 5 16 16 600/5 200 300 400 600 5 35 10 10 20 20 — 25 25 25 25 9 16 12 30 1500/5 600 750 1000 1500 5 35 10 30 30 30 __ — —* 25 25 25 25 30 20 22 16* ТВ-35-40У2 300/5 100 150 200 300 5 35 — 10 20 20 20** — 40 40 40 40 6 8 12 300/5 200 300 400 600 5 35 51 1 1 10 20 30** 20 20** ■ — 40 40 40 40 8 12 16 16 1500/5 600 750 1000 1500 5 35 10 30 30 30 30** — — 40 40 40 40 16 20 26 26*
Продол же н и е табл. 2-81 Т ип Конструктив* ное исполне¬ ние по току, А . Номинальный ток, А Номинальное напряжение, кВ Номинальные вторичные нагрузки, В-А, в классах Четырехсе¬ кундная стой¬ кость (крат¬ ность) Номинальная предельная : кратность пер¬ вич¬ ный вто¬ рич¬ ный 0,5 1 3 10 ТВ-35-40У2 2000/5 750 1000 1500 2000 5 35 30 30 30 40 — — — 40 40 40 40 20 26 26* 20* ТВ-Н0-20У2 200/5 75 100 150 200 5 НО — — 10** 10 20 20 20 20*** 20*** 20*** 20*** 22 300/5 100 150 200 300 5 НО — — 10** 15** 20 20 30 40 20*** 20*** 20*** 20*** 22 20 600/5 200 300 400 600 5 ПО 10 10 20 10** 15** 30 50** 40 40 2Q*** 20*** 20*** 2Q* ** 22 20 15 25 1000/5 400 600 750 1000 5 НО 10 20 30 10 20 25 50** 30** 50** 75** — 20*** 2Q*** 20*** 20*** 15 25 15 20** ТВУ-110-50У2 200/5 75 100 150 200 5 НО — 10 20** 15 20 20 50*** 50*** 50*** 50*** 5 10 20 300/5 100 150 200 300 5 НО — - 10 15 20** 30** 20 20 50*** 50*** 50*** 50*** 5 10 20 25 600/5 200 300 400 600 5 НО 25 15 25 15 — 50*** 50*** 50*** 50*** 34 50 40 60 1000/5 500 600 750 1000 5 но 10** 25 50 50 15 — — 50*** 50*** 50*** 50*** 80 60 37 50* 2000/5 500 1200 1500 2000 5 но 50 50 50 50 — — — 50*** 50*** 50*** 50*** 50* 42 33* 25*
Продолжение табл. 2-81 Тип Конструктив¬ ное исполне¬ ние по току, А Номинальный ток, А Номинальное напряжение, кВ Номинальные вторичные нагрузки, В-А, в классах »s , • О Е- t-ч «Я « к К Зййб как Номинальная предельная кратность пер¬ вич¬ ный вто¬ рич¬ ный 0,5 1 3 10 ТВ-220-25У2 600/5 200 5 220 40 40 25$ $$ ТВ-220-25ХЛ2 300 20 — — 25*** 20 400 — 30 — — 25*** 20- 600 10 20 50** 25*** 18 1000/5 400 5 220 30 „ 25*** 20 600 — 20 50** — 25*** 18 750 15 30** -— — 25*®* 32 1000 12 50** — — 25*** 25** ТВ-220-25У2 2000/5 500 5 220 50 25*** 13 1000 20 50 — — 25$$* 25** 1500 30 .— — .— 16 2000 50 — — — 25*** 12 * Предельная кратность ограничена допустимым током термической стойкости. ** Вторичная нагрузка, при которой гарантирована предельная кратность. *** Трехсекундная стойкость. Таблица 2-82 Трансформаторы тока, встраиваемые в силовые трансформаторы Тип Конструк¬ тивное исполне¬ ние по току, А Номинальный ток, А Номинальное напряжение, кВ Номинальные вторичные нагрузки, В-А, в классах ахсе- я стой- 'крат- Номинальная предельная кратность пер¬ вич¬ ный вто¬ рич¬ ный 0,5 1 3 10 Четырі кун дна КОСТЬ ( ность) ТВТ-10 5000/5 6000/5 12 000/5 5000 6000 12 000 5 5 5 10 10 10 30 30 30 — — — 25 25 25 10 12 24 ТВТ-35 300/5 100 150 200 300 5 35 — — — 15 15 15 30 25 25 25 25 9,6 8,0 600/1/5 200 300 400 600 1; 5 35 — 15 20 30 Ills; 25 25 25 25 9,0 20 20 15 1000/5 400 600 750 1000 5 35 __ 40 30 30 40 — 25 25 25 25 15 20 20 20 3000/5 1000 1500 2000 3000 5 35 — 30 30 30 30 — 25 25 25 25 24 24 24 24
Продол же вне табл. 2-82 Тип Конструк¬ тивное исполне¬ ние по току, А Номинальный ток, А Номинальное напряжение, кВ 1 Номинальные вторичные нагрузки, В-А, в классах Четырехсе¬ кундная стой¬ кость (крат¬ ность) • Номинальная предельная кратность пер¬ вич¬ ный вто¬ рич¬ ный 0,5 1 3 10 ТВМ-110 300/5 100 5 но 15 12 150 -—, — — Г5 — 12 200 —_ — —- 20 —_ 12 300 ■—■ — — 30 — 20 600/5 200 5 по — .—. 20 _ 20 300 .—. —- 25 — 20 400 —~ — 40 — — 20 600 — — 50 — — 20 1000/5 400 5 но —- 30 — 24 600 — -—■ 30 -— ! ■ . 24 750 — 40 ■—- — 24 1000 — 40 — — — 24 2000/5 1000 5 но 30 — —- — 24 1500 — 40 — — 24 2000 — 50 — — — 24 ТВТ-150 600/1/5 200 1; 5 150 10 — 24 300 — — 20 -—. — 24 400 -—. — 30 —• _ 22,5 600 — — 30 — — 24 1000/1/5 400 1; 5 150 30 — 24 600 — — 25 — 24 750 — 30 — — 24 1000 — 40 — — 24 2000/1/5 750 1; 5 150 —. 30 — — 24 1000 40 — —- 24 1500 50 —— — — — 24 2000 60 — — — — 24 ТВТ-220 600/1/5 200 300 1; 5 220 — — 15 20 — 24 24 400 — —- 30 — 24 600 — — 30 •— — 24 1000/1/5 400 1; 5 220 — — 30 .— — 24 600 —, —_ 30 -—- ■ 24 750 — 40 —- — — 24 1000 — 50 — — — .24 2000/1/5 750 1; 5 220 — 50 — — — 30 1000 -—. 60 — — — 30 1500 75 75 — — 30 2000 100 100 — — — 30 4000/1/5 1000 1; 5 220 — 30 — — — 25 2000 50 -—. — 25 3000 60 —. — —. 25 4000 75 — ■—■ — — 25
Таблица 2-83 Трансформаторы тока (кабельные) внутренней установки для защиты от замыкания на землю в сетях 6—10 кВ Тип Число охватыва- 1 емых кабелей Наружный диа¬ метр кабеля, мм Цепь подмагничива¬ ния Вторичная цепь Э. Д. с. небаланса во вторичной цепи, мВ, не более Номи¬ нальное напряже¬ ние, В Потреб¬ ляемая мощ¬ ность, В.А Полное сопро¬ тивление, Ом Получаемая мощность при 1 А, В-А от под¬ магничи¬ вания от несиммет¬ ричности при номинальной нагрузке ТИП-2 1—2 50 но 20 10 0,00625 150 17 ТНП-4 3-4 50 110 45 10 0,00625 150 17 ТИП-7 5—7 50 но 50 10 0,00344 150 14 ТИП-12 8—1 2 60 110 70 10 0,00344 150 14 тзлм 1 65 — — ■—■ — — — Таблица 2-84 Трансформаторы тока (шинные) внутренней установки для защиты от замыканий на землю в сетях 6—10 кВ Тип Длительно допустимый ток при тем¬ пературе воздуха 40 -°C, А Десяти¬ секундный ток терми¬ ческой стой¬ кости, кА Наибольший ударный ток к. з., кА Потребляе¬ мая мощность цепи подмаг¬ ничивания ПО В, В-А Э. д. с. небаланса во вторич¬ ной цепи, мВ от подмагни¬ чивания от не симмет¬ рии первич¬ ных токов ТНП-Ш1 1750 24 165 20 100 60 ТНП-Ш2 3000 48 165 25 100 84 тнп-шз 4500 72 165 30 100 100 ТНП-ШЗУ 7500 90 180 35 100 150 7. ТРАНСФОРМАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ Таблица 2-85 Трансформаторы напряжения внутренней и наружной установки Тип Исполнение Номинальное напряжение, В Номинальная мощ¬ ность, в классах точности, В-А Максимальная мощность вне КЛГССОВ ТОЧНОС¬ ТИ, В-А ВН НН НН (до- ПОЛИН- тельная) 0,2 0,5 1 3 НТС-0.5У4 Трехфазные с воздушным охлаж¬ дением (сухие) 380 100 •— —- 50 75 200 400 НОС-0,5У4 Однофазные с воздушным охлаж¬ дением 380 100 — —- 25 50 100 200 НОСК-6-66У5 Однофазные с воздушным охлаж¬ дением для КРУ 6000 127—100 — — 50 75 200 400 НОМ-6У4 Однофазные с 6000 100 .— — 50 75 200 400 НОМ-10У4 масляным охлаж¬ дением 10 000 100 — — 75 150 300 400 НОМЭ-6У2 То же для уста¬ новки на экскава¬ торах 6000 100 ■—’ 50 75 200 400
Продолжение табл. 2-85 Тип Исполнение Номинальное напряжение, В Номинальная мощ¬ ность, в классах точности. В-А I Максимальная мощность вне классов точное- 1 тн, В-А ВН НН НН (до¬ полни¬ тельная) 0,2 0,5 1 3 НТМК-6У4 Трехфазные с 6000 100 75 150 300 640 НТМК-10У4 масляным охлаж¬ дением 10 000 100 — — 120 200 500 960 НОЛ.08-6У2 Однофазные с 6000 100 — 30 50 75 200 400 НОЛ.08-ЮУ2 ЗНОЛ.07-ЮУЗ литой изоляцией двухобмоточные юооо- 100 — 50 75 150 300 640 ЗНОЛ.07-6УЗ Однофазные с литой изол яци ей 6000: Из 100:Из 100:3 — 50 75 200 400 с заземляемым вводом 10 000: V 3 100:]/ 3 100:3 — 75 150 300 640 ЗНОЛТ-6УЗ То же 6000: Из" 100:Из 100:3 — 50 75 200 400 ЗНОЛТ-ІОУЗ » » 10000:Из 100:Из 100:3 — 75 150 300 640 НТМИ-6-66УЗ Трехфазные с 6000 100 100:3 — 75 150 300 640 НТМИ-10-66УЗ масляным охлаж¬ дением 10 000 100 100:3 — 120 200 500 960 НОМ-35-66У1 Однофазные с масляным охлаж¬ дением 35 000 100 — ■— 150 250 600 1200 ЗНОМ45-63У2 Однофазные с заземленными вы¬ водами первичной обмотки с масля¬ ным охлаждением 10 000:Из" 100:Из 100:3 — 75 150 300 640 ЗНОМ-35-65У1 То же 35 000: Из 100:Из 100:3 — 150 250 600 1200 Примечания! 1. Трансформаторы изготовляют в климатическом исполнении У. По согласованию с предприятием-изготовителем масляные трансформато¬ ры могут изготовляться в исполнении ХЛ. 2. Категории размещения для масляных трансформаторов Ï, 2, 3, 4-я, для сухих трансформаторов 3, 4, 5-я. 3. Трансформаторы класса напряжения до 35 кВ включительно предназначены для сетей с изолированной нейтралью. 8. ИЗОЛЯТОРЫ АРМИРОВАННЫЕ Изоляторы проходные и опорные напряжением 6—45 кВ Таблица 2-86 Тип Номи¬ нальное напря¬ жение, кВ Номи¬ нальный ток, А Мини- ' мальиое разрушаю¬ щее уси¬ лие на изгиб, Н Длина или высота, мм Диаметр изоля¬ тора, мм Размер фланца, мм Масса, кг Проходные ар миров а н н ы е для работы Е помещении ИП-6/250—375У, ХЛ2 ■ 6 250 3750 460 107 165* 5,5 ИП-6/400—375У, ХЛ2 400 5,5 ИП-10/630—750У, ХЛ2** 10 630 7500 470 140 205 11,9 ИП-10/1000—750У, ХЛ2 1000 520 160 190X190 10,0 ИП-10/1600—750У, ХЛ2 1600 520 160 190X190 10,8 ИП-10/1000—ЗОООУ2 10 1000 30 000 518 238 305X305 6,8 ИП-10/1600—3000У2 1600 —. ИП-10/2000—3000У2 10 2000 30 000 518 238 305 X 305 — ИП-10/3200—3000У2 3200 —
Продолжение табл. 2-86 Тип Номи¬ нальное напря¬ жение, кВ Номи¬ нальный ток, А Мини¬ мальное разруша¬ ющее усилие на изгиб, Н Длина или высота, мм Диаметр изоля¬ тора, мм Размер фланца, мм М ас с а, кг ИП-35/400—750У, ХЛ2 35 400 7500 980 174 250 X250 — КП-35/630—750У, ХЛ2 1 630 ■—■ ИП-35/1000—750У, ХЛ2 1000 1010 226 260X260 —• ИП-35/1600—750У, ХЛ2 1600 — Опорные для работы в помещении ИОР-6—375У, ХЛ2 6 — 3750 100 120 — —- ИОР-6—750У, ХЛ2 7500 140 — — ИОР-Ю—375У, ХЛ2 10 „— 3750 120 120 -—- — ИОР-Ю—750У, ХЛ2 7500 140 -— —■ ИОР-Ю—1250У, ХЛ2 10 — 12 500 130 184 -— — ИОРкв-Ю—2000У, ХЛ2 — 20 000 192 190 .— ИОР-35—375У, ХЛ2 35 -— 3750 342 198 — —- ИОР-35—750У, ХЛ2 — 7500 342 218 — — ИОР-35—1250У, ХЛ2 ■— 12 500 392 187 220X220 — ИОРкв-35—2000У, ХЛ2 — 20 000 392 210 230 X230 — Опорно-стержневые для работы на открытом воздухе ИОС-35—500ІУ1, ХЛ1 35 — 5000*** 440 175 [ - I 16 ИОС-35—500ІІУ1, ХЛІ .— 440 175 — [ 16 ИОСУ-35—500ІУ1, ХЛІ — 570 214 1 180Х180І 34,4 * Наибольший размер овального фланца. ** Изолятор типа ИП-10/630—750У, ХЛ2 используется на номинальные токи 400 и 630 А. *** Минимальное разрушающее усилие к .верхнему фланцу — к нижнему фланцу — 2000 Н. Примечание. Условное обозначение изоляторов расшифровывается следующим образом:' И — изолятор; П — проходной; О — опорный; ОС — опорно-стержневой; У — усиленный; Р — ребри¬ стый; кВ с нижним квадратным фланцем; I и II — модификация изолятора; У, ХЛ — климати¬ ческое исполнение (для умеренного и холодного климата); 1, 2 — категория размещения. Г. СИЛОВЫЕ -ТРАНСФОРМАТОРЫ И АВТОТРАНСФОРМАТОРЫ 2-36. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРАНСФОРМАТОРОВ ОБОЗНАЧЕНИЯ ВЕЛИЧИН SH — номинальная мощность, кВ-А; £7Н— номинальное напряжение, кВ; /н— номинальный линейный ток на сто¬ роне высшего напряжения, А; /х— ток холостого хода, % 1«', UK— напряжение к. з., % ; — активная составляющая напряже¬ ния к. з., %; Ur—реактивная (индуктивная) состав¬ ляющая напряжения к. з., %; Рѵ.— потери к. з., кВт; Р%— потери холостого хода, кВт; cos <р2— коэффициент мощности вторичной цепи; Р— отношение фактической нагрузки 5 к номинальной мощности трансфор¬ матора SH. СОПРОТИВЛЕНИЕ И ПРОВОДИМОСТЬ ОБМОТОК НА ФАЗУ 1. Активное сопротивление трехфазного трансформатора или группы однофазных трансформаторов, Ом: г = = _г_ 3/2 • (2-274) 2. Реактивное (индуктивное) сопротив¬ ление двухобмоточного трансформатора (Д.~/7К), Ом: 10 __ юикия Sh У~3 /н ’ где /7В — номинальное напряжение, кВ, к которому отнесено реактивное сопротивле¬ ние. 3. Реактивное (индуктивное) сопротив¬ ление обмоток, трехобмоточного трансфор¬ матора, Ом;
ЮДйДи *1- s ; ЮДк2Дн ; (2-276) (2-277) (2-278) ыраже- где Дкь Ukz НИЙ -з- и 1/кз определяют из в Дм = 0,5 (х-£ х2 — -^з)» (2-279) Дц2 = 0,5 (Xj -j- Xg — х2); (2-280) Дкз = 0,5(х2 + х8 —xJ. (2-281) 4. Активная проводимость двух¬ обмоточных трансформаторов, 1/Ом; и трех- (2-282) а г/2-io3 9. Коэффициент полезного действия при заданной нагрузке, % = Ѵ"-2—)100. \ ₽SH cos Фг-рРк+Р? Рк / (2-287) 10. Наибольший к. п. д. имеет место при соотношении 11. Кратность установившегося тока к. з. в данной обмотке при питании от ис¬ точника бесконечной мощности ик (2-288) 5. Реактивная (индуктивная) проводи¬ мость двух- и трехобмоточных трансформа¬ торов, 1/Ом; Qï] fr=-2 ' , (2-283) где Qï]=/xSH-100 — намагничивающая мощность трехфазного трансформатора, квар. 6. Падение напряжения, % бДь а) для двухобмогочного трансформа¬ тора АД = ₽ (Да cos <р2 + Uг sin ф2) + В2 ~г — (Да sin Ф2 — Ur cos ф2)2, (2-284) где да = ^-іоо: иг^У С достаточной степенью точности мож¬ но пользоваться первым членом; .6) для трехобмоточного трансформато¬ ра (в обмотках 1 и 2 и аналогично в любых других) АД = Pi (67aï cos «ft + U ri sin ф,) + + ₽2 (Даз cos ф2 + Urz sin ф2). (2-285) 7. Потеря напряжения в трансформато¬ ре приближенно составляет, кВ; Q АД = ~-, (2'286) С'н где Q — реактивная нагрузка, Мвар. 8. Потери мощности; Технические данные трансформаторов приведены в § 2-42. Условные обозначения типов трансфор¬ маторов и автотрансформаторов состоят из букв и цифр, которые означают: буква А — автотрансформатор; число фаз (для однофазных О; для трехфазных Таблица 2-87 Условные обозначения систем охлаждения трансформаторов и автотрансформаторов Система охлаждения Условные обозначе¬ ния Сухие трансформаторы Естественное воздушное при открытом исполнении Естественное воздушное при защищенном исполнении Естественное воздушное при герметизированном исполнении Воздушное с дутьем Масляные трансформаторы Естественное масляное Масляное с дутьем и естест¬ венной циркуляцией масла Масляное с дутьем и прину¬ дительной циркуляцией масла Масляно-водяное с естест¬ венной циркуляцией масла Масляно-водяное с принуди¬ тельной циркуляцией масла С сз сг сд М Д ДЦ МВ Ц Трансформаторы с заполнением негорючим жидким диэлектриком (совтол) Естественное охлаждение не- Н горючим жидким диэлектри-. ком Охлаждение негорючим жид- НД ким диэлектриком с дутьем активной, кВт реактивной, .квар Холостого хода при £7Н Рх Короткого замыкания при 7Н Рм QK = 0,003 l^x Короткого замыкания при нагрузке, отличной от 7Н ₽2РК ₽?QK Полные ДВ = РХ + ₽2РК AQ = Qx-f-₽2QK
Схемы спев пленил оВ.'моток Диаграты Вектора В ■ напряжении холостого хаба Условные обозна¬ чении ВИ НН ВИ НН АВС X Y Z с В -г у а о JT™ В А С b % и В/Вл-0 А L X У с X г È b „ и (П £ £] А 7 С в а в/д-п С X в с Y Z с 4 Z 6 к и Д-| L if с 6' и */д-л A Z X У С Z с В а А 7 С' b а yfa-n А X в с с ъ X g а 0 и «37 В А 'В b и д/ніГп A Æ ■Ш с У] С b Æ В А С b д/д-п Схемы соединения о б нот ок Диаграммы Векторов напряжений холостого хаба Условные оВозна- чяния ВН сн НН ВН СИ НН В А В В Ст Вт Ат Ощ с b и В Вт b ^гш А . С Вт Вт а y^fA-o-n X Y Z Вт Ут ^т 0 А В С Ст Вт Ащ г-4 г-4 г-1 с b и В Вт b 111 111 УЛІДІД11-11 ï. Ï 1 L L ] А С Вт а X Y Z 1 дг|
Схема соединения и С мот он Диаграмма ВвнтороВ напряжений холос/поги хода ВНиСЯ ' ' ня ВНОСЯ НН ЯслиВнив одозна- чвнив 3) Схеме/ соединения и В но тон Диаграмме/ Венп/орпВ напряжений хилосп/оги хода НН ВН НН Условные иВизва- ченни г, b, д, Рис. 2-47. Схемы и группы соединений обмоток трансформаторов и автотрансфор¬ маторов. а — для трехфазных двухобмоточных трансформаторов; б — для трехфазных трехобмоточных трансформаторов; в — для трехфазиых трехобмоточных автотрансформаторов; г — для трехфаз¬ ных двухобмоточных трансформаторов с расщепленной обмоткой НН. Т); буква Р — трансформатор с расщеплен¬ ной обмоткой низшего напряжения; система охлаждения по табл. .2-87; буква 3 — при защите с помощью азотной подушки без расширителя, буква. Т,— трехобмоточный трансформатор; буква Н — выполнение од¬ ной обмотки с устройством РПН. Пример условного обозначения транс¬ форматора ТРДН-40000/110 — трехфазный двухобмоточный трансформатор с расщеп¬ ленной обмоткой НН, с масляным охлаж¬ дением, с дутьем и естественной циркуля¬ цией масла, с РПН, номинальной мощно¬ стью 40 000 кВ-А, класса ПО кВ. 2-37. СХЕМЫ И ГРУППЫ СОЕДИНЕНИЙ ТРАНСФОРМАТОРОВ И АВТОТРАНСФОРМАТОРОВ ГОСТ 11677-75 установлены приведен¬ ные на рис. 2-47 схемы и группы соединения обмоток высшего напряжения (ВН), сред¬ него напряжения (СН) и низшего напря¬ жения (НН). Обозначения У/У-0, У/Д-11 и т. д. указывают схемы соединения обмоток трансформаторов и автотрансформаторов и угловое смещение векторов линейных э. д. с. обмоток СН и НН по отношению к векто¬ рам э. д. с. обмоток ВН. Группа соединения
(угловое смещение) обозначается числом, которое при умножении на 30° дает угол отставания в градусах (например, 11 соот¬ ветствует углу 330°). 2-38. ОХЛАЖДЕНИЕ ТРАНСФОРМАТОРОВ Трансформаторы с воздуш¬ ным охлаждением (естествен¬ ным или с дутьем) называются су¬ хими. Изготовляются мощностью до 1600 кВ-А включительно для установки в закрытых помещениях с относительной влажностью воздуха не более 80%. Преи¬ мущество сухих трансформаторов заклю¬ чается в их пожаробезопасности и сравни¬ тельной простоте конструкции. Естественное масляное ох¬ лаждение применяется, как правило, для трансформаторов мощностью до 6300 кВ-А включительно. Теплоотдача ра¬ диаторов достигает 450—500 Вт/м2 При мощности трансформаторов 10 000 кВ-А и более применяется масля¬ ное охлаждение с воздушным дутьем. Обдувание поверхности радиа¬ торов позволяет увеличить теплоотдачу на 50% и более. В настоящее время трансфор¬ маторы снабжаются системой дутьевого ох¬ лаждения при помощи вентиляторов с электродвигателями мощностью до 250 Вт. На каждом радиаторе трансформатора ус¬ танавливаются два вентилятора. Масляное охлаждение с при¬ нудительной циркуляцией позво¬ ляет значительно увеличить отвод тепла. К баку трансформатора подключают цен¬ тробежный насос, который прогоняет горя¬ чее масло через воздушный или водяной ох¬ ладитель. На 1 кВт потерь в трансформа¬ торе через охладитель в течение 1 мин дол¬ жно проходить 4—5 л масла при среднем перепаде температуры в охладителе 10° С. Трансформаторы с охлаждением него¬ рючим жидким диэлектриком (совтол) естественным или с дутьем изготовляются мощностью до 2500 кВ-А включительно для установки внутри зданий. Совтоловые трансформато¬ ры пожаробезопасны, герметичны и в те¬ чение многих лет эксплуатации не требуют ревизии. 2-39. ДОПУСТИМЫЕ ПЕРЕГРУЗКИ ТРАНСФОРМАТОРОВ (АВТОТРАНСФОРМАТОРОВ) Срок службы трансформатора опреде¬ ляется старением его изоляции, которое рез¬ ко возрастает с повышением температуры обмотки. При изменении температуры изо¬ ляции на 6° С срок службы ее изменяется вдвое (сокращается при повышении темпе¬ ратуры или увеличивается при ее пониже¬ нии) . В зависимости от графика нагрузки в температуры охлаждающей среды для тран¬ сформаторов допускаются аварийные и си¬ стематические перегрузки, не оказывающие заметного влияния на срок службы транс¬ форматоров.. Допустимое для трансформа¬ торов количество пусков присоединенных электродвигателей показано на рис. 2-48. Аварийные перегрузки допускаются в исключительных случаях, например при вы¬ ходе из строя одного работающего транс¬ форматора. В аварийных случаях допусти¬ мую нагрузку и ее продолжительность для масляных (совтоловых) трансформаторов с системами охлаждения М, Д, ДЦ и Ц сле¬ дует определять по рис. 2-49 и 2-50 в зави¬ симости от коэффициента начальной на¬ грузки ^4 = -^, (2-289) 'и где /ср, кв — среднеквадратичное значение Рис. 2-48. Допустимое количество пусков электродвигателей за сутки в зависимости от кратности пускового тока и длительности пуска. 7V — допустимое количество пусков в сутки за три смены; К — кратность пускового тока по отно¬ шению к номинальному току трансформатора; т — отношение мощности трансформатора к мак¬ симальной мощности его нагрузки (без учета пускаемого двигателя); t — длительность пуска, с.
нагрузки (тока) за период, предшествую¬ щий максимуму нагрузки; /н —нагрузка но. минальным током. Для этой нагрузки может быть оценен износ изоляции с учетом фактической сред¬ несуточной температуры (рис. 2-51) по сравнению с нормальным износом изоляции при среднесуточной температуре охлаж¬ дающего воздуха 30° С При а не более 0,93 масляные и совто- ловые трансформаторы (кроме имеющих си¬ стему охлаждения МВ) допускают в тече¬ ние не более 5 сут перегрузку на 40% сверх номинального тока на время макси¬ мумов нагрузки общей продолжительностью не более 6 ч в сутки. Систематические перегрузки масляного и совтолового трансформаторов определяют по графикам нагрузочной способности (при¬ ложение 1 к ГОСТ 14209-69) в зависимо¬ сти от суточного графика нагрузки, темпе¬ ратуры охлаждающей среды, постоянной времени трансформатора и системы охлаж¬ дения. Для трансформаторов с расщепленной обмоткой 6—10 кВ допускаются те же пе¬ регрузки, отнесенные к номинальной мош. ности каждой ветви, что и для трансформа¬ торов с нерасщепленной обмоткой. Для трехобмоточных трансформаторов перегрузки относятся к наиболее нагружен¬ ной обмотке. Согласно ГОСТ 11677-75 в аварийных случаях сухие трансформаторы должны до- Рис. 2-49. Допустимые аварийные нагрузки а и суточный износ изоляции L для транс¬ форматоров с системами охлаждения М и Д. Рис. 2-50. Допустимые аварийные нагрузки а и суточный износ изоляции L для. транс¬ форматоров с системами охлаждения ДЦ и Ц. пускать одну из следующих кратковремен¬ ных перегрузок сверх номинального тока (независимо от длительности предшествую- Рис. 2-51. Снижение износа изоляции, определенного по рис. 2-49 и 2-50, в зави¬ симости от фактической среднесуточной температуры воздуха. а —разность между нормальной среднесуточной температурой охлаждающего воздуха 30° С и ее фактическим значением; б — степень снижения (во сколько раз) износа изоляции трансформатора. щей нагрузки, температуры охлаждающей среды и места установки): 20% 30% ...» » 45 мин 40% ... » » 32 мин 50% » » 18 мии 60% • . . . . ... » » 5 мин Согласно ГОСТ 14074-76 трансформато¬ ры для КТП должны допускать аварийные перегрузки на 30% сверх номинального то¬ ка не более чем 3 ч в сутки, если длительная предварительная нагрузка составляла не более 70% номинального тока трансформа¬ тора. 2-40. РЕГУЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ В настоящее время трансформаторы и автотрансформаторы выполняются с пере¬ ключением ответвлений обмотки без воз¬ буждения (ПБВ), т. е. после отключения всех обмоток от сети и с переключением ответвлений обмотки под нагрузкой (встро¬ енное регулирование напряжения под на¬ грузкой РПН). Переключение без возбуждения осу¬ ществляется при помощи ответвлений об¬ мотки ВН или СН. Трехфазные понижаю¬ щие трансформаторы 25—80 000 кВ-А клас¬ сов напряжения до 35 кВ включительно имеют четыре ответвления: ±2X2,5% но¬ минального напряжения. Понижающие трансформаторы классов напряжения ПО и 220 кВ имеют ответвление для ПБВ только в трехобмоточном исполнении на обмотках СН при напряжении 38,5 кВ. При токе об¬ мотки, не превышающем 700 А, обмотки СН имеют четыре ответвления ±2X2,5% при токе более 700—1200 А — два ответ¬ вления ±5% UH. Трансформаторы и автотрансформато¬ ры с РПН снабжены ответвлениями, приве¬ денными в табл. 2-88.
Таблица 2-88 Ответвления обмоток трехфазных двух- и трехобмоточных трансформаторов и автотрансформаторов с РПН по ГОСТ Класс напряже¬ ния, кВ Мощность, МВ-А Число ответвлений, и пределы’ регулирования Обмотка с ответвле¬ ниями Двухобмоточные трансформаторы 6 и 10 1—6,3 ±8X1,25% ВН 35 1—6,3 ±6X1,5% ВН ПО 2,5 +10X1,5% и-8Х Х1,5% НН ПО 6,3 ибо- ±16%; ±9 ступеней ВН лее по 1,78% 220 32—160 ±12%; ±8 ступеней по 1,5% ВН Трехобмоі "очные трансформаторы 35 6,3 ±9%; ±6 ступеней по 1,5% ВН ПО 6,3—80 ±16%; ±9 ступеней по 1,78% ВН 220 25—63 ±12%; ±8 ступеней по 1,5% ВН Авт отрансформаторы 220 32—250 ±12%; ±6 ступеней по 2% |сн 2-41. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОТРАНСФОРМАТОРОВ Автотрансформаторы применяются при небольших коэффициентах трансформации (менее 2), при которых они более эконо¬ мичны, чем трансформаторы; в сетях напря¬ жением 220 кВ и выше для регулирования напряжения на ВЛ (линейные регулято¬ ры); для регулирования и стабилизации на¬ пряжения у потребителей. В отдельных случаях автотрансформаторы применяют Рис. 2-52. Принципи¬ альная схема авто¬ трансформатора. для пуска электродвигателей выше 1 кВ. Автотрансформаторы имеют меньшее индуктивное сопротивление, чем двухобмо¬ точные трансформаторы, и поэтому в мень¬ шей степени ограничивают токн к. з. Номи¬ нальное напряжение к. з. автотрансформа¬ тора, %: ï/Ka=v(7K, (2-290) где Uк — напряжение к. з. трансформатора той же мощности, % ; ■V = 1 — І , (2-291) Аа где K& — WAxIWax — коэффициент авто¬ трансформации. Принципиальная схема и токораспреде- ление в однофазном автотрансформаторе даны на рис. 2-52. Для первичного напряжения 220 кВ из¬ готовляются трехфазные трехобмоточные автотрансформаторы с соединением обмо¬ ток ВН—СН в звезду и добавочной обмот¬ ки НН — в треугольник. Технические дан¬ ные этих автотрансформаторов приведены в табл. 2-89. Автотрансформаторы для плавного ре¬ гулирования напряжения под нагрузкой ра¬ ботают по принципу изменения индуктив¬ ной связи обмоток, расположенных на об¬ щем магнитопроводе. Последнее достигает¬ ся перемещением подвижной короткозамк¬ нутой катушки по сердечнику. Эти авто¬ трансформаторы имеют исполнения: для из¬ менения напряжения под нагрузкой (регу¬ ляторы) и для стабилизации напряжения под нагрузкой. Таблица 2-89 Технические данные трехфазных трехобмоточных автотрансформаторов 32—200 МВ-А, 220 кВ Тип Номинальная мощность, мВ ■ А Номинальное напряже¬ ние обмоток, к В Потери. кВт Напряжение к. з_, о/ /0 1 і Ток X. X., % но¬ минального ВН СН НН 1 холосто¬ го хода коротко¬ го замы¬ кания ВН-СН ВН-НН СН—НН АТДТГН-32000/220 32 230 121 6,6 — ; 38,5 30 200 10,9 16 10,3 0,35 АТДЦТГН-63000/220/110 63 230 121 38,5 10,5 34 370 12,6 18,9 13,1 0,25 АТДЦТН-125000/220/110 АТДЦТН-200000/220/110 125 200 230 230 121 121 6,6; 11; 13,8; 38,5 6,6; 11; 13,8; 15,75; 38,5 85 125 290 430 11 11 31 32 19 20 0,5 0,5
2-42. ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ ТРАНСФОРМАТОРОВ Таблица 2-90 Технические данные трехфазных масляных двухобмоточных трансформаторов Тип Номи¬ нальная мощность. кВ-А Номинальное напряже¬ ние обмоток, кВ Потери, кВт Напря¬ жение к- а.. % Ток X. X., % номи¬ нального вн НН холосто¬ го хода короткого замыка¬ ния Трансформаторы 25—6300 кВ-А 5ез регулирования напряжения под нагрузкой ТМ-25/6—10 25 6; 10 0,4 0,17 0,6 4,5 3,2 ТМ-40/6—10 40 6; 10 0,4 0,24 0,88 4,5 3,0 ТМ-63/6—10 63 6; 10 0,4 0,36 1,28 4,5 2,8 ТМ-100/6—10 100 ■ 6; 10 0,4 0,49 1,97 4,5 2,6 ТМ-160/6—10 160 6; 10 0,4 0,69 0,73 2,65 3,1 4,5 2,4 ТМ-250/6—10 250 6; 10 0,4 0,69 0,945 3,7 4,2 4,5 2,3 ТМ-400/6—10 400 6; 10 0,4; 0,69 1,2 5,5 4,5 2,1 ТМ-630/6—10 630 6; 10 0,4; 0,69 1,56 8,5 5,5 2,0 ТМ-1000/10 1000 6; 10 0,4 2,45 12,2 5,5 1,4 ТМ-1600/10 1600 .6; 10 0,4; 0,69 3,3 18 5,5 1,3 ТМ-2500/10 2500 6; 10 0,4; 0,69 4,6 25 5,5 1,0 ТМ-4000/10 4000 6; 10 6,3 6,4 33,5 6,5 0,9 ТМ-6300/10 6300 10 6,3 9,0 46,5 6,5 0,8 ТМ-100/35 100 35 0,4 0,465 1,97 6,5 2,6 ТМ-160/35 160 35 0,4 0,69 0,7 2,65 3,1 6,5 2,4 ТМ-250/35 250 35 0,4 0,69 1 3,7 4,2 6,5 2,3 ТМ-400/35 400 ' 35 0,4 0,69 1,35 5,5 5,9 6,5 • 5,1 ТМ-630/35 630 35 0,4 0,69 1,9 7,6 8,5 6,5 2 ТМ-1000/35 1000 35 0,4; 0,69; 6,3; 10,5 2,75 12,2 6,5 1,5 ТМ-1600/35 1600 35 0,4; 0,69; 6,3; 10,5 3,65 18,0 6,5 1,4 ТМ-2500/35 2500 35 0,69; 6,3; 10,5 5,1 25 6,5 1,1 ТМ-4000/35 4000 35 6,3; 10,5 6,7 33,5 7,5 1,0 ТМ-6300/35 6300 35 6,3; 10,5 9,4 46,5 7,5 0,9 Трансформаторы 1000—100 000 кВ-А с регулированием напряжения под нагрузкой ТМН-1000/35 1000 35 6,3; 11 2,75 11,6 6,5 1,5 ТМН-1600/35 1600 35 6,3; 11 3,65 16,5 6,5 1,4 ТМН-2500/35 2500 35 6,3; 11 5,1 23,5 6,5 1,1 ТМН-4000/35 4000 35 6,3; 11 6,7 33,5 7,5 1,0 ТМН-6300/35 6300 35 6,3; 11 9,4 46,5 7,5 0,9 ТМН-10000/35 10 000 35 6,3 14,5 65 7,5 0,8 ТМН-2500/110 2500 ПО 6,6; 11 6,5 22 10,5 1,5 ТМН-6300/110 6300 115 6,6; 11 17,5 50 10,5 1,0 ТДН-10000/110 10 000 115 6/6; 11 18 60 10,5 0,9 ТДН-16000/110 16 000 115 6,6; 11 26 90 10,5 0,85 ТРДН-25000/110 25 000 115 6.3— 6,3; 10,5—10,5; 6.3— 10,5 30 120 10,5 0,75 ТРДН-32000/110 32 000 115 6.3— 6,3; 10,5—10,5; 6.3— 10,5 40 145 10,5 0,7 ТРДН-40000/110 40 000 115 6.3— 6,3; 10,5—10,5; 6.3— 10,5 50 160 10,5 0у65 ТРДЦН-63000/110 63 000 115 6.3— 6,3; 10,5—10,5; 6.3— 10,5 70 245 10,5 0,6
Продолжение табл. 2-90 Тип Номи¬ нальная мощность, кВ-А Номинальное напряже¬ ние обмоток, кВ Потери, кВт Напря¬ жение к. з„ % Ток X. X., % номи¬ нального вн НН холосто¬ го хода короткого замыка¬ ния ТРДЦН-80000/110 80 000 115 6.3— 6,3; 10,5—10,5; 6.3— 10,5 85 310 - 10,5 0,55 ТРДН-32000/220 32 000 230 6,3—6,3; 6,6—6,6; 11—11; 6,6—11 53 167 12 0,9 ТРДЦН-63000/220 63 000 230 6,3—6,3; 6,6—6,6; 11—11; 6,6—11 82 300 12 0,8 ТРДЦН-160000/220 160 000 230 . 11—11; 38,5 167 525 12 0,6 Таблица 2-91 Технические данные трехфазных масляных трехобмоточных трансформаторов Тип Номинальная мощность, кВ‘А Номинальное напряже¬ ние обмоток, кВ Потери, кВт Напряжение к. з„ % Ток X, X., % но¬ минального К « К и К X холосто¬ го хода коротко¬ го замы¬ кания ВН-СН вн-нн сн-нн ТМТН-6300/35 6300 35 Ю,5; 13,8 6,3 12 55 7,5 7,5 16 1,2 ТМТН-6300/110 6300 115 38,5 6,6; 11 17 60 10,5 17 6 0,85 ТДТН-10000/110 10 000 115 22; 38,5 6,6; 11 23 80 10,5 17 6 1,1 ТДТН-16000/110 16 000 115 22; 38,5 6,6; 11 26 105 10,5 17 6 1,05 ТДТН-25000/110 25 000 115 22; 38,5 6,6; 11 45 145 10,5 17 6 1,0 ТДТН-40000/110 40 000 115 22; 38,5 6,6; 11 63 230 10,5 17 6 0,9 ТДТН-63000/110 63 000 115 38,5 6,6; 11 70 310 10,5 17 6 0,85 ТДТН-80000/110 80 000 115 38,5 6,6; 11 102 390 10,5 17 6,5 0,8 Таблица 2-92 Технические данные трехфазных трансформаторов с естественным воздушным охлаждением (сухих), масляных и с заполнением негорючим диэлектриком (совтолом), применяемых в комплектных трансформаторных подстанциях Тип Номи¬ нальная мощность, кВ-А Номинальное напряжение обмо¬ ток, кВ Потери. кВт Напряжение К. 3.. % Ток X. х„ % но¬ минального ВН НН холос¬ того хода корот¬ кого замы¬ кания ТСЗ-160/10 160 6; 10 Сухие 0,23; 0,4; 0,69 0,7 2,7 5,5 4,0 6,3; 10,5 0,4
Продолжение табл. 2-92 Тип Номи¬ нальная мощность. кВ-А Номинальное напряжение обмо¬ ток. кВ Потери, кВт s 33 U С; X Си г С ст м С м Ток х,х,, % но¬ минального ВН НН холос¬ того хода корот¬ кого замы¬ кания ТСЗ-250/10 250 6; 10 0,23; 0,4; 0,69 1,о 3,8 5,5 3,5 ТСЗ-400/10 400 6; 10 0,23; 0,4; 0,69 1,3 5,4 3,0 6,3; 10,5 0,4 0,0 6; 10 0,4; 0,69 ТСЗ-630/10 630 2,0 7,3 5,5 1,5 6,3; 10,5 0,4 ТСЗ-1000/10 1000 6; 10 0,4; 0,69 3 11,2 5,5 1,5 ТСЗ-1600/10 1600 6; 10 0,4; 0,69 4,2 16 5,5 1,5 Масляные ТМЗ-630/10 630 6; 10 0,4 2,3' 8,5 5,5 3,2 ТМЗ-1000/10 1000 6; 10 0,4 2,45 12,2 5,5 1,4 ТМЗ-1600/10 1600 6; 10 0,4 3,3 18 5,5 1,3 Совтоловые ТНЗ-630/10 630 6,10 0,4 1,68 7,6 5,5 1,8 ТНЗ-1000/10 1000 6,10 0,4 2,45 12,2 5,5 1,4 ТНЗ-1600/10 1600 6,10 0,4 3,3 18 5,5 1,3 ТНЗ-2500/10 2500 6,10 0,4 4,6 24,5 5,5 1,0 Примечания: 1. Трансформаторы с напряжением ВН 6,3 и 10,5 кВ выпускаются только по требованию заказчика, 2. По требованию заказчика для существующих электроустановок напряжением 3 кВ изготов¬ ляются трансформаторы мощностью 400, 630 и 1000 кВ-А с сочетанием напряжений 3,15/0,4. 3. Сухие трансформаторы изготовляются со схемой и группой соединения обмоток Д/У-11. Для обеспечения параллельной работы с масляными и ранее установленными сухими трансформаторами изготовляются трансформаторы мощностью 400, 630 и 1000 кВ-А со схемой и группой соединения обмоток У/У-0. Таблица 2-93 Технические данные трехфазных сухих трансформаторов І0—160 кВ-А, 380, 500, 600/230, 400 В группой и схемой соединения обмоток У/У-0 или У/Д Тип Номи¬ нальная мощность, кВ-А Напря¬ жение к. 3., % Потери, кВт Размеры, мм Масса, холостого хода короткого замыка¬ ния длина ширина высота ТСЗ-10/0,66 10 4,5 0,09 0,28 700 440 615 0,15 ТСЗ-16/0,66 16 4,5 0,125 0,4 700 440 680 0,16 ТСЗ-25/0,66 25 4,5 0,18 0,56 820 520 670 0,24 ТСЗ-40/0,66 40 4,5 0,25 0,8 820 520 815 0,29 ТСЗ-63/0,66 63 4,5 0,35 1,09 970 580 820 0,42 ТСЗ-100/0,66 100 4,5 0,5 1,5 970 580 960 0,51
Таблица 2-94 Потери мощности в масляных трансформаторах 250—1600 кВ-А, 6—10/0,4 кВ комплектных трансформаторных подстанции в зависимости от нагрузки Мощность трансформа¬ тора, кВ-А Активные потери, кВт Реактивные потери, кв ар холосто¬ го хода короткого замыкания при |3 холосто¬ го хода короткого замыкания прн |3 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 250 0,8 3,7 3,0 2,4 1,8 1,3 0,9 0,6 15 11,3 9,1 7,2 5,5 4,1 2,8 1,8 400 1,1 5,5 4,5 3,5 2,6 2,0 1,4 0,9 20 18 14,6 11,5 8,8 6,5 4,5 2,9 630 1,6 7,6 6,2 4,9 3,7 2,7 1,9 1,2 31,5 34,6 28 22,2 17 12,5 8,7 5,5 1000 2,45 12,2 9,9 7,8 6,0 4,4 3,1 2,0 50 55 44,5 35 27 19,8 13,8 8,0 1600 3,3 18 14,6 11,5 8,8 6,5 4,5 2,9 67,2 88 71,3 56,3 43 31,7 22 14,1 Примечание. Общпе потери равны сумме потерь холостого хода и нагрузочных (в зави¬ симости от р). Таблица 2-95 Ряды номинальных мощностей, кВ-А, трехфазных трансформаторов и автотрансформаторов от 10 кВ-A и выше (по ГОСТ 9680-61) 10 100 (125) 16 160 (200) 25 250 (320) 40 400 (500) 60 630 — 1000 (1250) 1600 (2000) 2500 ( 3200) 4000 (5000) • 6300 — 10000 100000 (12 500) (125000) 16 000 160 000 (20000) (200000) 25 000 (32 000) 40000 (50 000) 63 000 80 000 Примечания: 1. Мощности в скобках предназначаются только для специальных транс¬ форматоров, используемых для питания индивидуальных машин и установок. 2. Для автотрансформаторов указана проходная мощность. Таблица 2-96 Допуски для технических данных трансформаторов Измеряемая величина До¬ пуск, % Область применения допуска Потери холостого хода Суммарные потери Ток холостого хода Напряжение к. з. на основном от¬ ветвлении +15 +10 +30 ±10 ■ Для всех трансформаторов и автотранс¬ форматоров Потери к. з. на основном ответ¬ влении + 10 Для всех трансформаторов и для основ¬ ной пары сторон (ВН—СН) трехобмоточ¬ ных автотрансформаторов То же +20 Для неосновных пар сторон трехобмоточ¬ ных автотрансформаторов Коэффициент трансформации ±1 Для трансформаторов и автотрансфор¬ маторов с коэффициентом трансформации фазных напряжений 3 и менее или когда этот допуск особо оговорен в стандартах или технических условиях ±0,5 Для остальных трансформаторов и авто¬ трансформаторов Примечав и е. Отсутствие отрицательного допуска для тока холостого хода и потерь оз¬ начает, что значения этих величин снизу не ограничены.
Таблица 2-97 Размеры н масса масляных двухобмоточных трансформаторов без регулирования напряжения под нагрузкой Рис. 2-53. Размеры трансформаторов. а—масляных; б—сухих и с негорючим заполне¬ нием (совтоловые). Размеры, мм Масса, т Тип А Б В Г активной части масла общая ТМ-25/6—10 1120 460 1225 450 0,153 0,13 0,35 ТМ-40/6—10 1120 480 1270 500 0,207 0,16 0,46 ТМ-63/6—10 1120 560 1400 500 0,27 0,17 0,6 ТМ-100/6—10 1200 800 1470 550 ' 0,35 0,21 0,675 ТМ-160/6—10 1220 1020 1600 550 0,49 0,29 0,97 ТМ-250/6—10 1310 1050 1760 550 0,643 0,375 1,3 ТМ-400/6—10 1345 1120 1800 660 0,9 0,49 1,85 ТМ-630/6—10 1750 1275 1950 820 1,35 0,72 2,77 ТМ-1000/10 1850 1260 2270 1070 2,0 1,11 4,16 ТМ-1600/10 2300 1370 2770 1070 2,92 1,47 .5,87 ТМ-2500/10 3340 2260 3560 1524 1594 3,8 2,3 7,86 ТМ-4000/10 3900 3640 3870 1524 1594 5,5 4,1 13,1 ТМ-6300/10 3410 3660 3985 1524 1594 8,1 4,6 16,3 ТМ-100/35 1330 900 2200 550 0,46 0,48 1,24 ТМ-160/35 1400 1000 2260 660 0,72 0,57 1,7 ТМ-250/35 1500 1250 2320 660 0,85 0,71 2,0 ТМ-400/35 1650 1350 2500 820 1,1 0,8 2,7 ТМ-630/35 2100 1450 2750 820 1,3 1,0 3,5 ТМ-1000/35 2300 1600. 2840 1070 2,4 1,9 5,5 ТМ-1600/35 2410 2270 3360 1070 3,5 2,4 7,1
Продолжение табл. 2-97 Тип Размеры, мм Масса, т А Б В Г активной части масла общая ТМ-2500/35 3770 2410 3580 1524 1594 4,2 2,3 9,1 ТМ-4000/35 3380 3640 3870 1524 1594 5,6 3,82 12,5 ТМ-6300/35 4270 3650 3985 1524 1594 8,1 4,8 16,9 Примечание. В размере Г дробью показаны: в числителе — продольная колея, в знаме¬ нателе — поперечная колея. Размеры и масс; трансформаторов и автотрансформаторов с Таблица 2-98 регулированием напряжения под нагрузкой Размеры, мм Масса, т Тип А Б В Г актив¬ ной части бака с ар¬ матурой и радиа¬ тором масла масла для до¬ ливки общая Двухобмоточные трансфор маторы ТМН-1000/35 3700 1550 3560 1070 4,0 1,7 2,9 — 9,2 ТМН-1600/35 3700 1550 3750 1070 5,6 1,9 3,1 — 9,6 ТМН-2500/35 3460 3494 3970 1594 5,5 2,9 3,9 0,5 12,5 ТМН-4000/35 3690 3600 3990 1524 1594 7,2 3,9 4,5 1,4 15,3 ТМН-6300/35 4100 3570 4110 1524 1594 9,4 4,2 5,5 1,8 19,4 ТМН-10000/35 5750 3950 4840 1524 2000 11,8 6,5 9,7 3,2 30 ТМН-2500/110 4400 4300 4380 1524 7,1 3,6 9,1 1,2 24 ТМН-6300/110 6085 4250 5260 1524 2000 13,3 10,5 14,6 3,6 38,4 ТДН-10000/110 6330 3700 5300 1524 2000 17,0 7,2 15,1 4,1 42,9 ТДН-16000/110 6918 4370 5770 1524 2000 22,4 10,7 17,2 3,8 50,3 ТРДН-25000/110 6580 4650 5820 1524 2000 32,6 14,6 20 4,0 67,2 ТРДН-32000/110 6735 4700 5760 1524 2000 37,1 17 23,1 4,4 77,2
Продолжение табл. 2-98 Тип Размеры, мм Масса, т А Б В Г актив¬ ной части бака с ар¬ матурой и радиа¬ тором масла масла ДЛЯ до¬ ливки общая ТРДН-40000/110 6935 4850 6190 1524 2000 45,3 19,0 27 4,6 91,2 ТРДЦН-63000/110 8550 4590 7000 1524 2000 57,3 26,3 31 3,4 114,6 ТРДЦН-80000/1І0 8463 4970 6890 1524 2500 72,3 27,1 36,3 3,8 135,7 ТРДН-32000/220 8400 5050 7850 1524 3000 49,5 25 37,5 6,5 112 ТРДЦН-63000/220 8770 5350 8120 1524 3000 69 28,5 39 5 136,5 ТРДЦН-160000/220 12 500 6150 6852 1524 3000 135 60 54 6,5 249 Т рехобмоточные трансформаторы ТМТН-6300/35 4835 3905 4500 1524 1594 10,8 6,2 8,0 25 ТМТН-6300/110 6250 4340 5345 1524 2000 16,8 12 18 4,7 46,7 ТДТН-10000/110 7160 3800 6180 1524 2000 22,1 8,3 21 3,3 54,7 ТДТН-16000/110 7185 4470 5665 1524 2000 29,5 12 21 4,3 66,8 ТДТН-25000/110 7700 4600 6100 1524 2000 36,4 5,7 18,7 5,3 69,3 ТДТН-40000/110 7550 4840 6250 1524 2000 55,6 12,5 27,8 5,6 103,1 ТДТН-63000/110 9400 5410 7200 1524 2000 70,4 16 37 11 134 ТДТН-80000/110 9400 4900 7300 1524 2000 80 17 39 11,8 150 Автотрансформаторы напря жен нем ПО і 220 кВ АТДТГН-32000/220 11600 5700 7600 1524 45 43,3 64 150 3000 АТДЦТГН-63000/ /220/110 10 750 5300 7720 1524 53,8 41,5 57,5 Н,1 151,3 3000 АТДЦТН-125000/ /220/110 13 100 6000 8050 1435 82 40,5 64 И 187 2X2000 АТДЦТН 200000/ /220/110 13600 6000 8150 1435 126 53 76 11 255 2X2000 Примечание. В размере Г дробью показаны: в числителе *— продольная колея, в знамена¬ теле — поперечная колея.
Таблица 2-99 Размеры и масса трехфазных трансформаторов с естественным воздушным охлаждением (сухих), масляных и с заполнением негорючим диэлектриком (совтолом) Тип Размеры, мм Масса, т А Б * В Г активной части масла или совтола общая ТСЗ-160/10 1800 950 Сухие 1700 1,4 ТСЗ-250/10 1850 1000 1850 — — — 1,8 ТСЗ-400/10 2250 1000 2150 -— — — 2,4 ТСЗ-630/10 2250 1100 2300 820 — — 3,4 ТСЗ-1000/10 2400 1350 2550 1070 — .— 4,6 ТСЗ-1600/10 2650 1350 3200 1070 — — 6,5 TM3-630/10 1930 А 1105 Іасляні 1833 я е 820 1,25 0,75 3,0 ТМЗ-1000/10 2287 1257 2077 1070 2,07 1,05 4,3 ТМЗ-1600/10 2515 1345 2585 1070 2,3 1,65 6,45 TH3-630/10 1930 С< 1288 э в т о л о в 1764 ы е 820 1,25 1,04 3,11 ТНЗ-1000/10 2287 1376 2055 1070 2,07 2,0 5,3 ТНЗ-1600/10 2515 1438 2557 1070 2,3 3,14 8,0 ТНЗ-2500/10 2796 1544 2795 1594 1070 5,15 4,44 12,1 Примечание. Трансформ аторы тип ТМЗ и Т ■Ï3 поставл яются толь ко с комплектными трансформаторными подстанциями 630—2500 кВ*А с выключателями АВМ и «Электрон». Д. СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И ПОДСТАНЦИЙ 2-43. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Система электроснабжения предприятия состоит из питающих, распределительных, трансформаторных и преобразовательных подстанций и связывающих их кабельных и воздушных сетей, а также токопроводов напряжением до 1000 В и выше. Требования, предъявляемые к электро¬ снабжению предприятий, зависят от по¬ требляемой ими мощности и технологии производства. Предприятия условно (см. СН 174-75) подразделяются на крупные, средние и не¬ большие. К крупным относятся предприятия с установленной мощностью электроприем¬ ников 75—100 МВт и более. К числу таких предприятий можно, например, отнести за¬ воды черной и цветной металлургии, химии, искусственного волокна, .тяжелого машино¬ строения и т. п. К средним предприятиям можно отнести большинство машинострои¬ тельных заводов, деревообделочных ком¬ бинатов, текстильных фабрик, где установ¬ ленная мощность электроприемников не превышает 75 МВт, а нижний предел сос¬ тавляет 5 МВт. К небольшим предприятиям относятся предприятия легкой, пищевой и других отраслей промышленности, на кото¬ рых установленная мощность электроприем¬ ников не превышает 5 МВт. Схема электроснабжения строятся та¬ ким образом, чтобы вся система была эко¬ номична, надежна, удобна и безопасна в обслуживании и обеспечивала необходимое качество электроэнергии в нормальном и послеаварийном режимах. Для создания экономичных решений с минимальными за¬ тратами на резервирование применяются связи между электросетями различных ве¬ домств, а также объединяется питание про¬ мышленных, коммунальных и других потре¬ бителей. При построении схемы электроснабже¬ ния необходимо учитывать Специфические особенности отдельных промышленных предприятий, в частности наличие зон с за¬ грязненной и агрессивной средой, «особых» групп электроприемников, требующих по¬ вышенной надежности питания, электро¬
приемников с резкопеременнои ударной нагрузкой и др. Эти факторы обусловлива¬ ют дополнительные требования к системам электроснабжения. Нужно учитывать также специфические особенности работы отдель¬ ных производств, технологических процес¬ сов, в частности режимов работы наиболее ответственных агрегатов, обеспечивающих протекание технологических процессов. Требования технологии оказывают су¬ щественное влияние при определении сте¬ пени надежности питания и структуры схем электроснабжения. Недоучет этого фактора может привести как к недостаточ-.- ному резервированию, так и к излишним затратам. Как правило, резервирование только в электрической части, без технологического резервирования, недостаточно обеспечива¬ ет непрерывность технологического процес¬ са. В необходимых случаях должны преду¬ сматриваться специальные устройства без¬ аварийного останова технологических про¬ цессов, действующие при нарушениях элек¬ троснабжения. При проектировании электроснабжения должны предусматриваться рациональные мероприятия по оптимизации электропо¬ требления и выравниванию графика нагруз¬ ки. Для разгрузки источников питания в часы максимума нагрузки необходимо пре¬ дусматривать совместно с технологами возможность избирательного отключения части электроприемников в разумных пре¬ делах технической и экономической целесо¬ образности или же предусматривать меро¬ приятия и средства, обеспечивающие опти¬ мальное снижение нагрузки в часы макси¬ мума без ущерба для годового выпуска продукции. В качестве регуляторов электрической нагрузки могут быть использованы, напри¬ мер, крупные электропечные установки с большой тепловой инерцией, аккумулиру¬ ющие водонагревательные установки, гид¬ роэлектрические и газотурбинные станции и др. В первую очередь следует предусмат¬ ривать мероприятия для регулирования гра¬ фиков электрических нагрузок, не требую¬ щие дополнительных капитальных вло¬ жений. При проектировании собственных ТЭЦ предприятий, главных понизительных под¬ станций и других источников питания учи¬ тываются близлежащие внезаводские по¬ требители электроэнергии. Особенно это необходимо в районах, недостаточно охва¬ ченных энергосистемами. При проектировании систем электро¬ снабжения нескольких групп промышлен¬ ных предприятий, входящих в общий про¬ мышленный узел или территориально-про¬ мышленный комплекс (ТПК), необходимо стремиться к максимально возможной уни¬ фикации схемных и конструктивных реше¬ ний электрической части всех предприятий, входящих в данный узел и ТПК. Должны быть объединены подсобные и вспомога¬ тельные сооружения и устройства: транс- форматорно-масляное и электроремонтное хозяйства, диспетчеризация и т. п. Резерв¬ ное крупное электрооборудование должно быть общим для всех предприятий. Так как электросети и подстанции вхо¬ дят в комплекс предприятия наряду с дру¬ гими производственными сооружениями н коммуникациями, то они должны увязы¬ ваться со строительной и технологической частями и общим генеральным планом предприятия. Надежность электроснабжения предпри¬ ятий, как правило, должна повышаться при приближении к источникам питания (ТЭЦ, ГПП и т. д.) и по мере увеличения мощности соответствующих звеньев систе¬ мы, так как аварии в мощных звеньях при¬ водят к более тяжелым последствиям, чем в мелких, и охватывают большую зону предприятия. Специальные дополнительные требования к надежности должны соблю¬ даться в системах электроснабжения элект¬ роприемников так называемой «особой» группы (§ 2-11) и в загрязненных зонах. Для правильного решения вопросов надежности электроснабжения необходимо четко различать аварийный и послеаварин- ный режимы. Под аварийным режимом подразумевается кратковременный пере¬ ходный режим, вызванный нарушением нормального режима работы системы элек¬ троснабжения или ее отдельных звеньев и продолжающийся до отключения повреж¬ денного звена или элемента. Продолжи¬ тельность аварийного режима определяется в основном временем действия релейной защиты, автоматики и телеуправления. Под послеаварийным режимом следует пони¬ мать режим, возникающий после отключе¬ ния упомянутых поврежденных элементов системы электроснабжения, т. е. после ликвидации аварийного режима. Он гораздо более длителен, чем аварийный режим, и продолжается до восстановления нормаль¬ ных условий работы. Однако длительность послеаварийного режима не должна быть более суток. Систему электроснабжения в целом нужно строить таким образом, чтобы она при послеаварийном режиме обеспечи¬ вала функционирование основных произ¬ водств предприятия после необходимых переключений и пересоединений. При этом используются все дополнительные источни¬ ки и возможности резервирования, в том числе и те, которые при нормальном режи¬ ме нерентабельны (различные перемычки, связи на вторичных напряжениях и др.). При послеаварийном режиме допустимо частичное ограничение подаваемой мощно¬ сти; возможны кратковременные перерывы питания электроприемников третьей и ча¬ стично второй категорий на время переклю¬ чений и пересоединений, а также позволены отступления от нормальных уровней, откло¬ нений и колебаний напряжения и частоты в пределах допусков, регламентированных ГОСТ 13109-67, на нормы качества элект¬ роэнергии. Поэтому в схеме электроснаб¬ жения выделяются ответственные нагрузки,
питание которых должно быть обеспечено при всех ситуациях. В период послеаварийного режима элементы сети могут быть перегружены в пределах, допускаемых утвержденными нормативами. При дефиците активной мощности в питающей энергосистеме при послеаварий- ном режиме предусматривается автомати¬ ческая частотная разгрузка (АЧР). Она действует на отключение заранее намечен¬ ных наименее ответственных ' потребителей предприятия при снижении частоты до оп¬ ределенного уровня (см. разд. Л). 2-44. ИСТОЧНИКИ И СПОСОБЫ ПИТАНИЯ Источники питания (ИП). Основными ИП электроэнергией большин¬ ства 'предприятий являются электростанции и сети энергосистем. Собственные заводские электростанции (ТЭЦ) сооружаются на предприятиях со значительным теплопотреблением. Они слу¬ жат для комбинированного снабжения предприятия электроэнергией и теплом и работают по графику тепловых нагрузок. Собственные электростанции, кроме очень малых или удаленных от энергосис¬ тем, связываются с ближайшими электри¬ ческими сетями энергосистем. На относи¬ тельно небольших объектах с компактным расположением электрических нагрузок при отсутствии специальных требований к бесперебойности питания и при сравни¬ тельно небольших мощностях связи с внешними сетями могут быть выполнены непосредственно на шинах генераторного или повышенного напряжения электростан¬ ции. При значительной же мощности, полу¬ чаемой от энергосистемы, при повышенных требованиях к надежности питания, а так¬ же при наличии на предприятии удаленных от собственной электростанции групп по¬ требителей значительной мощности около последних целесообразно сооружение от¬ дельных пунктов приема электроэнергии от энергосистемы (УРП, ГПП) и связи следу¬ ет осуществлять через эти пункты приема. Размещение ТЭЦ необходимо согласо¬ вывать с общей схемой электроснабжения и теплоснабжения предприятия. При генераторном напряжении до 10 кВ (мощность генераторов до 25— 60 МВт) заводские ТЭЦ используются для питания наиболее ответственных произ¬ водств данного района, например доменно¬ го, конверторного, и для резервирования питания особых групп электроприемников. При наличии трансформаторной связи с сетью энергосистемы создается весьма надежное питание, так как короткое замы¬ кание в этой сети мало влияет на уровень напряжений на секциях шин 10 кВ ТЭЦ. Короткие замыкания во внутризаводских сетях 6—10 кВ также не оказывают суще¬ ственного влияния на уровень напряжения на сборных шинах 6—10 кВ ТЭЦ из-за наличия реакторов на отходящих линиях. На крупных ТЭЦ заводов с генерато¬ рами мощностью 100 МВт и более при генераторном напряжении более 10 кВ применяется блочная схема генератор — повысительный трансформатор 110—220 кВ, шины генераторного напряжения отсутству¬ ют. Вся мощность ТЭЦ выдается в сеть на напряжении 110 или 220 кВ. Такая ТЭЦ получает районное значение и кроме нужд завода служит также для электроснабже¬ ния и теплоснабжения прилегающих к ней других предприятий и жилых районов. В связи с этим становится целесообразным вынесение ее за пределы завода на рассто¬ яние до 1—2 км. Согласно определению ПУЭ независи¬ мыми источниками питания электроприем¬ ников являются такие, на которых сохраня¬ ется напряжение при исчезновении его на других источниках, питающих эти электро¬ приемники. Напряжение на этом ИП долж¬ но быть в пределах, установленных дейст¬ вующими нормативами и необходимых для устойчивой работы электроприемников в условиях послеаварийного режима. Оно должно сохраняться на уровне не менее 60% номинального напряжения в течение времени действия релейной защиты и авто¬ матики (РЗА) в питающей. сети при ава¬ рийном режиме. Согласно [2-1] к независимым источни¬ кам питания могут быть отнесены две сек¬ ции или системы шин одной или двух элек¬ тростанций или подстанций при соблюдении следующих условий: каждая из этих секций или систем шин питается от независимых источников; секции (системы) шин не связаны меж¬ ду собой или же имеют связь, автомати¬ чески отключающуюся при нарушении нор¬ мальной работы одной из секций (систем) шить Двойную систему шин на ИП, если од¬ на из систем (рабочая) не секционирована, нельзя рассматривать как два независимых источника питания. При повреждении рабо¬ чей несекционированной системы шин все отходящие линии потеряют питание. Пере¬ ключение этих линий на вторую неповреж¬ денную систему шин потребует много вре¬ мени, так как не может быть автоматизи¬ ровано. Приведенное выше определение неза¬ висимого источника дает возможность эко¬ номичного решения системы электроснаб¬ жения для предприятий различной мощно¬ сти и ответственности. Для крупных энергоемких предприятий наилучшими, наиболее надежными являются территори¬ ально разобщенные независимые источники, например энергосистема и собственная ТЭЦ или же два территориально разобщен¬ ных источника энергосистемы. Питание электроприемников первой ка¬ тегории по бесперебойности электроснаб¬ жения должно предусматриваться не менее чем от двух независимых источников. Пе¬
рерыв их электроснабжения допускается лишь на время автоматического восстанов¬ ления питания, т. е. на время действия РЗА. Для обеспечения надежного питания электроприемников особой группы должен быть предусмотрен третий независимый ис¬ точник питания. При выходе из работы одного из двух основных независимых источников питания третий источник немедленно подготовляется для автоматического резервирования элек¬ троприемников особой группы на случай выхода и второго источника питания. Число и суммарная мощность электроприемников особой группы должны быть ограничены, так как они служат только для безаварий¬ ного останова производства при погашении основных источников питания, а не для продолжения производства. В качестве третьего (аварийного) ис¬ точника могут быть использованы [2-31]: местные электростанции; электростанции энергосистем (в частности, их шины гене¬ раторного напряжения); специальные агре¬ гаты бесперебойного питания; аккумулятор¬ ные батареи; дизельные электростанции и т. п. На рис. 2-54 показан один из вариан¬ тов- схемы агрегата бесперебойного питания. При нормальном режиме электроприемники 1 особой группы питаются от общей сети Рис. 2-54. Схема агрегата бесперебойного питания. переменного тока 2. При аварии в питаю¬ щей сети электроприемники 1 автоматичес¬ ки переводят на питание от аккумулятор¬ ной батареи 3, заряжаемой выпрямите¬ лем 4. Питание от аккумуляторной батареи подается через инвертор 5, находившийся до аварии в холодном резерве. Переклю¬ чение выполняется тиристорными или элек¬ тромагнитными контакторами 6 и 7. Время перерыва питания не превышает 1 с. Агрегаты бесперебойного "питания наи¬ более пригодны для питания электроприем¬ ников, допускающих минимальный перерыв питания (0,5—2 с). Питание таких элект¬ роприемников должно быть восстановлено ранее, чем технологические параметры про¬ изводства достигнут критического значения [2-31]. К ним могут быть, например, отне¬ сены технологические блокировки и защи¬ ты, приборы КИП, АСУ и т. п. Пункты приема энергии. Чис¬ ло и тип приемных пунктов зависят от мощности, потребляемой предприятием, и 1 Л ОАО от характера размещения электрических на¬ грузок на его территории. При сравнитель¬ но компактном расположении нагрузок и отсутствии особых требований к беспере¬ бойности электроснабжения вся электро¬ энергия от источника питания может быть подведена к одному трансформаторному (ТП) или распределительному (РП) пунк¬ ту. При разбросанности электрических на¬ грузок и повышенных требованиях к беспе¬ ребойности электроснабжения питание сле¬ дует подводить к двум и более приемным пунктам. При близости источника питания и по¬ требляемой мощности в пределах пропуск¬ ной способности линий 6 или ІО кВ электроэнергия подводится к РП, которые служат для приема и распределения элек¬ троэнергии .без ее преобразования или трансформации. От РП электроэнергия рас¬ пределяется по цеховым подстанциям (ТП) и подводится к электроприемникам высо¬ кого напряжения (электродвигателям, электропечам и др.). В этих случаях на¬ пряжения питающей и распределительных сетей совпадают. Если же предприятие потребляет зна¬ чительную (более 40 МВ-А) мощность, а источник питания удален, то прием элек¬ троэнергии производится на узловых рас¬ пределительных подстанциях (УРП) или иа главных понизительных подстанциях (ГПП) 35—220 кВ. Узловой распределительной подстанци¬ ей УРП называется центральная подстан¬ ция предприятия 35—220 кВ, получающая энергию от энергосистемы и распределяю¬ щая ее по подстанциям глубоких вводов (ПГВ) на территории предприятия. В не¬ которых случаях УРП совмещается с бли¬ жайшей районной n/ст., если основная часть энергии потребляется предприятием. Главной понизительной подстанцией называется подстанция, получающая пи¬ тание непосредственно от районной энерго¬ системы и распределяющая энергию на бо¬ лее низком напряжении (10 или 6 кВ) по предприятию или отдельному его району. Подстанцией глубокого ввода называ¬ ется подстанция на напряжение 35—220 кВ, выполненная по упрощенным схемам ком¬ мутаций на первичном напряжении, полу¬ чающая питание непосредственно от энер¬ госистемы или от УРП данного предприятия и предназначенная для питания отдельного объекта или района предприятия. Пункты приема электроэнергии обычно связываются друг с другом и ТЭЦ завода самостоятельными связями или через рас¬ пределительную сеть. 2-45. СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ а) ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ Для крупных предприятий наиболее экономичной и надежной является система электроснабжения с применением глубоких вводов, при которой сети высшего напря¬ жения (35—220 кВ) максимально прибли¬ жены к потребителям электроэнергии.
В электрических сетях 6—10 кВ на крупных предприятиях прогрессивной явля¬ ется система магистрального распределения электроэнергии при помощи токопроводов. Система электроснабжения строится таким образом, чтобы все ее элементы по¬ стоянно находились под нагрузкой. «Хо¬ лодный» резерв в линиях и трансформато¬ рах не применяется. При таком режиме работы уменьшаются потери электроэнергии и повышается надежность, так как долго находившийся в бездействии «холодный» резервный элемент может при его вклю¬ чении отказать в работе вследствие каких- либо неисправностей, оказавшихся незаме¬ ченными. Так называемый «скрытый» ре¬ зерв предусматривается в самой схеме электроснабжения, которая при послеава- рийном режиме должна быть в состоя¬ нии принять на себя нагрузку временно выбывшего элемента путем перераспреде¬ ления ее- между оставшимися в работе час¬ тями сети с использованием перегрузочной способности электрооборудования. В системах электроснабжения применя¬ ется глубокое секционирование всех звень¬ ев системы от источника питания до сбор¬ ных шин низкого напряжения ТП, а иногда и цеховых РП. На секционных аппаратах предусматриваются при необходимости простейшие схемы АВР. Это значительно повышает надежность питания. При построении системы электроснаб¬ жения следует, как правило, исходить из раздельной работы линий работы трансформаторов, так снижаются токи короткого упрощаются и удешевляются мутации . и релейная защита. новления питания потребителей применяют¬ ся простейшие схемы автоматики АВР, АПВ (см. § 2-109, 2-Г11). Допустимо ав¬ томатическое отключение неответственных потребителей на время послеаварийного режима, если питающие линии или транс¬ форматоры даже с учетом перегрузки не рассчитаны на полное резервирование. Схемы, предусматривающие длитель¬ ную параллельную работу вводов или трансформаторов, применяются редко, с на¬ длежащим обоснованием. Они могут ока¬ заться целесообразными или необходимы¬ ми, например, в следующих случаях: если при раздельной работе не удает¬ ся добиться необходимого быстродействия восстановления питания, например при за¬ тяжке действия АВР йа подстанциях с и раздельной как при этом замыкания, схемы ком- Для восста- мощными синхронными электродвигателями или при неселективном действии схемы; если при питании секций подстанции от разных источников возможно несинхрон¬ ное включение при действии АВР, например при заводской ТЭЦ; при питании крупных резкопеременных ударных нагрузок (электроприводы про¬ катных станов, электропечи, крупная элект¬ росварка) . Параллельная работа вводов или по¬ нижающих трансформаторов осуществляет¬ ся через секционный выключатель, который автоматически отключается при нарушении нормальной работы одной из секций или питающего ее ввода. При построении схемы электроснабже¬ ния предприятий, имеющих в своем составе электроприемники с резкопеременной ударной нагрузкой, необходимо предусмат¬ ривать мероприятия по ограничению частых и значительных колебаний напряжения, вы¬ зываемых толчками этих нагрузок. К числу этих мероприятий относятся:: 1) выделение на отдельные линии или на отдельные трансформаторы потребите¬ лей, не терпящих толчков нагрузки; напри¬ мер освещение, или же питание этих потре¬ бителей совместно с более «спокойными» нагрузками; 2) выделение питания групп электро¬ приемников с ударными нагрузками при значительной их мощности на отдельные трансформаторы, но с общим резервирова¬ нием трансформаторов, питающих ударные и «спокойные» нагрузки (рис. 2-55) ; 3) присоединение ударных и спокойных нагрузок: на разные плечи сдвоенного ре¬ актора (рис. 2-56); 4) применение на ГПП или ПГВ транс¬ форматоров с расщепленными обмотками вторичного напряжения с коэффициентом расщепления kp не менее 3,5, с выделением на одну из ветвей обмотки питания резко¬ переменных ударных нагрузок, а на дру¬ гую спокойных нагрузок, включая освеще¬ ние. Благодаря слабой магнитной связи между ветвями расщепленной обмотки трансформатора колебания напряжения, возникающие в ветви, питающей резкопере¬ менную нагрузку, не отражаются полностью на напряжении ветви, к которой присоеди¬ нены спокойные нагрузки. Достаточное сглаживание колебаний напряжения в вет¬ ви, питающей спокойную нагрузку, получа¬ ется в тех случаях, когда индуктивное сопротивление питающей сети незначитель¬ но по сравнению с сопротивлением транс¬ форматора; 5) применение принудительного графи¬ ка работы нескольких дуговых электропечей со сдвигом индивидуальных графиков на¬ грузки электропечей. Это позволит умень¬ шить суммарные колебания и максимальную мощность, потребляемую электропечами. Но это мероприятие не должно приводить к снижению производительности электро¬ печного цеха; 6) повышение уровня тока короткого замыкания в сети вторичного напряжения до предельных значений выключателей 10— 6 кВ общепромышленного применения. В настоящее время отключаемая мощность таких выключателей составляет 500 МВ-А; предполагается повышение ее до 750—■ 1000 МВ-А. Применять в потребительских электро¬ сетях на всех присоединениях генераторные выключатели типа МГТ и МГ нецелесооб¬ разно, так как они очень дороги, а главное, громоздки и требуют сложных конструк-
ПОкО RS W.5kB AB P Вскеногателькые механизмы^ tâtpeцело Вал каердзке. 3000 5000 ЧвркпВая. Чврр. 2*5700 клеть №1 клЛг2 Чткл.№5 WOOD 2x5700 ЧеривВак Чкст.кл№7 клеть Н-Ч ^ТО кВ ОкЗкЗ ЧОкВ Рис. 2-56. Присоединение ударных и спо¬ койных нагрузок к разным плечам сдвоен¬ ного реактора. 1 — ударная нагрузка; £— спокойная нагрузка. .53 MS-B АВР WOOD ЧерявВак клеть В~3 2x5700 2x5700 toSltar . jummiilPn MP II Z* 425U ЧаствВѵн клеть №?Z 2*5700 2*5700 ѴѵвтвОая ѴистоВяя клеть №8 клеть №9 WOOD ЧѵетвВая клеть №5 Резервные аврезат ѵиетвВых клвтвО Рис. 2-55. Структурная схема электроснабжения ■ с разделением питания ударных и спокойных нагрузок. Рис. 2-57. Схема с питанием спокойных и ударных нагрузок от общих трансфор¬ маторов. тивных решений, неприемлемых для мас¬ сового применения в промышленных элект¬ росетях. В некоторых случаях может быть при¬ менена схема, приведенная на рис. 2-57. В ней не предусмотрено реактироваиие иа вводах от трансформаторов и на линиях к мощным вентильным преобразователям, чтобы не увеличивать индуктивность цепей, в связи с этим на них установлены более мощные выключатели 7, чем на всех ос¬ тальных реактированиых линиях 2, пита¬ ющих спокойную ’ нагрузку и оборудован¬ ных менее мощными выключателями. При расщепленных обмотках трансформаторов их ветви в этой схеме соединяются парал¬ лельно. Перечисленные мероприятия для огра¬ ничения колебания напряжения, не требую¬ щие применения специального оборудова¬ ния и устройств и, следовательно, не увели¬ чивающие капитальных вложений в систему электроснабжения, рекомендуются в пер¬ вую очередь. б) СХЕМЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ Внутризаводские электрические сети выполняются по магистральным, радиаль¬ ным или смешанным схемам в зависимости от территориального размещения электри¬ ческих нагрузок, их значения, требуемой степени бесперебойности питания и специ¬ фических особенностей проектируемого объекта.
Схемы строятся по ступенчатому прин¬ ципу. Число ступеней определяется потреб¬ ляемой мощностью и размещением электри¬ ческих нагрузок на территории предприя¬ тия. Обычно применяются две—три ступе¬ ни. При большем числе ступеней усложня¬ ются коммутации, защита и эксплуатация. Первой ступенью распределения элект¬ роэнергии является сетевое звено между источником питания предприятия (УРП, ТЭЦ, ГПП) и ПГВ (глубокие вводы), если распределение производится при напряже¬ нии ПО—220 кВ, или между ГПП и РП 6—10 кВ, если распределение происходит на напряжении 6—10 кВ (см. § 2-12). Второй ступенью распределения элект¬ роэнергии является сетевое звено между РП или РУ вторичного напряжения ПГВ и цеховыми ТП или же отдельными электро¬ приемниками высокого напряжения: элек¬ тродвигателями, электропечами, преобразо¬ вателями; это звено выполняется, как пра¬ вило, кабелями 6—-10 кВ. На небольших и. некоторых средних предприятиях иногда применяется только одна ступень распределения энергии — меж¬ ду пунктом приема энергии от системы и пунктами ее потребления: цеховыми ТП или упомянутыми выше электроприемника¬ ми высокого напряжения. При выборе схем, аппаратов и устройств для распределения электроэнергии следует исходить из наиболее экономичных реше¬ ний, учитывая категорийность и требуемую степень бесперебойности питаемых электро¬ приемников и последствия, вытекающие из нарушения электроснабжения, возможности восполнения недовыработки продукции и технологического резервирования. Не сле¬ дует допускать излишеств в схемах первич¬ ной и вторичной коммутации, автоматики и защиты. Выкатные комплектные распреде¬ лительные устройства следует применять в электроустановках с электроприемниками первой категории, требующими быструю за¬ мену коммутационных аппаратов, при 20 и более отходящих линий в РУ, при сложных схемах коммутации (реверс, торможение) и в других аналогичных случаях. Глубокие вводы 110—220 кВ применяются при передаваемых мощностях около 60 МВ-А и более. Они выполняются по магистральным или радиальным схемам. На предприятиях средней мощности ли¬ нии глубоких вводов вводятся непосредст¬ венно от энергосистемы. На крупных пред¬ приятиях глубокие вводы отходят от УРП. При этом число подстанций глубоких вво¬ дов доходит: при нагрузках, размещенных во многих пунктах на большой территории (горнообо¬ гатительные комбинаты, карьеры и т. п.), до 10—15; при концентрированных нагрузках (крупные электропечи, мощные электролиз¬ ные ванны, технологические компрессорные, крупные цеха машиностроительных заводов и т. п.) до 3—4; При глубоких вводах: отпадают промежуточные РП, так как их функции выполняют РУ вторичного на¬ пряжения 6—10 кВ на ПГВ; резко сокращаются распределительные сети вторичного напряжения 6—10 кВ, а следовательно, сильно уменьшается протя¬ женность кабельных эстакад, туннелей и других кабельных сооружений и повышает¬ ся надежность канализации энергии; уменьшаются рабочие и емкостные токи и токи к. з. на вторичном напряжении подстанций, что позволяет во многих слу¬ чаях обойтись без реактирования линий 6—10 кВ или же применить групповые ре¬ акторы в цепях трансформаторов, а также отказаться от громоздких выключателей на большие токи типа МГГ на вводах и на секциях; значительно облегчается задача регули¬ рования напряжения (см. § 2-8). Радиальные схемы глубоких вводов 35—ПО—220 кВ могут быть выпол¬ нены (рис. 2-58) с короткозамыкателями на Рис. 2-58. Принципиальные схемы электро¬ снабжения при системе глубоких вводов 110—220 кВ. а — радиальная схема; б — магистральная схема. ПГВ или ГПП, с отключающим импульсом при глухом присоединении трансформатора к линии или с применением разъединителя или «ремонтного разъема»; со стреляющими предохранителями типа ПСН. Под действием релейной защиты от внутренних повреждений в трансформаторе
(газовой, дифференциальной), к которым не чувствительна защита головного участка линии, включается короткозамыкатель и происходит искусственное к. з. или переда¬ ется импульс, что вызывает отключение выключателя на головном участке линии. Головной выключатель в данном случае осуществляет защиту не только линии, но и трансформатора, а установленное на нем устройство АПВ действует при поврежде¬ ниях в линии и в трансформаторе. При неуспешном АПВ головной выключатель вновь отключается, действие схемы на этом заканчивается и линия остается отключен¬ ной длительно, до ликвидации в питаемом ею трансформаторе. Успешное действие АПВ покажет, что имело место самоустра¬ нившееся повреждение на линии (иногда в трансформаторе) или же ложное действие защиты трансформатора. На подстанциях ПО—220 кВ коротко- замыкатели присоединяются только к од¬ ной фазе, так как сети 110—220 кВ имеют глухозаземленнуто нейтраль и для сраба¬ тывания защиты на головном участке достаточно однополюсного к. з. На под¬ станциях 35 кВ короткозамыкатели следует устанавливать не менее чем на двух фазах, так как нейтраль в сетях 35 кВ изолиро¬ вана. Схемы с отключающим импульсом мо¬ гут быть применены для трансформаторов любой мощности при радиальном питании. При применении схемы с подачей от¬ ключающего импульса посадки напряжения иа шинах ИП не будет, как это имеет ме¬ сто при схеме с короткозамыкателями. Воз¬ можность применения короткозамыкателей при наличии на головном участке питающей линии воздушных выключателей должна быть проверена по восстанавливающемуся напряжению (см. § 2-33). Подача отключающего импульса может быть осуществлена способами, приведен¬ ными в § 2-101. Выбор способа произво¬ дится с учетом удаленности ПГВ (ГПП) от питающей подстанции, мощности транс¬ форматоров, надежности работы, экономич¬ ности устройства и других факторов. Пре¬ дусматривается резервирование отключаю¬ щего импульса, которое может быть осуществлено несколькими способами, в ча¬ стности при помощи короткозамыкателей. Магистральные схемы глубо¬ ких вводов 35—220 кВ могут быть выпол¬ нены с отделителями и короткозамыкателя¬ ми на ПГВ; с отделителями и отключаю¬ щим импульсом на ПГВ и со стреляющими предохранителями типа ПНС при мощности трансформаторов до 4000 кВ-А включи¬ тельно. Действие схемы с короткозамыкателя¬ ми происходит в такой последовательности: под воздействием релейной защиты замы¬ кается короткозамыкатель поврежденного трансформатора и отключается от своей за¬ щиты выключатель на головном участке питающей линии, снабженный устройством АПВ. После этого отделитель отключает поврежденный трансформатор во время так называемой «бестоковой паузы», т. е. рань¬ ше действия АПВ. Затем АПВ, имеющее необходимую выдержку времени, вновь включает линию, тем самым восстанавли¬ вается питание остальных подстанций, под¬ ключенных к данной линии. При применении отключающего импуль¬ са на ПГВ предусматривается только отде¬ литель, а короткозамыкатель устанавлива¬ ется лишь при необходимости и целесооб¬ разности использования его для резервиро¬ вания отключающего импульса. Действие схемы с применением отклю¬ чающего импульса происходит аналогично схеме с короткозамыкателем. Во избежание массового отключения электроприемников на всех подстанциях не рекомендуется присоединять к одной маги¬ стральной линии более двух—трех подстан¬ ций. Варианты схем глубоких вводов ПО— 220 кВ с рекомендациями по их примене¬ нию приведены в § 2-50, а. Применяются схемы с переходом воз¬ душных линий глубоких вводов в кабель¬ ные при подходе ВЛ к районам предприя¬ тия с загрязненной средой или с густо на¬ сыщенными сооружениями и коммуника¬ циями, мешающими прохождению ВЛ. В местах перехода сооружаются переклю¬ чательные пункты с соответствующей ап¬ паратурой (рис. 2-59). Переход в кабель радиальной ВЛ глубокого ввода может быть осуществлен также на концевой опоре линии [2-31]. При выборе схемы глубоких вводов не¬ обходимо руководствоваться следующим: радиальные схемы глубоких вводов просты, надежны, не требуют отделителей, и, что Рис. 2-59. Схема перехода воздушной линии глубокого ввода в кабельную. самое главное, аварийное отключение ра¬ диальной линии не отражается на других потребителях, не подключенных к данному трансформатору, как это имеет место в схемах с отделителями при магистральном питании нескольких подстанций. Но они дороже магистральных, так как требуют от¬
дельных линий к каждому трансформато¬ ру. Число линий НО—220 кВ увеличивает¬ ся; при загруженной территории предприя¬ тия возникают затруднения в прохождении большого числа воздушных линий. При воздушных линиях радиальные схемы це¬ лесообразны при загрязненной окружаю¬ щей' среде, так как при этом на ПГВ число элементов, подвергающихся загрязнению, минимально. Особенно целесообразны ка¬ бельные радиальные линии с вводом ка¬ беля непосредственно в трансформатор. Кабельные радиальные линии удобны так¬ же при стесненной территории и наличии верхних промышленных коммуникаций, за¬ трудняющих прохождение ВЛ. Магистральные системы дешевле ради¬ альных, число линий на территории умень¬ шается, но оии имеют следующие недо¬ статки: а) при повреждении любого трансфор¬ матора отключаются, хотя и кратковремен¬ но (иа время действия АПВ), все другие трансформаторы, подключенные к данной магистральной линии; б) затруднения в выполнении релейной защиты- и автоматики, возникающие в тех случаях, когда на вторичном напряжении упрощенных подстанций с короткозамыка- телями и отделителями присоединены круп¬ ные синхронные двигатели (СД), синхрон¬ ные компенсаторы, линии связи с ТЭЦ. Эти источники создают подпитку короткого за¬ мыкания на стороне первичного напряже¬ ния 110—220 кВ при питании ПГВ или ГПП по магистральным схемам. При коротком за¬ мыкании между отделителем подстанции Ne 1 и выключателем, установленным на сторо¬ не вторичного напряжения этой подстанции ( рис. 2-60, а), выключатели 2 на Д и П2 хотя и будут отключены, но к месту корот¬ кого замыкания будет проходить ток от СД, подключенных к шинам вторичного на¬ пряжения подстанции 2. Ток, протекая че¬ рез трансформатор тока в цепи короткоза- мыкателя, блокирует отделитель, который останется включенным. Следовательно, АПВ питающих линий будут неуспешными и нельзя будет восстановить питание транс¬ форматоров, подключенных ко всем осталь¬ ным ответвлениям от этой линии. Возможен и другой случай, когда из- за малой чувствительности реле токовой блокировки в приводе короткозамыкателя при уменьшении первичного тока реле (500—800 А) до 40% и ниже реле может позволить отделителю отключиться при еще значительных токах подпитки места корот¬ кого замыкания от СД соседней подстан¬ ции (200—300 А). Отделитель при этом от¬ ключит недопустимый для него ток, что приведет к аварии. Если же произойдет к. з. па линии 110 кВ, к которой подклю¬ чены отпайки к трансформаторам (рнс. 2-60,6), то, хотя выключатели на источник питания И\ и Ич будут отключены защитой, питание места повреждения может продол¬ жаться током от СД, поэтому АПВ источ¬ ников питания будет неуспешным. Для прекращения упомянутых подпиток необ¬ ходимо предусматривать мероприятия, ука¬ занные в разд. 2, Л. Схемы с применением тскопроводов 6—35 кВ. Распределение электроэнергии при помощи жестких или гибких токопро- Рис. 2-60. Схемы с подпиткой от синхрон¬ ных электродвигателей. водов 6—35 кВ наиболее целесообразно при большом числе часов использования макси¬ мума, при высоких удельных плотностях нагрузок или концентрированном располо¬ жении крупных мощностей. Число направ¬ лений основных потоков электроэнергии должно быть минимальным для осуществ¬ ления магистральных схем распределения электроэнергии. Это имеет место на пред¬ приятиях цветной и черной металлургии, хи¬ мии н других энергоемких отраслей. В соответствии с [2-2] токопроводы рекомендуется применять для передачи мощностей более 15—20 МВ-А при напря¬ жении 6 кВ, более 25—35 МВ-А при напря¬ жении 10 кВ и более 35 МВ-А при напря¬ жении 35 кВ. При присоединении открытых токопро- водов к шинам генераторного напряжения ТЭЦ должны быть соблюдены требования ПУЭ по защите генераторов от перенапря¬ жений. Направления токопроводов выбирают¬ ся таким образом, чтобы оии проходили через зоны размещения основных нагрузок данного района предприятия. В связи с этим, а также с учетом наличия на терри-
Рис. 2-6L Схемы с мощ¬ ными токопроводами 6— 10 кВ. а — с двумя двухниточными гоконроводами одинакового напряжения (6 или 10 кВ); б — с двумя двухниточными гокепроводами разных на¬ пряжений (6 или 10 кВ)«
тории сооружений и коммуникаций трассы токопроводов не обязательно должны быть прямолинейными. Во многих случаях токопроводы ис¬ пользуются одновременно для распределе¬ ния электроэнергии между подстанциями, расположенными по трассе, и в качестве связей между источниками питания (двумя ГПП или ТЭЦ и ГПП) для их взаимного резервирования (рис. 2-61, а). Применяют¬ ся схемы распределения энергии с двумя, а иногда и с тремя двухцепными магист¬ ральными токопроводами, проложенными по разным трассам, через зоны размещения основных электрических нагрузок. На от¬ ветвлениях от токопроводов к РП устанав¬ ливаются реакторы, если они необходимы для ограничения мощности к. з. по услови¬ ям применения выключателей типа ВМГ или ВМП. При распределении всей мощно¬ сти по токопроводам обычно применяется схема блока трансформатор — токопровод без сборных шин на вторичном напряжении. На рис. 2-61, б изображена схема с двумя двухцепными токопроводами, пита¬ емыми по блочной схеме от двух трансфор¬ маторов ПО кВ с расщепленными обмотка¬ ми 6 и 10 кВ. Напряжение 6 кВ служит для питания электродвигателей, напряже¬ ние 10 кВ — для питания остальных потре¬ бителей. При отсутствии нагрузок на на¬ пряжение 6 кВ оба токопровода выбирают¬ ся на напряжение 10 кВ. Питание токопро¬ водов перекрестное, т. е. цепи каждого токопровода питаются от разных трансфор¬ маторов. При наличии АВР на РП, подклю¬ ченных к токопроводам, сохраняется бес¬ перебойное питание при любой аварии: в токопроводе, в трансформаторе и на пита¬ ющей линии ПО кВ. Если же по токопроводам распределя¬ ется только часть энергии, то они подклю¬ чаются непосредственно к трансформатору через отдельный выключатель, минуя сбор¬ ные шины. Благодаря этому создается не¬ зависимое питание токопроводов и сборных шии и разгружаются вводные выключате¬ ли. Это иногда позволяет применить иа вводах более простые, недорогие и менее громоздкие типы выключателей и стандарт¬ ные камеры КРУ. Магистральные токопроводы обеспечи¬ вают надежность и бесперебойность пита¬ ния, необходимые для потребителей первой категории. Секции РП, питаемые от токо¬ проводов при нормальном режиме, работа¬ ют раздельно; на секционных выключате¬ лях осуществляется АВР, обеспечивающее бесперебойное питание при отключении од¬ ного токопровода. Выбор системы распределения элект¬ роэнергии на первой ступени электроснаб¬ жения (глубокие вводы или магистральные токопроводы) следует производить на ос¬ нове технико-экономических расчетов на начальной стадии проектирования, до окон¬ чательной компоновки генплана предприя¬ тия с тем, чтобы своевременно закрепить на нем трассы токопроводов 6—10 кВ или питающих линий 110—220 кВ. Иногда на крупных предприятиях одновременно при¬ меняются обе системы электроснабжения (рис. 2-62). Вдоль трассы токопровода должна быть предусмотрена дорога для обслужи¬ вания его специализированным транспор¬ том. Схемы распределения электроэнергии в сетях 6—10 кВ. На небольших и средних предприятиях, а также на второй и после¬ дующих ступенях электроснабжения круп¬ ных предприятий электроэнергия распреде¬ ляется на напряжении 10 или 6 кВ в основ¬ ном по кабельным линиям. Воздушные линии сооружаются редко на малозагру¬ женных участках территории, например на периферийных, и для питания обособленно расположенных выносных объектов, в ча¬ стности насосных. Применяются две основные схемы рас¬ пределения электроэнергии — радиальная и магистральная в зависимости от числа и взаимного расположения цеховых подстан¬ ций или других электроприемников по от¬ ношению к питающему их пункту. При соответствующем выполнении обе схемы обеспечивают требуемую надежность элект¬ роснабжения электроприемников любой ка¬ тегории. При выборе схем учитывается так¬ же стоимость разных вариантов, расход ка¬ беля, способы выполнения сети и др. Радиальные схемы распределе¬ ния электроэнергии применяются главным образом в тех случаях, когда нагрузки расположены в различных направлениях от центра питания. Они могут быть двух или одноступенчатыми. Одноступенчатые схемы применяются главным образом на малых предприятиях; где распределяемая мощ¬ ность и территория невелики. На больших и средних предприятиях применяются как одноступенчатые, так и двухступенчатые схемы. Одноступенчатые радиальные схемы на таких предприятиях применяются для питания крупных сосредоточенных нагру¬ зок: насосные, компрессорные, преобразова¬ тельные агрегаты, электропечи и т. п. не¬ посредственно от центра питания (ГПП, ТЭЦ и т. п.), а также для питания цеховых подстанций от рассредоточенных ПГВ. Для питания небольших цеховых подстанций и электроприемников высокого напряжения, как правило, применяются двухступенчатые схемы, так как нецелесообразно и неэконо¬ мично загружать основные энергетические центры предприятия (ГПП, ТЭЦ) большим числом мелких отходящих линий. Радиаль¬ ные схемы с числом ступеней более двух громоздки и нецелесообразны, так как при этом усложняются коммутации и защита. В некоторых случаях следует производить технико-экономическое сравнение двухсту¬ пенчатых схем с учетом расхода проводни¬ ковых материалов и коммутационных ап¬ паратов. При двухступенчатых радиальных схе¬ мах применяются промежуточные распреде¬ лительные пункты (РП). Вся коммутацион-
Рис. 2-62. Схема электроснабжения с применением глубоких вводов и токопроводов. ная аппаратура устанавливается на РП, а на питаемых от них цеховых трансформа¬ торных подстанциях предусматривается преимущественно глухое присоединение трансформаторов. Иногда цеховые транс¬ форматоры присоединяются через выключа¬ тель нагрузки или разъединитель. Распределительные пункты и подстан¬ ции с электроприемниками 1-й и 2-й катего¬ рии питаются по двум и более радиальным линиям, которые обычно работают раз¬ дельно каждая на свою секцию; при отклю¬ чении одной из них нагрузка автоматиче¬ ски воспринимается другой секцией. Если каждая питающая линия не рассчитана на полную мощность РП или подстанции, то применяются меры по их частичной раз¬ грузке на время послеаварийного режима. В гл. 1-2 ПУЭ допускается питание электроприемников 2-й категории по одной воздушной линии или по одной кабельной линии, состоящей не менее чем из двух ка¬ белей при соблюдении условий, указанных в п. 1-2-19 ПУЭ. Если питание РП производится от двух разных источников, то распределение на¬ грузок между последними производится в зависимости от их мощности, удаленности, экономичности и других условий. Источни¬ ки маломощные и неэкономичные или уда¬ ленные, как правило, служат только для резервирования, в частности, они могут слу¬ жить для резервирования питания электро¬ приемников «особой» группы. При двухтрансформаторных цеховых подстанциях каждый трансформатор пита¬ ется отдельной линией по блочной схеме линия — трансформатор. Пропускная спо¬ собность блока при послеаварийном режи¬ ме рассчитывается исходя из категорийно- сти и ответственности питаемых электро¬ приемников. При наличии электроприемни¬ ков 1-й категории или особой группы на вторичном напряжении ТП применяется АВР секционного автомата. При однотрансформаторных подстан¬ циях взаимное резервирование питания не¬ больших групп нагрузок 1-й категории осуществляется при помощи кабельных или шинных перемычек на вторичном напря¬ жении между соседними подстанциями. Пропускная способность этих перемычек обычно составляет не более 15—20% на¬ грузки трансформатора. Резервные пере¬ мычки дают возможность отключать часть цеховых подстанций в периоды малых на¬ грузок, что позволяет уменьшить потери холостого хода трансформаторов, улучшить режим работы установки и повысить ее коэффициент мощности. Для рационального использования РУ мощность РП должна выбираться таким
образом, чтобы питающие его линии, вы¬ бранные по току короткого замыкания или по экономической плотности тока, были полностью загружены (с учетом послеава- рийного режима), а число отходящих ли¬ ний от РП, как правило, должно быть не менее 8—10. Не следует выделять для ма¬ ломощных линий (например, к трансформа¬ торам 100—400 кВ-А) отдельные камеры РУ. Маломощные линии должны укрупнять¬ ся, а если по условиям размещения нагру¬ зок это невозможно, то следует применять магистральные схемы. Допускается под¬ ключать две радиальные линии к одному общему выключателю. Радиальные схемы питания РП и под¬ станций с резервной магистралью, заходя¬ щей поочередно на все объекты, или же ре¬ зервными перемычками высокого напряже¬ ния применяются редко, например в тех случаях, когда необходимо ввести аварий¬ ное питание от другого источника питания при полном выходе из работы основного источника. Такая схема выгодна при близ- ком расположении подстанций друг от дру¬ га и при значительной удаленности их от питающего центра. На рис. 2-63 показан пример двухсту¬ пенчатой радиальной схемы распределения электроэнергии района крупного предприя¬ тия. Главная понизительная подстанция этого района подключена к глубокому вво¬ ду ПО кВ. Каждый РП питается двумя линиями 10 кВ (первая ступень). На вто¬ рой ступени электроэнергия распределяется между двухтрансформаторными и одно¬ трансформаторными цеховыми ТП. Резер¬ вирование электроприемников 1-й катего¬ рии на однотрансформаторных подстанциях осуществляется перемычками 400 В между ближайшими ТП. Предусматривается глу¬ бокое секционирование с возможностью АВР на всех ступенях от ГПП до шин низ¬ кого напряжения цеховых подстанций. К РП1 подключена подстанция 10/6 кВ для питания группы электродвигателей 6 кВ. Рис. 2-63. Двухступенчатая радиальная схема сети 6—10 кВ.
Магистральные схемы 6— 10 кВ следует применять при распределен¬ ных нагрузках и таком взаимном располо¬ жении подстанций на территории проекти¬ руемого объекта, когда линии от источника питания до потребителей электроэнергии могут быть проложены без значительных обратных направлений. Магистральные схе¬ мы имеют следующие преимущества: позво¬ ляют лучше загрузить при нормальном ре¬ жиме кабели, сечение которых было выбра¬ но по экономической плотности тока, по току к. з. или по послеаварийному режиму; позволяют сэкономить число камер на РП или на другом питающем пункте, так как к одной магистральной линии присоединя¬ ется несколько подстанций; позволяют лег¬ че выполнить резервирование цеховых под¬ станций или РП от другого независимого источника в случае аварии на основном пи¬ тающем центре; иногда позволяют отка¬ заться от промежуточной ступени комму¬ тации. К недостаткам магистральных схем от¬ носятся: усложнение схем коммутации при присоединении цеховых подстанций по сравнению с радиальными схемами, в кото¬ рых цеховые трансформаторы в большинст¬ ве случаев присоединяются наглухо, и одновременное отключение электроприемни¬ ков нескольких производственных участков или цехов, питающихся от данной магист¬ рали при ее повреждении. Число цеховых трансформаторов, при¬ соединяемых к одной магистрали, зависит от их мощности и от ответственности пита¬ емых потребителей. Обычно оно не превы¬ шает двух-трех при мощности трансформа¬ торов 2500—1000 кВ-А и четырех-пяти при мощности 630—250 кВ-А. При большом чи¬ сле трансформаторов н глухом присоедине¬ нии к магистрали максимальная защита на головном участке питающей магистрали за- грубляется и может оказаться нечувстви¬ тельной при к. з. в данном трансформаторе. В этих случаях на ответвлении от магист¬ рали к трансформатору устанавливаются выключатели нагрузки (ВНП), что дает возможность селективного отключения трансформатора при повреждении в нем. По степени надежности электросиабже-. ния магистральные схемы подразделяются иа две основные группы. В первую группу входят простые маги¬ стральные схемы — одиночные и кольцевые. Они применяются главным образом для пи¬ тания подстанций малой мощности. Одиночные магистрали без резервиро¬ вания применяются в тех случаях, когда можно допустить перерыв в питании на время, необходимое для отыскания, от¬ ключения и восстановления поврежденного участка магистрали. Трасса кабельных ма¬ гистралей должна быть доступна для ре¬ монта кабелей в любое время года, что ■ возможно, например, при прокладке в ка¬ налах, туннелях и т. п. Питаемые ими однотрансформаторные подстанции для по¬ вышения надежности схемы с одиночными магистралями следует расположить таким образом, чтобы можно было осуществить частичное резервирование по связям низ¬ кого напряжения между ближайшими под¬ станциями. Для этого близко расположен¬ ные однотрансформаториые подстанции пи¬ таются от разных одиночных магистралей (рис. 2-64). Такие магистральные схёмы Рис. 2-64. Одиночные магистрали с частич¬ ным резервированием питания по связям вторичного напряжения. можно применять и для электроприемников 1- й категории, если нагрузка последних не¬ велика— не более 15—20% общей на¬ грузки. Одиночные магистрали с глухими от¬ пайками, т. е. магистрали без разъедините¬ лей на входе и выходе, применяются глав¬ ным образом ' на воздушных линиях. На кабельных линиях глухое присоединение может быть применено лишь для подстан¬ ций мощностью не выше 100—400 кВ-А, питающих неответственных потребителей, которые допускают длительные перерывы питания. Для повышения надежности оди¬ ночных магистралей можно применить об¬ щую резервную магистраль, которая пооче¬ редно заходит на концевые подстанции, пи¬ таемые рабочими магистралями. При этом перерыв питания определяется толь¬ ко временем, необходимым для отыска¬ ния и отключения поврежденного участка магистрали и присоединения резервной маги¬ страли. Такие схемы можно допустить для питания потребителей 2-й категории. Недо¬ статком этой схемы является неиспользова¬ ние в нормальных-условиях резервной ка¬ бельной магистрали (холодный резерв), по¬ этому она не находит широкого применения на промышленных предприятиях. Кольцевые магистрали на промышлен¬ ных предприятиях применяются редко. . Для питания электроприемников 1-й и 2- й категории должны применяться более надежные схемы с двумя и более парал¬ лельными сквозными магистралями. Схемы с двойными сквозными магист¬ ралями применяются на подстанциях с дву¬ мя секциями сборных шин или на двух¬ трансформаторных подстанциях без сбор¬ ных шин высокого напряжения (рис. 2-65). Секции шин или трансформаторы при нор¬ мальном режиме работают раздельно, а в случае повреждения одной магистрали все подстанции переключаются на магистраль, оставшуюся в работе, как правило, автома¬
тически. При этом установка разъедините¬ лей на входе н выходе магистралей линии не требуется, что упрощает схему коммута¬ ции и конструктивное выполнение под¬ станций. Одиночные и двойные магистрали с двусторонним питанием (иначе называе- П/ст.№1 П/ст№2 П/ст№3 Рис. 2-65. Схемы с двойными сквозными магистралями. мне «встречными» магистралями) применя¬ ются при питании от двух независимых источников Один из них часто является основным источником питания. Если один из источников маломощный, удаленный или неэкономичный, то он является только аварийным и выключатель в начале магист¬ рали, подключенный к этому источнику, нормально разомкнут и включается (вруч¬ ную или автоматически) только при отклю¬ чении магистрали от основного источника. Если же оба источника равноценны, то для уменьшения потерь электроэнергии целесообразно держать их постоянно под нагрузкой. В этом случае деление магист¬ рали производится примерно по середине, на одной из промежуточных подстанций. в) СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРИ НАЛИЧИИ «ОСОБЫХ» ГРУПП ЭЛЕКТРОПРИЕМНИКОВ Даже при наличии двух независимых источников питания может иметь место полное или частичное «погашение» пред¬ приятия. Поэтому при наличии на пред¬ приятии особых групп электроприемников схемы их электроснабжения следует осу¬ ществлять таким образом, чтобы при вы¬ воде в длительный ремонт или ревизию любого элемента системы всегда сохраня¬ лось питание этих электроприемников от двух независимых источников, т. е. и в тех случаях, когда для всех остальных элект¬ роприемников временно остается только один источник. Для этой цели предусмат¬ ривается третий независимый источник, который имеет минимальную мощность, рассчитанную только для безаварийного останова производства. Подвод аварийного питания от третьего источника предусмат¬ ривается только к электроприемникам осо¬ бой группы, чтобы не завышать его мощ¬ ность. В качестве аварийных используются источники, перечисленные в § 2-44, или же электрические связи с ближайшими неза¬ висимыми источником питания, которые в нормальном режиме не используются. Для обеспечения постоянной готовно¬ сти аварийного источника к немедленному включению предусматривается его перевод в режим «горячего» резерва сразу после отключения по какой-либо причине одного из двух основных источников питания. Это делается путем включения на холостой ход резервной дизельной станции, включения аварийной перемычки от другого источ¬ ника и т. п. Электроприемники особой группы мо¬ гут быть рассредоточены в разных пунк¬ тах предприятий, поэтому при выборе схе¬ мы и источников питания должны быть учтены (наряду со стоимостью самих ис¬ точников) сетевые факторы. На рис. 2-66, а приведена схема элект¬ роснабжения предприятия средней мощно¬ сти с двумя основными независимыми ис¬ точниками в виде двух секций ПГВ. Для аварийного питания особых групп электро¬ приемников, имеющихся на РП2 и РПЗ, на схеме показана магистраль небольшой мощности, заходящая поочередно на эти РП и питающаяся от третьего аварийного источника. При наличии АВР на РП ава¬ рийное питание может быть автоматически подано на тот РП, к которому присоедине¬ ны особые группы электроприемников. На РП1 нет особых групп электроприемников, поэтому заход туда аварийной магистрали не предусмотрен. Во избежание перегрузки третьего источника питания особых групп выделяется или же предусматривается ав¬ томатическое отключение остальных элект¬ роприемников перед вводом третьего ис¬ точника питания. Во многих случаях наиболее экономич¬ ным решением задачи является такое по¬ строение общей схемы электроснабжения, которое при помощи электрических связей обеспечивает надежное питание электро¬ приемников особой группы без сооружения специального аварийного источника. На крупных предприятиях при наращивании производства, как правило, возникает бо¬ лее двух независимых источников, которые позволяют обеспечить бесперебойное пита¬ ние электроприемников особой группы. Для электроснабжения отдельных час¬ тей крупных предприятий могут быть при¬ менены различные схемы, если это обес¬ печивает наиболее экономичное и рацио-
нальное решение системы электроснабже¬ ния в целом. Так, например, на первой ступени распределения энергии в кабель¬ ных сетях чаще применяются радиальные схемы, а при токопроводах 6—35 кВ и воз¬ душных глубоких вводах 35—220 кВ маги¬ стральные. Дальнейшее же распределение электроэнергии на второй ступени по от¬ дельным участкам от РП и от РУ вторич¬ ного напряжения ПГВ к цеховым подстан¬ циям и отдельным электроприемникам вы¬ сокого напряжения на таких предприятиях производится по радиальным и по. магист¬ ральным схемам. Однако не следует до¬ пускать большого разнообразия схем иа одном объекте по соображениям унифика¬ ции конструктивных решений и удобства эксплуатации, _ ■
2-46. УКАЗАНИЯ ПО ПРИМЕНЕНИЮ СХЕМ КОММУТАЦИИ ПОДСТАНЦИИ И КОММУТАЦИОННОЙ АППАРАТУРЫ а) ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ 1. Основные решения по схемам под¬ станций принимаются в общей схеме элек¬ троснабжения предприятия с учетом перс¬ пектив его развития (см. § 2-45). 2. Схемы подстанций всех напряжений должны разрабатываться исходя из следу¬ ющих основных положений: применение простейших схем с минимальным количест¬ вом выключателей [2-30] преимуществен¬ ного применения одной системы сборных шин на ГПП и РП с разделением ее на секции [2-2]; применения, как правило, раз¬ дельной работы линии и раздельной рабо¬ ты трансформаторов (исключение см. § 2-43); применения блочных схем и бес- шинных подстанций глубоких вводов ПО— 220 кВ, а также применения в разумных пределах автоматики на всех напряжениях. 3. На вводах 6—10 кВ подстанций и на выводах вторичного напряжения транс¬ форматоров ГПП и ПГВ, как правило, следует устанавливать выключатели для автоматического включения резерва. При секционировании разъединителями шин 6—10 кВ рекомендуется устанавли¬ вать два разъединителя последовательно для безопасной работы персонала на от¬ ключенной секции, а также на самом сек¬ ционном разъединителе при работающей другой секции. Схемы коммутации подстанций и РП следует выполнять таким образом, чтобы питание электроприемников каждого со¬ пряженного технологического потока про¬ изводилось от одного трансформатора, одной секции шин РУ. При этом трансфор¬ маторы можно будет отключать одновре¬ менно с технологическими механизмами без нарушения работы параллельных тех¬ нологических потоков. 4. Для уменьшения токов к. з. в сетях 6—10 кВ в первую очередь следует при¬ менять трансформаторы с расщепленными вторичными обмотками (исключение см. § 2-43), при которых упрощается схема коммутации -и уменьшается объем строи¬ тельно-монтажных работ по сравнению со схемами, предусматривающими применение реакторов. При реактировании наиболее целесообразны схемы с групповыми реакто¬ рами в цепях вторичного напряжения трансформаторов, на вводах питающих ли¬ ний или иа ответвлениях от токопроводов. При сдвоенных реакторах колебания на¬ пряжения получаются примерно такими же, как и при индивидуальных реакторах, и в 2—2,5 раза меньше, чем при обычных групповых реакторах. Номинальный ток каждой ветви сдвоенного реактора следует принимать не менее 0,675 номинального тока трансформатора или ввода, питающе¬ го обе секции, чтобы обеспечить работу при изменении нагрузки иа секциях. При сдвоенных реакторах параллельная работа трансформаторов не допускается. Индивидуальные реакторы на каждой отходящей линии вызывают значительное конструктивное усложнение и удорожание электрической и строительной частей под¬ станции. Чрезмерное реактирование в сетях 6—10 кВ допускать не следует, так как это увеличивает отклонения напряжения и колебания напряжения при работе элект¬ роприемников с резкопеременными удар¬ ными нагрузками (электродвигатели про¬ катных станов, электропечи). В этих слу¬ чаях следует применять более мощные выключатели, например ВМП, с мощностью отключения 500 ВМ-А (подробнее см. § 2-43). При значительной подпитке от син¬ хронных электродвигателей места коротко¬ го замыкания наиболее тяжелым оказыва¬ ется такой режим работы двухтрансфор¬ маторной подстанции на стороне 6—10 кВ, когда одий из трансформаторов отключен, например, для ревизии или ремонта, а сек¬ ционный выключатель замкнут и, следова¬ тельно, в подпитке места короткого замы¬ кания будут участвовать все двигатели, присоединенные к данной подстанции. В этом случае ток к. з. возрастает на 20— 30% по сравнению с режимом, когда в ра¬ боте два трансформатора. 5. Пропускную способность всех аппа¬ ратов (выключателей, разъединителей, ав¬ томатических выключателей, низкого на¬ пряжения трансформаторов тока, реакто¬ ров) следует выбирать таким образом, что¬ бы они обеспечивали прохождение макси¬ мальной мощности при послеаварийном режиме, т. е. при отключении одной питаю¬ щей линии или одного трансформатора. При этом учитывается допустимая по нор¬ мам перегрузочная способность оставшихся в работе кабелей и трансформаторов и других элементов. Номинальный ток секционных аппара¬ тов (силовых выключателей, автоматичес¬ ких выключателей) должен выбираться по фактически проходящему через них току нагрузки секции. 6. При двух рабочих вводах или транс¬ форматорах и одном резервном последний присоединяется через «вилку» или через третью секцию шин, располагаемую между двумя рабочими секциями. 7. Трансформаторы тока и реакторы на отходящих линиях следует устанавли¬ вать после выключателя. Допускается ус¬ тановка их между выключателями и шина¬ ми, если это необходимо по конструктив¬ ным соображениям. 8. Разъединители на выходе линии в камерах КСО следует предусматривать в тех случаях, когда по этой линии возмож¬ но или вероятно появление обратного на¬ пряжения со стороны потребителя. На ли¬ ниях к электродвигателям, электропечам, силовым конденсаторам, а также на лини¬
ях к отдельным трансформаторам, не име¬ ющих связей по низкому напряжению и не могущих иметь их в дальнейшем, линейные разъединители не устанавливаются. На линиях к трансформаторам, установленным в пределах подстанции, линейные разъеди¬ нители также не устанавливаются, если РУ высшего и низшего напряжений под¬ станций эксплуатируются одной организа¬ цией, так как на низшем напряжении трансформатора всегда предусматривается какой-нибудь отключающий аппарат: разъ¬ единитель, рубильник или автоматический выключатель. 9. В помещениях батарей статических конденсаторов напряжением выше 1000 В, расположенных в пределах подстанции или пункта, на которых размещены их выклю¬ чатели, устанавливать коммутационные аппараты не нужно. 10. При присоединении новых потреби¬ телей к работающей подстанции нельзя использовать резервы, предусмотренные для обеспечения бесперебойного питания предприятия электроэнергией, так как это уменьшит надежность электроснабжения всего предприятия. 11. На щитах 0,4—0,69 кВ трансформа¬ торных подстанций применяют автомати¬ ческие выключатели, рубильники с предох¬ ранителями или разъединителями. Выбор типа аппарата зависит от требований экс¬ плуатации, рабочего тока п тока к. з., от коммутационной способности аппарата при нормальных и аварийных режимах, а так¬ же от конструктивных соображений. Не следует необоснованно применять дорогие автоматы в тех случаях, когда можно применить более дешевые. На распределительных щитах 0,4— 0,69 кВ перед стационарно установленными автоматическими выключателями 600 А и выше ставятся рубильники для снятия на¬ пряжения с автомата иа время его осмот¬ ра, ремонта или зачистки контактов. Пе¬ ред установочными автоматами рубильни¬ ки не требуются, так как по своей конст¬ рукции они не требуют систематических осмотров и чистки на месте установки. Они могут быть для указанных целей сня¬ ты со щита специальным изолированным торцевым ключом и вновь установлены для нарушения коммутации присоединения и без отключения щита. 12. В КРУ низкого напряжения на КТП мощностью 1000—2500 кВ.А приме¬ няют укрупненные линии (600 А и более), а дальнейшее распределение электроэнергии осуществляют через РП низкого напря¬ жения. б) УКАЗАНИЯ ПО ВЫБОРУ АППАРАТОВ Выключатели. В сетях на напряжении до 10 кВ преимущественное применение находят масляные выключатели типа ВМП и ВМГ-10 разных исполнений (см. § 2-35) с отключаемым током короткого замыка¬ ния 20 кА. Они обычно устанавливаются в стационарных (типа КСО) или выкатных (типа КРУ) комплектных распределитель¬ ных устройствах. Параметры этих выклю¬ чателей позволяют применять их в боль¬ шинстве электроустановок промышленных предприятий. При резкопеременных (ударных) на¬ грузках применяют выключатели типа ВМПЭ с отключаемым током короткого замыкания 31,5 кА в основном при необ¬ ходимости ограничения колебаний напря¬ жения при толчках нагрузок (см. § 2-45). При больших рабочих токах (свыше 3000 А) применяют шестицилиндровые (по два бака на фазу) горшковые выключате¬ ли типа МГГ-10. Они устанавливаются главным образом на вводах 6—10 кВ от мощных трансформаторов и между секция¬ ми сборных шин 6—10 кВ. В отдельных случаях необходимо применение еще более мощных выключателей МГУ-20 на номи¬ нальное напряжение до 20 кВ, номиналь¬ ный ток 6300 А и номинальный ток отклю¬ чения 90 кА. Однако необходимость приме¬ нения таких дорогих и громоздких выклю¬ чателей следует тщательно обосновывать и всячески избегать соответствующим пост¬ роением схем коммутации и разумными мероприятиями по ограничению тока к. з. с учетом, разумеется, колебаний напряже¬ ния. Следует также иметь в виду, что при¬ менение таких выключателей усложняет и удорожает конструктивное выполнение подстанций. Выключатели с электромагнитным дутьем (безмасляные) находят применение в электроустановках с частыми коммута¬ ционными операциями. Их параметры ни¬ же, чем у горшковых выключателей ВМП. Вакуумные выключатели пригодны для частых операций, обладают большим быст¬ родействием, удобны в обслуживании, но имеют пока ограниченное применение из-за малых параметров по номинальным .и от¬ ключаемым токам. При напряжении 35 кВ в сетях не¬ большой и средней мощности целесообраз¬ но применение масляных выключателей типа С-35. В более мощных - сетях могут быть применены выключатели МКП, ВМК. В очень мощных сетях применяют масля¬ ные выключатели типа У (усиленного исполнения). Воздушные выключатели ВВУ-35 целесообразны в случае примене¬ ния их на вышележащих ступенях питаю¬ щей системы, а также в установках с час¬ тыми резкопеременными колебаниями на¬ грузок (электропечных). На напряжении 110 и 220 кВ наиболь¬ шее применение на предприятиях находят масляные выключатели типов МКП, а при мощной питающей энергосистеме — типа У. Причинами редкого применения воз¬ душных выключателей по сравнению' с мас¬ ляными являются: дороговизна, высокие ежегодные расходы на ремонт и эксплуа¬ тацию, меньшая надежность и высокая удельная повреждаемость, s частности ври
отключении неудаленных коротких замы¬ каний. Разработаны и поступают в опытную эксплуатацию комплектные ячейки КРУЭ на НО кВ, заполненные элегазом. Они це¬ лесообразны для работы в загрязненных зонах и в районах с высокой плотностью застройки территории, но требуют тща¬ тельной герметизации во избежание утечки элегаза. Отделители и короткозамыкателя. Об¬ ласть применения отделителей и коротко- замыкателей указана в § 2-45 и 2-50. Отделителем можно автоматически от¬ ключать и вручную (приводом) включать силовые трансформаторы или участки сети напряжением выше 1000 В при отсутствии в них нагрузочного тока, т. е. так же, как и при оперировании разъединителем. От¬ делитель с автоматическим включением может быть получен из нормального отде¬ лителя путем перестановки главных ножей на 90°. Короткозамыкатель предназначен для создания однополюсного или двухполюсно¬ го искусственного замыкания при внутрен¬ них повреждениях силовых трансформато¬ ров с целью их отключения выключателем, установленным на питающем конце линии. Включение короткозамыкателя проис¬ ходит в результате действия защиты от внутренних повреждений трансформатора (газовой или дифференциальной) на вклю¬ чение короткозамыкателя. Предохранители типа ПК, заполненные чистым кварцевым песком, применяются на закрытых подстанциях напряжением 6—10 кВ малой и средней мощностей и на маломощных ответвлениях на крупных подстанциях. Предохранители ПК являются токоог- раиичивающими, так как при больших то¬ ках к. з. отключаются до достижения амп¬ литудного значения тока к. з. ■Номинальные токи плавких вставок предохранителя ПК выбираются с учетом того, чтобы не было ложного срабатыва¬ ния предохранителя вследствие толчков тока при включении трансформаторов на холостой ход или на небольшую нагруз¬ ку, а также при включении электродвига¬ телей или батарей конденсаторов. Стреляющие предохранители типов ПСН-10, ПСН-35 и ПСН-110 применяются на открытых подстанциях напряжением 10—ПО кВ. Мощность защищаемых пред¬ охранителями ПСН-110 трансформаторов составляет 4000—6300 кВ.А. В закрытых помещениях предохранители ПСН ставить не допускается. Конструкция предохрани¬ телей ПСН основана на использовании ду¬ гогасящих газов, выделяемых винипластом под воздействием высокой температуры дуги при перегорании плавкой вставки. Общими недостатками схем с предох¬ ранителями являются недостаточная чувст¬ вительность при перегрузках, при малых токах повреждения и при минимальных режимах нагрузок; большой разброс за- щитиых характеристик (до ±10%); веро- ятность возникновения неполнофазного режима при перегорании плавкой вставки только на одной фазе, например вследствие увеличенного старения этой вставки или же при несимметричной перегрузке защи¬ щаемого трансформатора; увеличение вре¬ мени перерыва питания при замене пред¬ охранителей по сравнению с релейной за¬ щитой, особенно на подстанциях без об¬ служивающего персонала, и практически невозможность применения автоматики для резервирования. Имеются затруднения в достижении селективности работы предохранителей с защитами, установленными на выше- или нижележащих ступенях. Вследствие этого предохранители, как правило, применяются на менее ответ¬ ственных установках. Выключатель нагрузки является про¬ межуточным аппаратом между выключа¬ телем и разъединителем. Он не рассчитан на отключение тока к. з., но может вклю¬ чать и отключать рабочие токи линий, трансформаторов и других электроприем¬ ников. В большинстве случаев выключа¬ тель нагрузки устанавливается в комплек¬ те с предохранителями ПК напряжения выше 1000 В. Комплект выключателя на¬ грузки ВН с предохранителями ПК назы¬ вается ВНП. В таком сочетании выключа¬ тель нагрузки заменяет силовой выключа¬ тель небольшой нли средней мощности. Входящие в комплект выключателя нагрузки ВНП предохранителя ПК обес¬ печивают защиту только от сверхтоков и недостаточно чувствительны к перегруз¬ кам. Поэтому для защиты при ненормаль¬ ных режимах и повреждениях, не сопро¬ вождающихся сверхтоками, достаточными для быстрого и надежного срабатывания предохранителя, применяется соответст¬ вующая релейная защита (§ 2-108). Подробнее о применении выключате¬ лей нагрузки см. в [2-31]. 2-47. СХЕМЫ ПОДСТАНЦИЙ С ДВУМЯ СИСТЕМАМИ СБОРНЫХ ШИН Схема с двумя системами сборных шин позволяет ремонтировать сборные шины без перерыва питания потребителей, выделять одну систему шин для испыта¬ ния оборудования и линий, осуществлять различные группировки цепей и присоеди¬ нений и быстро восстанавливать питание потребителей при повреждении одной сис¬ темы шин. Каждый выключатель может быть присоединен при помощи шинных разъединителей к любой системе шин. Однако распределительные устройства с двумя системами шин дороги, сложны в эксплуатации и требуют сложных блоки¬ ровок. Анализ аварий, вызванных ошибоч¬ ными действиями персонала при операциях с шинными разъединителями, при двойной системе шин показывает, что значительная
часть их произошла вследствие неправиль¬ ных переключений при переводе присоеди¬ нений с одной системы шин на другую. Поэтому РУ с двумя системами шин при¬ меняются лишь в виде исключения иа очень мощных подстанциях ответственного назначения, например на крупных узловых подстанциях НО—220 кВ больших заводов с развитой электросетью, с большим коли¬ чеством присоединений и наличием связей и транзитных линий, на крупных преобра¬ зовательных подстанциях, а также в тех случаях, когда это требуется ио режиму питания или же для выделения питания отдельных групп потребителей, а так¬ же когда резервирование питания нагрузок 1- й категории не может быть достигнуто при одной секционированной системе шин. Необходимость двух систем шин тщатель¬ но обосновывается и согласовывается в каждом отдельном случае. При применении двойной системы шин на напряжение 6—10 кВ одна из них обычно разделяется на секции ио чис¬ лу вводов или понизительных трансформа¬ торов, а другая выполняется несекциони- ров энной. 2- 48. СХЕМЫ ПОДСТАНЦИЙ С ОДНОЙ СИСТЕМОЙ СБОРНЫХ ШИН Схемы с одной секционированной сис¬ темой сборных шин применяются в РП и в распределительных устройствах вторичного напряжения ПГВ и ГПП, на средних и крупных цеховых подстанциях, от которых кроме трансформаторов питаются также электродвигатели, электропечи и другие электро приемники на напряжение выше 1000 В. Такие схемы применяют также в РУ НО—220 кВ ГПП в тех случаях, когда нельзя применить блочные схемы без сборных шин. Одиночная секциониро¬ ванная система шин надежна, так как коммутационных операций меньше, чем при двойной системе, и, следовательно, меньше ошибок при эксплуатации. Разъ¬ единители не являются оперативными и служат только для снятия напряжения с выключателя на время его ревизии или ремонта, поэтому серьезных последствий от ошибок при оперировании с ними не бывает, так как они снабжены надежной и простой блокировкой (как правило меха¬ нической) с выключателями, которая прак¬ тически исключает ошибочные операции. Схемы с одной несекционированной системой шин применяются для питания неответственных потребителей 3-й катего¬ рии, так как они имеют существенные не¬ достатки. При необходимости ревизии или ремонта сборных шин или шинных разъеди¬ нителей приходится отключать всю под¬ станцию и прекращать питание подклю¬ ченных к ней электроприемников, кроме того, в случае к. з. на шинах или на любом ответвлении от них (до выключателя) так¬ же прекращается питание всех подключен¬ ных к ней электроприемников на длитель- Рис. 2-67. Схемы мощных ГПП с одной секционированной системой шин на вторич¬ ном напряжении с групповым реактированием отходящих линий.
иое время до устранения повреждения. Резервное питание от соседней подстан¬ ции не устраняет этих недостатков. Ойо рассчитано лишь на резервирование при выходе основного питания. Секционируют сборные шины разъеди¬ нителями или выключателями, а при на¬ пряжении до 1000 В — автоматическими выключателями. Секционирование разъ¬ единителями применяется в тех случаях, когда не требуется автоматического резер¬ вирования питающих линий или трансфор¬ маторов. В большинстве случаев бывает достаточно двух секций. Каждая секция питается отдельной линией или отдельным трансформатором. Секции работают раз¬ дельно, и секционный аппарат нормально выключен. Параллельная работа линий или параллельная работа трансформато¬ ров допускается редко (см. § 2-43). Схема позволяет поочередно отключать секции для ревизии или ремонта шин и шинных разъединителей при сохранении в работе второй секции. При этом электроснабже¬ ние ответственных объектов не нарушает¬ ся, так как они питаются по двум линиям, которые присоединяются к разным секци¬ ям. Если же отключается одна из питаю¬ щих линий и питаемая ею секция обесто¬ чивается, то ее питание можно восстано¬ вить включением секционного аппарата. При применении секционных выключате¬ лей или’ автоматов можно осуществить АВР. Это повышает надежность схемы и позволяет применять ее для потребителей любой категории. Иногда АВР применя¬ ется на вводных выключателях. На рис. 2-67 приведена схема по вто¬ ричному напряжению мощной ГПП 110/6—10 кВ с двумя трансформаторами мощностью 80 МВ-А каждый. Для ограни¬ чения тока к. з. применены групповые ре¬ акторы, дающие следующие преимущества: уменьшается ток подпитки короткого замыкания от электродвигателей; повышается остаточное напряжение иа сборных шинах при коротких замыканиях на отходящих линиях, за реакторами; уменьшается влияние электроприемни¬ ков с резкоперемениой ударной нагрузкой на качество электроэнергии на сборных шинах подстанции. Мощные токопроводы присоединены непосредственно к трансформаторам через отдельные выключатели, минуя сборные шины РУ 6—10 кВ, так как пропускная способность выключателей в данном слу¬ чае недостаточна для выпуска всей энер¬ гии, включая энергию, идущую через токо¬ проводы. Надежность электроснабжения при таком присоединении увеличивается. 2-49. СХЕМЫ ПОДСТАНЦИЯ С ОБХОДНОЙ СИСТЕМОЙ СБОРНЫХ ШИН Схемы с обходной системой шин на подстанциях промышленных предприятий применяются сравнительно редко, когда нео ходима маневренность и ги кость опе¬ ративных переключений, а также когда требуется частая ревизия выключателей по характеру их работы. Обходная система шии дает возмож¬ ность вывести в ревизию или в ремонт любую рабочую систему шин и любой выключатель без перерыва питания. Об¬ ходную систему шин можно присоединить к любой из основных систем шин через обходный выключатель. В соответствии с рекомендациями [2-30] на узловых распределительных подстанциях (УРП) 110—220 кВ районно¬ го значения при наличии транзитных ли¬ ний следует применять одну секциониро¬ ванную рабочую систему шин и обходную систему, если число присоединений не пре¬ вышает шести. Если же на данной УРП преобладают так называемые «парные», взаиморезервируемые линии или же име¬ ются возможности резервирования объек¬ тов, питаемых этими линиями от других источников, то одиночную секционирован¬ ную рабочую систему шин с обходной ши¬ ной можно применить также и при числе присоединений до десяти. И лишь в том случае, если число присоединений превы¬ сит указанные значения, следует приме¬ нять более сложную двойную систему шин плюс обходную систему. В число присо¬ единений входят как линии, так и транс¬ форматоры. На подстанции с одной системой шин и с обходной шиной каждый выключатель обслуживает только одну цепь. Разъеди¬ нители служат только для снятия напря¬ жения с оборудования и отдельных. цепей и не используются как оперативные аппа¬ раты. Эту схему легче автоматизировать, чем схему с двойной системой шин, так как отсутствуют сложные блокировки и она является более надежной. Поэтому эту систему и следует преимущественно рекомендовать для УРП промышленных предприятий, тем более что они в боль¬ шинстве случаев будут удовлетворять тре¬ бованиям [2-30] по числу присоединений, так как почти все линии глубоких вводов присоединяемых к УРП, взаиморезервиру¬ ются или же имеют другие источники ре¬ зервирования. Одним из характерных примеров при¬ менения обходной системы шин на подстан¬ циях промышленных предприятий являют¬ ся мощные печные подстанции, на которых происходят частые коммутационные опера¬ ции и поэтому выключатели требуют час¬ тых ревизий, смены масла, зачистки кон¬ тактов и т. п. При числе присоединений до шести допускается не предусматривать специаль¬ ного обходного выключателя, а использо¬ вать для этой цели секционный или соот¬ ветственно шиносоединительный выключа¬ тели в тот период, когда они не исполь¬ зуются по своему прямому назначению. Такая схема дает значительную экономию
без ущерба для удобства и надежности эксплуатации. На небольших УРП (при числе отходящих линий до четырех) до¬ пускается подключать трансформаторы мощностью до 63 МВ.А при помощи отде¬ лителей. На рис. 2-68 приведен пример схемы крупной узловой подстанции промышлен¬ ного предприятия на напряжение НО— а) СХЕМЫ НА СТОРОНЕ 110—220 кВ ПГВ И ГПП На рис. 2-69, а — е представлены схе¬ мы ПГВ НО—220 кВ с минимальным чис¬ лом коммутационных аппаратов. Эти схе¬ мы наиболее пригодны при необходимости размещения подстанций в загрязненных зонах предприятий и в районах 'плотной Рис. 2-68. Узловая распределительно-трансформаторная подстанция с обходной систе¬ мой шин на напряжение НО—220 кВ. 220 кВ с обходной системой шин. Часть энергии, поступающей из энергосистемы, трансформируется на напряжение 6 или 10 кВ для питания ближайшего района, а остальная энергия распределяется по ли¬ ниям глубоких вводов 110—220 кВ (воз¬ душных или кабельных) по более отдален¬ ным районам предприятия. 2-S0. СХЕМЫ ПОДСТАНЦИЙ БЕЗ СБОРНЫХ ШИН НА ПЕРВИЧНОМ НАПРЯЖЕНИИ. СХЕМЫ КОМПЛЕКТНЫХ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ Схемы подстанций без сборных шии на первичном напряжении, основанные на блочном принципе, применяются на всех ступенях электроснабжения. На подстан¬ циях 35—220 кВ блочные схемы применя¬ ются при питании как непосредственно от районных сетей энергосистемы, так и от узловых , подстанций промышленных пред¬ приятий. их застройки с большим числом ’ про¬ изводственных коммуникаций. Схемы рис. 2-69, а — в предназначены для ради¬ ального питания трансформаторов ПГВ. Схема 2-69, а с глухим вводом кабелей непосредственно в трансформатор являет¬ ся простейшей и наиболее пригодной для загрязненных зон и при плотной застрой¬ ке территории предприятия. В схеме 2-69, б можно в отдельных случаях допус¬ тить глухое (без разъединителей) присо¬ единение ВЛ, например, при размещении подстанции на территории с загрязненной атмосферой, если данная ПГВ питается от подстанции того же предприятия и обе подстанции находятся в ведении одной эксплуатирующей организации. Прн этом для удобства ревизии и ремонта трансфор¬ маторов может быть предусмотрен так на¬ зываемый ремонтный разъем на спуске проводов от ВЛ к трансформатору. Схемы 2-69, г, д предназначены для «отпаечных» ПГВ при магистральном пи¬ тании. Оии могут быть применены и при радиальном питании, если имеется реаль¬ ная вероятность присоединения в ближай¬ шее время к питающей линии других под¬ станций.
Рис. 2-69. Схемы подстанций глубоких вводов 110—220 кВ без перемычек между пи¬ тающими линиями. Схема 2-69, е может быть применена как при радиальном, так и при магист¬ ральном питании. Она имеет ограниченное применение и должна обосновываться в каждом отдельном случае (см. ниже). На рис. 2-70, а—в приведены более сложные схемы ПГВ 110—220 кВ с пере¬ мычками между линиями глубоких вво¬ дов. Они могут быть применены как при магистральном, так и при радиальном пи¬ тании. Схемы с перемычками следует при¬ менять с надлежащим обоснованием их необходимости во избежание ненужного усложнения и удорожания общей схемы электроснабжения предприятия. Следует избегать применения этих схем в районах с загрязненной средой; они требуют увеличенного числа аппаратов и токоведущих частей, что повышает вероят¬ ность аварий. При нормальном режиме перемычки разомкнуты. Схема 2-70, а позволяет при¬ соединить оба трансформатора к одной линии. Она дает возможность сохранить в работе трансформатор при устойчивом повреждении на его линии, совпавшем с ревизией второго трансформатора, пита¬ ющегося по другой линии. В этой схеме вместо короткозамыкателя может быть применена передача отключающего им¬ пульса от защит трансформатора иа пита¬ ющую подстанцию. Схема 2-70, б применяется- при пита¬ нии подстанции по транзитным линиям НО—220 кВ или по линиям с двусторон¬ ним питанием. Как вариант этой схемы может быть применена схема со второй (показанной пунктиром) перемычкой со стороны ли¬ ний, выполненная разъединителями. Этот вариант схемы допускает не прерывать разрыва транзита электроэнергии в перио¬ ды ремонта одного из выключателей 110— 220 кВ. Если в схеме 2-70, б предусмотреть дополнительную установку отделителей в цепях трансформаторов, то при поврежде¬ нии трансформатор отключается отделите¬ лем (в бестоковую паузу), а транзит мощ¬ ности автоматически восстанавливается. Схема 2-70, в может быть применена для тупиковых подстанций в следующих случаях: когда применение короткозамыкателя не представляется возможным по техни¬ ческим причинам, а стоимость оборудова¬ ния для передачи отключающего импуль¬ са соизмерима со стоимостью выключите-
ля или же передача отключающего им¬ пульса неприемлема по другим причинам. При этом требуется обеспечить автомати¬ ку в перемычке; для подстанций, которые по планам перспективного развития будут развивать¬ ся в подстанции со сборными шинами НО—220 кВ. Эта схема может быть применена также при включении трансформаторов в рассечку транзитных линий или линий с двусторонним питанием при сравнитель¬ но малых расстояниях между «отпайками» или между головным выключателем пита¬ ющей подстанции и отпайкой. При этом повреждение трансформатора не нарушает питание всех других подстанций, связан¬ ных с этими линиями. Из рассмотренных схем подстанций глубоких вводов наиболее рекомендуемы¬ ми являются: при радиальном питании (тупиковые подстанции) схемы 2-69, а—в\ при магистральном питании («отпаеч- ные» подстанции) схемы 2-69, г, д. Схемы с перемычками следует приме¬ нять лишь при наличии условий, приведен¬ ных выше, и при достаточно веских обос¬ нованиях необходимости этих схем. Схемы с выключателями в электро¬ снабжении промышленных предприятий применяют редко, так как капитальные за¬ траты при этом значительно (на 70—75%) выше, чем при схемах с отделителями и короткозамыкателями. Следует также учи¬ тывать дефицитность выключателей. Обос¬ нованиями для применения выключателей могут служить: условия самозапуска электродвигате¬ лей, так как время действия автоматики при схеме с отделителями больше, чем при выключателях, что может оказаться недо¬ пустимым для некоторых производств с непрерывным технологическим процессом; усложнение защиты и автоматики в схемах с отделителями при подпитке со стороны 6—10 кВ места короткого замы¬ кания на линии НО—220 кВ или на ответв¬ лении от нее; недостаточное качество отделителей и короткозамыкателей для работы в загряз¬ ненных зонах или в районах Крайнего Се¬ вера; реальная перспектива развития проек¬ тируемой подстанции, требующая приме¬ нения сборных шин на напряжении ІЮ- 220 кВ; включение трансформаторов ПГВ или ГПП в рассечку транзитных линий или линий с двусторонним питанием; невозможность по техническим причи¬ нам применения короткозамыкателей и большая стоимость устройств и кабелей, используемых для передачи отключающего импульса (с учетом его резервирования), соизмеримая со схемой с выключателями. При наличии перечисленных условий, обусловливающих применение выключате¬ лей, рекомендуется простейшая блочная схема без перемычек, представленная на рис. 2-69, е. Более сложные схемы (рис. 2-70, в) допускаются лишь при нали¬ чии реальной необходимости их примене¬ ния по условиям, приведенным в поясне¬ ниях к рис. 2-70. При числе цепей более двух можно рассмотреть целесообразность применения экономичных смешанных схем с выключа¬ телями и с короткозамыкателями, приве¬ денных в [2-31]. Мощность трансформаторов, присоеди¬ няемых по приведенным схемам, находится в пределах коммутационной способности разъединителей и отделителей по отключе¬ нию тока X. X., а при применении силовых выключателей определяется параметрами последних. Следует иметь в виду, что короткоза- мыкатели нельзя ставить в зоне действия дифференциальной защиты трансформато¬ ра, потому что тогда каждое включение короткозамыкателя от действия газовой защиты или по другой причине вызывает срабатывание дифференциальной защиты. Это дезориентирует обслуживающий пер¬ сонал, так как ои не сразу может выяс¬ нить причину отключения трансформатора и тем самым затягивает ликвидацию ава¬ рии. Разрядники также нужно ставить вне зоны действия дифференциальной защиты, так как их работа может вызвать ложное действие этой защиты и неправильное от¬ ключение трансформаторов. В приведенных схемах при определен¬ ных условиях в пределах технической воз¬ можности и целесообразности использова¬ ния короткозамыкателей может быть при¬ менена схема с подачей отключающего им¬ пульса. Указания по этому вопросу приве¬ дены в § 2-101. При напряжении НО кВ в нейтрали трансформаторов устанавливается заземля¬ ющий разъединитель н разрядник; при на¬ пряжении 220 кВ нейтраль заземляется на¬ глухо. При необходимости на вводах ВЛ устанавливается аппаратура ВЧ обработки линии. Схемы на выводах вторичного напря¬ жения трансформаторов ПГВ и ГПП, а также схемы сложных присоединений к сборным шинам 6—10 кВ этих подстан¬ ций приведёнъ! в § 2-51. б) СХЕМЫ ЦЕХОВЫХ ПОДСТАНЦИЙ 6—10 кВ На цеховых подстанциях 6—10/0, 4 кВ схемы без сборных шин первичного напря¬ жения применяются как при радиальном (блочном), так и при магистральном пита¬ нии. При радиальном питании по схеме бло¬ ка линия — цеховой трансформатор обыч¬ но применяется глухое присоединение трансформаторов на стороне высшего на¬ пряжения (рис. 2-71,а). Коммутационный аппарат (обычно это разъединитель или выключатель нагрузки) нужно применять в тех случаях, когда источник питания
Маеи.стра.ль/^1 Рис. 2-71. Схема цеховой подстанции без сборных шин 6—10 кВ. а — при радиальном питании; б — при магистральном питании. находится в ведении другой эксплуатиру¬ ющей организации; подстанция значитель¬ но (3—5 км) удалена от питающего пунк¬ та, например на береговой насосной; под¬ станция питается по воздушной линии; от¬ ключающий аппарат необходим по услови¬ ям защиты, например для воздействия на выключатель нагрузки газовой защиты или защиты от однофазных замыканий на зем¬ лю на стороне низшего напряжения транс¬ форматора при отсутствии там автоматов. При питании по магистрали на вводе к трансформатору в большинстве случаев устанавливаются выключатели нагрузки или разъединители. ■ Если же необходимо обеспечить селективное отключение транс¬ форматора при его повреждении или не¬ нормальном режиме работы или же защита на головном выключателе нечувствительна при повреждении трансформатора, то по¬ следовательно с выключателем нагрузки или разъединителем устанавливается пред¬ охранитель типа ПК (рис. 2-71,6), который селективно отключает поврежденный тран¬ сформатор без нарушения работы осталь¬ ных. Глухое присоединение трансформато¬ ров при магистральном питании применя¬ ется сравнительно редко, так как повреж¬ дение в нем при такой схеме приведет к отключению всей магистрали выключате¬ лем на головном ее участке и при этом потеряют питание все другие присоединен¬ ные к ней трансформаторы. Схемы комплектных трансформатор¬ ных подстанций не имеют принципиальных отличий от приведенных выше схем под¬ станций без сборных шин первичного на¬ пряжения. Они комплектуются из следую¬ щих основных элементов: вводы первич¬ ного напряжения; трансформаторы; выво¬ ды вторичного напряжения от трансфор¬ маторов; отходящие линии вторичного на¬ пряжения в различных модификациях; сек¬ ционные аппараты на шинах вторичного напряжения. Вводы в КТП 6—10 кВ выполняются в основном по схемам 2-71, а или б в за¬ висимости от схемы электроснабжения. Схемы с автоматами следует применять для ответственных потребителей. В осталь¬ ных случаях следует применять схемы с рубильниками и предохранителями или с блоками предохранитель-выключатель. На рис. 2-72 приведена схема КТПН с воздушными и кабельными (вариант) вводами, изготовляемых Главэлектромон- Рис. 2-72. Схема комплектной подстанции серии КТПН заводов Главэлектромонтажа.
тажем, ’ в которой применены блоки пред¬ охранитель-выключатель. КТПН изготов¬ ляются двух габаритов по мощности: 160 (180)—250 кВ. А и 400 (320)—630 кВ-А. 2-51. СХЕМЫ ПОДСТАНЦИЙ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ КОМПЛЕКТНЫХ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ (КРУ) НАПРЯЖЕНИЕМ 10(6) кВ Серия КРЮ-ДЮ состоит из шкафов с выключателями, штепсельными разъедини¬ телями и трансформаторами напряжения. Специальные токопроводы предназначают¬ ся для связи шкафов КРЮ-ДЮ с реакто¬ рами, устанавливаемыми за пределами КРУ. После реакторов обычно устанавли¬ ваются КРУ одной из серий, приведенных в табл. 2-100. Основные технические данные КР10- КР10- Д10УЗ Д10ТЗ а) ХАРАКТЕРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ КРУ 10 (6) кВ Комплектные распределительные уст¬ ройства предназначаются для приема и распределения электрической энергии трех¬ фазного переменного тока промышленной частоты. КРУ представляет собой распре¬ делительное устройство, состоящее из на¬ бора типовых шкафов в металлической оболочке, поставляемое заводом-изготови¬ телем блоками из нескольких шкафов или отдельными шкафами в полностью смон¬ тированном виде, со всей аппаратурой и всеми соединениями главных и вспомога¬ тельных цепей. Сборные шины главных цепей и маги¬ стральные шинки вспомогательных цепей обычно демонтируются при транспорти¬ ровке. Применение КРУ позволяет сократить время, требуемое на проектирование, мон¬ таж и наладку распределительных уст¬ ройств. Предприятиями Министерства электро¬ технической промышленности (МЭТП) из¬ готовляются- комплектные устройства двух видов — стационарные (КСО) и выдвижно¬ го типа (КРУ). В КРУ выключатели, из¬ мерительные трансформаторы напряжения и разрядники устанавливаются на выкат¬ ной тележке шкафа. Преимущество такой конструкции—во взаимозаменяемости од¬ нотипных выкатных тележек и в том, что отдельные отсеки шкафа отделены друг от друга металлическими перегородками. В табл. 2-100 приведены основные тех¬ нические параметры различных серий КРУ и КСО, изготовляемых и разрабатываемых редприятиями МЭТП. В шкафы КРУ могут быть встроены выключатели, трансформаторы напряже¬ ния, разрядники, кабельные сборки, сило¬ вые трансформаторы и аппаратура для собственных нужд подстанции, различная аппаратура (конденсаторы и разрядники для защиты вращающихся машин от пе¬ ренапряжений и др.), предохранители, шинные перемычки. Помимо серий КРУ (КСО), приведен¬ ных в табл. 2-100, предприятие МЭТП изготовляет серию шкафов КРЮ—ДЮ на большие номинальные токи, большую электродинамическую и термическую стой¬ кость. Номинальное на¬ пряжение, кВ . Номинальный ток, А: главных цепей шкафов КРУ . . сборных шин . Электродинамиче¬ ская стойкость к то¬ кам к. з. (амплитуда предельного сквозно¬ го тока), кА: на сборных ши¬ нах ошиновки шка¬ фов Термическая стой¬ кость в течение 4 с (сквозной ток), кА: сборных шин . . ошиновки шкафа Номинальный ток отключения выключа¬ теля, кА Номинальный ток отключения выключа¬ теля в цикле АПВ, кА Система сборных шин — одинарная Габариты шкафа, мм 10 11,5 1000, 800,2000, 2000, 4000 4000, 5000 5000 4000 230 170 90 64 64 58 1500X2600X4100 б) РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СХЕМАМ ПОДСТАНЦИЙ 10 (6) кВ При решении схемы главных цепей и выборе оборудования для РУ 10 (6) кВ следует учитывать поэтапное развитие подстанций, более высокую надежность схем с меньшим количеством аппаратуры, специфику присоединяемых потребителей электроэнергии по требуемой степени на¬ дежности электроснабжения и влиянию электроприемников на качество электро¬ энергии в сети, от которой они питаются. Для понизительных, подстанций, на ко¬ торых РУ 10(6) кВ присоединяются к
обмотке низшего напряжения трансформа¬ тора, практически все схемы РУ 10 (6) кВ могут быть выполнены с использованием одной структурной схемы или комбинаций из схем, приведенных в табл. 2-101. Схемы составлены для мощности к. з от системы в сети ПО кВ — 5000 МВ. А, в сети 220 кВ— 10 000 МВ.А, при раздельной работе секций сборных шин. Ниже приведены некоторые рекоменда¬ ции по выбору схем. ■ I. Присоединение одной сек¬ ции сборных шин к обмотке трансформатора или к парал¬ лельно соединенным ветвям трансформатора с расщеплен¬ ной обмоткой 6—10 кВ без реак¬ тирования отходящих линий. В качестве вводных, межсекционных и линейных выключателей для всего РУ ис¬ пользуются выключатели с одинаковым но¬ минальным током отключения (/н,от). Как правило, рекомендуется применять выклю¬ чатели с /н,от=20 или 31,5 кА, а после раз¬ работки и освоения производства соответ¬ ствующих КРУ — 40 кА. Прн выборе выключателей в соответст¬ вии с номинальным током отключения сле¬ дует анализировать возможность развития подстанций и присоединенной к ней сети 6— 10 кВ с учетом увеличения мощности к. з. при питании синхронных и асинхронных электродвигателей. Применение выключателей с /н,от= =31,5 кА (40 кА) и более вместо выклю¬ чателей с /н,от=20 кА (присоединяемых к двум ветвям трансформаторов с расщеп¬ ленными обмотками или в различных схе¬ мах с реакторами) следует обосновывать технической необходимостью или экономи¬ ческой целесообразностью. И. Присоединение двух сек¬ ций сборных шин к трансфор¬ матору с расщепленной обмот¬ кой 6—10 кВ без реактирования отходящих линий. Каждая секция присоединяется к од¬ ной ветви обмотки трансформатора 6— 10 кВ. Преимущество схемы состоит в том, что она позволяет значительно уменьшить отрицательное влияние нагрузок одной вет¬ ви на качество напряжения питания нагру¬ зок другой ветви при резкопеременных гра¬ фиках нагрузки, вызывающих колебания напряжения на шинах подстанции, или при вентильной нагрузке (значительной по вели¬ чине), искажающей форму кривой напря¬ жения. Схема не может быть рекомендована при наличии крупных присоединений с на¬ грузкой, соизмеримой с номинальной мощ¬ ностью одной ветви обмотки трансформато¬ ра, так как при этом, как правило, трудно равномерно распределить нагрузки между секциями сборных шин подстанции и обеспе¬ чить необходимое резервирование. В остальном к схеме II относится все сказанное по схеме I. III. Присоединение однойсек- ции сборных шин к обмотке трансформатора или к парал¬ лельно соединенным ветвям трансформатора с расщеплен¬ ной обмоткой 6—10 кВ с ре ак¬ тированием отходящих линий. В качестве вводных и межсекционных выключателей применяются выключатели с номинальным током отключения более 31,5 кА (40 кА). На отходящих линиях от сборных шин РУ устанавливают групповые реакторы, к каждому из которых присоединяют от од¬ ной до четырех-пяти линий с номинальным током отключения выключателей 20 кА. Количество линий, присоединяемых к каждому групповому реактору, зависит от расчетных токов линий и от специфики присоединяемых вторичных подстанций или отдельных токоприемников. Иногда помимо реактированныя линий к сборным шинам присоединяются и нереактированные линии или токопроводы (через выключатели с со¬ ответствующим номинальным током отклю¬ чения), для которых нецелесообразно сни¬ жение мощности короткого замыкания (на¬ пример, крупный преобразовательный агре¬ гат). Основные преимущества схем с группо¬ выми реакторами: уменьшается ток под¬ питки к. з. от синхронных и асинхронных электродвигателей; повышается остаточное напряжение на сборных шинах при к. з. на отходящих линиях за реакторами; при на¬ личии электроприемников, ухудшающих ка¬ чество электроэнергии в питающей их сети (вентильных, сварочных, с резкопеременны¬ ми графиками нагрузки и др.), их неблаго¬ приятное влияние меньше сказывается на качестве электроэнергии на сборных шинах подстанции-. К недостаткам схемы следует отнести, как правило, большую стоимость электро¬ оборудования 6—10 кВ; наличие постоян¬ ных потерь в реакторах; увеличение габари¬ тов РУ 6—10 кВ, что особо нежелательно при размещении РУ в электропомещениях цехов; технические затруднения в выполне¬ нии релейной защиты в части обеспечения чувствительности и дальнего резервиро¬ вания. Схема может быть осуществлена с при¬ менением шкафов КР10-Д10. IV. Присоединение двух сек¬ ций сборных шин к трансфор¬ матору с расщепленной обмот¬ кой 6—10 кВ с ре актированием отходящих линий. Этот вид присоединения по существу объединяет в себе свойства описанных при¬ соединений II и III. Преимущества и недостатки применения расщепленных обмоток практически те же,.. что для схем группы II без реакторов. V—VIII. Различные схемы с. реакторами на вводах 10(6) кВ от трансформаторов.
Таблица 2-t00 Основные параметры шкафов КРУ и КСО на напряжение до 10 кВ производства предприятий МЭТП № п/п. Параметры Условное обозначение йерии КРУ2-10-20УЗ КРУ2И0-20ТЗ (вместо КРУ2-10) КР-10/31, 5УЗ КР-10/31, 5ТЗ (вместо КР-10/500) КЭ-10/20-УЗ КЭ-10/31. 5-УЗ КСО-272 Проектируемые серии КМ-11 Унифицированная серия с вакуум¬ ными выключате¬ лями1 КЭ-10/20-ТЗ КЭ-10/31, 5-ТЗ 1 Номинальное на¬ пряжение, кВ 3; 6; 10; 6; 10 10 6; 10 6; 10 і 10 g 11 6; 6,3; 6,6; 6,9; 10; 11 6, 0; 6,3; 6, 6; 6.9; 11 10; 11 6, 9; И 2 Номинальный ток главных цепей шкафов КРУ при частоте 50 Гц, А 630; 1000; 1600; 2000; 2500; 3200 630; 1000; 1600; 3200 630; 1000; 1600; 2000; 3200 400; 630; 1000 630; 1000; 1600; 8 2000; 3200 630; 1000; 1600 630;1000; 1250 630; 1250; 2500 630; 1000; 1250; 2500 630; 1000; 1600; 2000; 2500 630; 1250; 2050 630;1250 630; 1000; 2500 3 Номинальный ток сборных шин, А 630; 1000; 1600; 2000; 2500; 3200 1000; 1250 1000; 1600; 3200 1000; 1600; 2500 1000; 1600; 2000; 3200 1000; 1600; 2000; 2500 630; 1000 1000;1600; 2000 3200 1000; 1600; 2000; 3200 1250;2500 1000; 1600; 2000; 2500 4 Номинальный ток токопровода для соединения между рядами, А 630; 1000; 1600; 2000; 2500; 3200 1000; 1600;2500 То же 630; 1000 1000;1600;2000;« 3200 — 1250; 2500 1000; 20006 630;1600 5. Номинальный ток отключения выключателя, встроенного в КРУ, при частоте 50 Гц, А 20 31,5 20 31,5 20 20;31,5(16,25 при 60 Гц) 20 16 (при частоте 60 Гц) 25 (при частоте 60 ГЦ)
6 Стойкость к то¬ кам к. з. главных цепей, за исклю¬ чением трансфор¬ маторов тока, це¬ пей присоедине¬ ния, трансформа¬ торов напряжения, конденсаторов и т. п.: электродина¬ мическая^ кА термическая, ток/время, кА/с 52 20/4,О1 80 31,5/4,О1 51 20/4,0 8Г 31,5/4,0 51 20/4,0 52,81 20/3, 31,5/3 51 20/1 Габариты (ши- ринаХглубинаХ X высота), мм 900X1664 X 2350 (2590)3 1350Х16643 900X1600 X 2460 1350X1600 X2460? 750Х1850Х 25851 1125X1850X2585? 1000X1200 X2870 Вид выключате¬ ля, встраиваемого в КРУ Маломасляный Маломасляный Электромагнитный Маломасляный 750X1300 X2350 750X1300X2150 до 1600 А 1125X1300 X2350— 2000 А и более Маломасляные, Вакуумные до 1600 А вкл.—■ колонковые, 2000—3200 А— подвесные Примечания к графам 1 Для шкафов 630 А 2 с 2 Высота для релей¬ ных шкафов 610 (910)" мм 3 Размеры в плане для шкафов на то¬ ки 2000; 2500 и 3200 А 1 Для шкафов 630 А и ножей за¬ земления 2 с 2 Шкафы на ток 3200(2400) А и с силовыми транс¬ форматорами 40 кВ-А 1 На токи до 1600 А вкл. ? Шкафы с силовыми трансформаторами соб¬ ственных нужд, шкафы с разрядниками типа РВМ; шкаф на токи 2000 А и более Конституция стационарная, без выдвижных эле¬ ментов 1 Разрабатывают¬ ся МЭТП 2 В числителе— исполнение УЗ, У4, в знаменателе ТЗ 8 При частоте: 60 Гц: 630; 1000; 1250; 2500 630; 1000; 2500 1 Разрабатыва¬ ются МЭТП 2 В числителе исполнение УЗ. в знаменателе— ТЗ 4 Токопровод от стены здания до КРУ Б Перемычка сборными ши¬ нами
Таблица 2-101 Структурные схемы присоединения РУ 10(6) кВ к трансформаторам (двухобмоточным) и их технические параметры Схема Номер схемы Мощность трансфор¬ матора, МВ-А Номиналь¬ ный ток трансфор¬ матора (или ветви) Номинальный ток. А, — индук¬ тивное сопротивление реактора на вводе. Ом Мощность к. з. от энергосистемы, МВ-А Ударный ток к. з. от энергосистемы, кА Номинальный ток выключателя ввода в КРУ, А ■ Номинальный ток отключения выключа¬ теля, кА за транс В за транс 1 h о З-о, за реаь тором ’ <3 P, <3 ОТ тором при напряжении, кВ. 6 10 6 10 6 10 6 10 6 10 6 10 6 10 6 10 10 10 916 550 — — 80 80 — — 18,7 11,2 — — 1600/20 1000/20 16 16 1470 880 — — 149 149 — — 34,8 20,8 — — 2000/20 1600/20 25 25 2300 1380 — — 228 228 — — 53,5 31,9 — — 3200/20 2000/20 32 32 2940 1760 — — 288 288 — — 67,5 40,5 — — 4200/58 2000/20 I 40 40 3670 2200 — — — 354 — — — 50 — — — 3200/31,5 ’"'■І/ 1 63 63 3640 3460 — — — — — — — — — — — 9000/58* ф 80 80 7340 4400 — — — — — — — — — — — 9000/58* 1 100 100 9160 5500 — — — — — — — — — — — 9000/58* 25 25 1150 690 — — 116 116 — ——■ 27,2 16,3 — — 2000/20 1600/20 32 32 1470 880 — 148 148 — — 34,6 20,8 — — 2500/20 2000/20 II 40 40 1835 1100 183 183 - 43 26 — 3200/20, 1600/20 3200/315 63 63 2890 1730 ; ~ 282 282 — — 66 39,5 — — 4200/58* 2500/20
w HI — 63 80 — 3460 4400 ■ — 1 1 IV 63 80 — 2890 3670 — — ■ — 282 368 560 690 66,0 86 78,5 97 9000/58* 9000/58* 4200/58 4200/58
Продолжение табл. 2-101 Схема схемы Мощность трансфор¬ матора, МВ-А Номиналь¬ ный ток трасформа- тора (или ветви) Номинальный ток, А, — индук¬ тивное сопротивление реактора на вводе, Ом Мощность К. 3. от энергосистемы, МВ-А Ударный ток к. з. от энергосистемы, кА Номинальный ток выключателя ввода в КРУ, А за транс¬ формато* ром зл реак- тором за транс¬ формато¬ ром 1 за реак- тором Номинальный ток отключения выключа¬ теля, кА Ф s при напряжении, кВ £ 6 ю ' 6 10 6 1 10 6 10 6 10 6 10 6 10 6 10 25 2300 4000—0,18 228 112 53,5 26,2 3200/20 V — 32 — 1760 — 2500—0,2 — 288 — 188 — 40,5 — 26 — 2500/20 — 40 _— 2200 — 4000—0,105 — 354 — 230 — 50 — 32 — 3200/31,5 - 25 1380 2X1000—0,14 228 176 32 t 25 1000/20 VI 32 32 2940 1760 2X2500—0,2 2X1600—0,14 288 288 140 210 67,5 40,5 32,5 29 3200/20 3200/20 40 40 3670 2200 2X2500—0,2 2X1600—0,14 394 354 154 245 83 50 36 34,4 3200/20 3200/20 , 1. 1 — 63 ■—. 3460 — 2 X2500—0,14 — 560 —- 326 — 78,5 — 46 — 3200/20 — 3200/31,5
VII 40 80 1835 2200 2500—0,2 4000—0,105 183 382 109 240 43 53,5 25,5 34 3200/20 3200/31,5 VIII 63 80 — 5780 7340 2 X2500—0,2 2X2500—0,2 — 560 690 — 184 195 — 131 162 — 43 45,5 — 3200/20 3200/31,5 3200/20 3200/31,5 1 1 1 1 * КРУ с такими выключателями еще не изготовляются, намечается ик оазработка МЭТЦ.
Снижение мощности короткого замыка¬ ния после реактора позволяет независимо от мощности трансформатора применять (в ка¬ честве вводных, секционных и линейных) выключатели со сравнительно небольшим номинальным ■ током отключения — 20 кА или 31,5 кА (40 кА). Значение, до которого целесообразно снижать мощность короткого замыкания на шинах 6—10 кВ, определяется соответству¬ ющим технико-экономическим анализом схемы подстанции и системы электроснаб¬ жения от шин подстанции. Существенными недостатками реактиро¬ вания вводов являются: ухудшение усло¬ вий пуска и самозапуска крупных электро¬ двигателей; сложности осуществления ре¬ лейной защиты трансформатора и крупных единичных электроприемииков или линий, отходящих ко вторичным подстанциям. При наличии значительного количества электродвигателей с большими пусковыми токами и, если не исключена перспектива дополнительного присоединения электродви¬ гателей, следует по возможности избегать применения таких схем. Ниже рассматриваются отдельные во¬ просы, связанные с разновидностями схем с реакторами на вводах в РУ от трансформа¬ торов. Отличительной особенностью примене¬ ния сдвоенного реактора на вводе является ослабление неблагоприятное® влияния на¬ грузок одной ветви реактора на качество электроэнергии на шинах за второй ветвью, аналогично тому, как это имеет место при применении раздельной работы ветвей рас¬ щепленной обмотки трансформатора. Схема со сдвоенным реактором на вво¬ де при параллельном включении ветвей об¬ мотки 10(6) кВ имеет некоторое преиму¬ щество по сравнению с раздельной работой ветвей растепленной обмотки трансформа¬ тора, так как позволяет лучше использовать мощность трансформатора в случаях, когда нагрузка, которую надо «изолировать», зна¬ чительно меньше, чем мощности ветви об¬ мотки 6—10 кВ трансформатора. Для трансформаторов Московского электрозавода, например, при нагрузке од¬ ной ветви трансформатора примерно 10— 20% полной номинальной мощности транс¬ форматора STp постоянная нагрузка второй ветви может допускаться 0,5—0,6STp для трансформаторов различных мощностей. Таким образом, имеет место недоиспользо¬ вание полной мощности трансформатора примерно на 25—30%. Если же на вводе от трансформатора установить сдвоенный реактор с номиналь¬ Рис. 2-74. Рекомендуемые компоновки
ным током каждой ветви, равным или близ¬ ким к номинальному току трансформатора, то возможна любая неравномерность за¬ грузки ветвей, т. е. полное использование мощности трансформатора. При неравномерной загрузке ветвей сдвоенного реактора следует производить расчеты значений напряжения на шинах, присоединенных к каждой ветви, так как напряжение за каждой из ветвей зависит от соотношений токов и коэффициентов мощности нагрузок за обеими ветвями. Схемы с установкой двух сдвоенных реакторов на вводе от одного трансформа¬ тора (т. е. реактор — на каждой из ветвей обмотки 10(6) кВ) или с двумя реакторами за параллельно включенными ветвями об¬ мотки трансформатора, как правило, не сле¬ дует применять. В отдельных случаях применение их может быть обосновано при большом ко¬ личестве синхронных электродвигателей сравнительно малой мощности (до 500— 800 кВт). Основные недостатки таких схем: трудность, а порой и невозможность рацио¬ нального распределения нагрузки между во¬ семью секциями (для двухтрансформатор¬ ной подстанции); значительное увеличение количества аппаратуры 6—10 кВ (схема двухтрансформаторной подстанции будет иметь восемь секций шин на стороне 6— 10 кВ). Схемы подстанций на напряжение 6— 10 кВ. Схемы главных цепей, как правило, состоят из набора элементов, описанных выше. Сборные шины отдельных секций связы¬ ваются межсекционными выключателями. На большой части подстанций принима¬ ется раздельная работа секций в нормаль¬ ном режиме. Однако при необходимости повышения надежности электроснабжения или увеличения мощности короткого замы¬ кания на шинах 6—10 кВ принимается па¬ раллельная работа секций. Когда требуется уменьшить влияние глубоких посадок напряжения на одной из секций шин при коротких замыканиях или при колебаниях напряжения, вызванных другими причинами, на вторую секцию, иногда бывает целесообразно в цепь межсек¬ ционного выключения включить реактор. Для трехтрансформаторных подстанций или трехсекционных РУ 6—10 кВ третий трансформатор или третий ввод 6—10 кВ присоединяется к одной из двух секций сборных шин через второй секционный вы¬ ключатель, как показано на рис. 2-73. Один из секционных выключателей 6— 10 кВ оборудуется схемой двустороннего Вьіпвлнвнтів шинопроВоВа^а К ТСН 630, TDDO, 7БОО ВВоВы шкафов КРУ для вводов 10(6) кВ.
АВР, второй — схемой одностороннего АВР. Выбор секции, на которой выполняется одностороннее АВР секционного выключа¬ теля, производится на основании баланса Рис. 2-73. Рекомендуемая структурная схе¬ ма трехсекционного РУ 10(6) кВ. нагрузок на источниках питания, расстояния . до источников и т. д. Если третий трансформатор или третий ввод 6—10 кВ получает питание от незави¬ симого (от первых двух) источника электро¬ энергии, трехсекционные схемы на стороне 6—10 кВ, как правило, обеспечивают до¬ статочную надежность электроснабжения электроприемников «особой» группы 1-й ка¬ тегории. На рис. 2-74 приведены рекомендуемые компоновки шкафов КРУ для вводов 10(6) кВ от трансформаторов и вводов на распределительные пункты. Выбор шкафа с трансформаторами тока в двух или трех фазах определяется схемами вспомогатель¬ ных цепей. На подстанциях промышленных пред¬ приятий помимо вводов 10(6) кВ имеют место присоединения синхронных машин, со¬ стоящие из двух-трех шкафов K.W. На рис. 2-75 приведены рекомендуемые компоновки шкафов КРУ для линий к синхронным элек¬ тродвигателям. Рис. 2-75. Рекомендуемые компоновки'шка¬ фов КРУ 10(6) кВ для линий к синхронным электродвигателям. Номинальный ток ошиновки — 630, 1000, 1600 А. Присоединяемые двигатели — с динамическим торможением и реакторным пуском. Е. КОМПОНОВОЧНЫЕ РЕШЕНИЯ ПОДСТАНЦИЙ И РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ ПУНКТОВ 2-52. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ На территории промышленного пред¬ приятия компоновка подстанции должна быть увязана с его генеральным планом. Компоновка подстанции должна предусмат¬ ривать удобный подвод автомобильной и, если требуется, железной дороги, удобные подходы и выходы воздушных линий элек¬ тропередачи всех напряжений и кабельных сооружений в требуемых направлениях с учетом полного развития и очередности строительства подстанции или распредели¬ тельного пункта. Расположение и компонов¬ ка зданий, сооружений и установка элек¬ трооборудования на подстанции и в распре¬ делительном пункте должны обеспечивать возможность производства всего комплекса строительно-монтажных работ и ремонта оборудования при эксплуатации с примене¬ нием строительных и монтажных машин н механизмов, доставки и вывоза трансформа¬ торов, подъема и перемещения тяжелого оборудования, производства испытаний пе¬ редвижными лабораториями, проезд пожар¬ ных машин и т. п. Выбор конструкции и ма¬ териалов производится исходя из технико¬ экономической целесообразности применения принятых проектных решений в конкрет¬ ных условиях строительства объектов элек¬ троснабжения н с обязательным учетом на¬ личия соответствуюших производственных баз у подрядчика. В проекте необходимо предусмотреть прогрессивные технические решения и меро¬ приятия, обеспечивающие возможность вы¬ полнения электромонтажных работ инду¬ стриальными методами с использованием современного оборудования и готовых из¬ делий, позволяющих применять передовые методы и приемы труда и производить ук¬ рупненную сборку изделий в мастерских электромонтажных заготовок. При компо¬ новке подстанции и РП необходимо учиты¬ вать действующие строительные стандарты и размеры типовых элементов здания. Габа¬ риты зданий должны быть выбраны с уче¬ том действующего строительного модуля. Для облегчения и ускорения монтажных работ в задании на строительную часть не¬ обходимо предусмотреть закладные элемен¬ ты в полах, колоннах, балках и стенах зда¬
ний для приварки к ним электротехнических конструкций и ограждений. При выполнении рабочих чертежей необходимо максимально использоаать типовые проекты и конструк¬ тивные решения, приведенные в альбомах типовых рабочих чертежей, деталей и узлов промышленных электроустановок. 2-53. КОМПОНОВОЧНЫЕ РЕШЕНИЯ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ БЕЗОПАСНОСТЬ ОБСЛУЖИВАНИЯ Компоновка электрооборудования, кон¬ структивное выполнение, монтаж .токове¬ дущих частей, ошиновка и установка изоля¬ торов, выбор несущих конструкций, изоля¬ ционные и другие минимальные расстояния должны выбираться в проекте электриче¬ ской части подстанции таким образом, что¬ бы обеспечивать безопасное обслуживание оборудования в нормальном режиме рабо¬ ты электроустановки; удобное наблюдение за указателями положения выключателей и разъединителей, уровнем масла в трансфор¬ маторах и аппаратах и т. и.; необходимую степень локализации повреждений при нару¬ шении нормальных условий работы электро¬ установки, обусловленных действиями дуго¬ вого короткого замыкания; безопасный осмотр, смену и ремонт аппаратов и конст¬ рукций любой цепи при снятом с нее напря¬ жении без нарушения нормальной работы соседних цепей, объединенных общей схе¬ мой, секции или систем шин, находящихся под напряжением; необходимую механиче¬ скую стойкость опорных конструкций элек¬ трооборудования, порталов гибкой ошинов¬ ки и несущих конструкций жесткой ошинов¬ ки исходя из эксплуатационных, монтажных нагрузок и усилий, возникающих в аварий¬ ном режиме работы электроустановки; ми¬ нимальный расход черных и цветных метал¬ лов, силовых и контрольных кабелей; воз¬ можность удобного транспортирования оборудования; максимальной экономии тер¬ ритории открытого распределительного уст¬ ройства (ОРУ), объема площади закрытой части подстанции. Компоновка и конструктивное выполне¬ ние подстанции и РП должны производить¬ ся на основании главной схемы электриче¬ ских соединений. Территория подстанции должна иметь внешнее ограждение, которое следует вы¬ полнять в объеме проектируемого этапа строительства (территория, предусмотрен¬ ная для расширения подстанции и РП, не ограждается, а оговаривается в проекте и не подлежит застройке). Ограждения могут не предусматриваться для закрытых под¬ станций и распределительных пунктов. При расположении подстанции и ОРУ а местах, где воздух может содержать веще¬ ства, ухудшающие электрическую изоляцию, разрушающе действующие на электрообору¬ дование, провода и шины, должны быть приняты меры, обеспечивающие их надеж¬ ную работу с применением усиленной изоля¬ ции (допускается до освоения электропро¬ мышленностью производства электрообору¬ дования с усиленной изоляцией применять аппараты на более высокие напряжения, например, в ОРУ 110 кВ использовать обо¬ рудование на напряжение 154 пли 220 кВ; трансформаторы во всех зонах загрязнения допускается устанавливать открыто с при¬ менением усиленной изоляции вводов); шин и конструкций из материала, стойкого к воз¬ действию среды; расположения подстанции и ОРУ на генплане со стороны господству¬ ющих направлений ветра; подстанций и ОРУ с наиболее простыми и надежными схемами, с использованием минимума элек¬ трооборудования; закрытого исполнения подстанций и РП, защищенных от проник¬ новения пыли, вредных газов, пароа в по¬ мещение; комплектного распределительного устройства напряжением НО кВ и выше с изоляцией гексафторидом серы (элегазом). Электромонтажные и строительные конструкции подстанции РП, находящиеся вблизи токоведущих частей и доступные для прикосновения эксплуатационного пер¬ сонала, не должны нагреваться выше 50° С от воздействия электрического тока в нор¬ мальном режиме. Конструкции на нагрев могут не проверяться, если по находящим¬ ся вблизи токоведущим частям проходит пе¬ ременный ток 1000 А и менее. 2-54. ТРЕБОВАНИЯ К КОМПОНОВКАМ ПОДСТАНЦИИ И РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ ПУНКТОВ ПО ПРОТИВОПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ При проектировании электроустановок, содержащих маслонаполненное оборудова¬ ние с количеством масла более 60 кг, в от¬ ношении обеспечения пожарной безопасно¬ сти следует руководствоваться требования¬ ми следующих нормативных документов: соответствующих глав ПУЭ-76 и разд. СНиП «Противопожарные нормы проекти¬ рования зданий и сооружений»; «Генераль¬ ные ' планы промышленных предприятий. Нормы проектирования»; «Производствен¬ ные здания промышленных предприятий. Нормы проектирования» и другие строитель¬ ные нормы и правила Госстроя СССР. Электротехнические здания и сооруже¬ ния по степени пожарной опасности отно¬ сятся к производственным сооружениям (производствам) категории В (категория согласно табл. 1 гл. СНиП ІІ-М.2-72*) и должны выполняться из несгораемых мате¬ риалов, их основные строительные конструк¬ ции должны иметь предел огнестойкости не ниже минимального, установленного СНиП для соответствующих конструкций зданий и сооружений I или II степени огнестойко¬ сти (табл. 2 СНиП ІІ-А.5-70). Требования к пределу огнестойкости строительных конструкций для электротех¬
нических сооружений приведены ниже: эстакады, шахты и другие наружные соору¬ жения, предназначенные для прокладки ка¬ белей, должны иметь основные несущие строительные конструкции (колонны, балки, фермы) из железобетона с пределом огне¬ стойкости не менее 0,75 ч, нли из стального проката — не менее 0,25 ч. Более усиленную защиту (1,5 ч) должны иметь стальные не¬ сущие строительные конструкции промыш¬ ленных зданий и соооружений, если они могут опасно деформироваться при пожаре расположенных вблизи них масляных транс¬ форматоров внутрицеховых подстанций. Электротехнические сооружения различ¬ ных видов в местах примыкания* к электро¬ техническим и другим производственным помещениям (например, в местах сопряже¬ ния и примыкания кабельных туннелей к подвальным этажам подстанции) должны разделяться несгораемыми противопожар¬ нымиперегородками. I Іродольные и по- перечные противопожарные перегородки и перекрытия должны иметь предел огнестой¬ кости не менее 0,75 ч. Наименьшие расстояния от масляных трансформаторов до стены производствен¬ ного здания в свету приводятся в табл. 2-102. 2-55. ОТКРЫТЫЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА 35—220 кВ Наиболее рациональной компоновкой ОРУ на подстанциях и РП является компо¬ новка с расположением оборудования в од¬ ной плоскости, когда электрооборудование размещается на нулевой отметке, чем обес¬ печивается удобство и безопасность его об¬ служивания. Таблица 2-102 Наименьшее допустимое приближение масляных трансформаторов к обслуживаемым ими зданиям с производствами категорий Г и Д (ПУЭ-76) Расстояние от трансформатора до стены здания в свету Требования к частям здания на участке напротив трансформатора при степени огнестойкости здания по СНиП II-А. 5-70 I, II и III IV, V Менее 5 м (но не менее '0,8 м) Двери и окна иа высоте до уровня крышки трансформатора не допускаются. От уровня крышки трансформатора и выше на 8 м для тран¬ сформаторов мощностью до 1600 кВ-А н на 10 м — для трансформаторов мощностью более 1600 кВ-А допускаются неоткрывающиеся окна с заполнением армированным стеклом или стекло¬ блоками с рамами, имеющими предел огнестой¬ кости 0,25 ч, а также двери с пределом огнестой¬ кости не менее 0,75 ч Стена должна быть выполнена как брандмауэр, который при сго¬ раемой кровле должен возвы¬ шаться над ней на 0,7 м Выше 8 и 10 м соответственно допускаются окна, открывающиеся внутрь здания, с проемами, снабженными снаружи металлическими сетками с ячейками не менее 25X25 мм 5—10 м На высоте от уровня крышки трансформатора и выше на 8 м — для трансформаторов мощ¬ ностью до 1600 кВ-A и на 10 м — для трансфор¬ маторов мощностью более 1600 кВ-А допускают¬ ся неоткрывающиеся окна с заполнением армиро¬ ванным стеклом или стеклоблоками, с несгорае¬ мыми рамами с пределом огнестойкости не менее 0,25 ч. Выше допускаются окна, открывающиеся внутрь здания с проемами, снабженными снару¬ жи металлическими сетками с пределом огне¬ стойкости не менее 0,75 ч Стена должна быть выполнена как брандмауэр, который при сго¬ раемой кровле должен возвы¬ шаться над ней на 0,7 м Более 10 м Специальных требований не предъявляется Примечания: 1. Под расстоянием от кожуха трансформатора понимается расстояние от наиболее выступающих частей трансформатора, расположенных на высоте менее 1,9 м от нулевой отметки. 2. Длина участка стены здания напротив трансформатора считается равной его максимальному габариту по горизонтали в направлении, параллельном стене здания, плюс по 2 м справа и слева от него при мощности трансформатора 1600 кВ*А и более и по 1,5 м с каждой стороны трансфор¬ матора при меньшей мощности. 3. При расстоянии от трансформатора до стены адания до 5 м по всей длине участка стены здания напротив трансформатора выполнять приемные отверстия приточной вентиляции не разре¬ шается. Допускаются вытяжные отверстия с выбросом незагрязненного воздуха на уровне крышки трансформатора и выше.
Опоры для подвески шнн ОРУ и кон¬ струкции для установки аппаратов выпол¬ няются, как правило, из сборного железобе¬ тона по типовым проектам. При компоновке подстанций необходи¬ мо учитывать: направления подходящих к ОРУ воздушных и кабельных линий, эста¬ кад и туннелей; расположение подъездных дорог к подстанции и возможности достав¬ ки по ним оборудования с большой массой; климатические условия, рельеф и геологию местности; состояние окружающей среды (степень ее загрязнения). Компоновка и размещение оборудова¬ ния ОРУ напряжением 35—220 кВ и внутри- площадочных дорог на подстанции должны обеспечивать возможность подъезда авто¬ кранов, телескопических вышек и других специальных механизмов к силовым транс¬ форматорам, выключателям, трансформато¬ рам тока и напряжения и разрядникам, ис¬ пользуемым при монтаже и эксплуатации. На подстанциях, питающих потребите¬ лей 1-й категории, кабельные каналы к ап¬ паратам разных секций следует выполнять раздельными, чтобы при пожарах была ис¬ ключена возможность одновременной поте¬ ри взаиморезервирующих кабельных линий. Планировка площадки ОРУ выполняет¬ ся с уклоном для отвода ливневых вод. Должны быть приняты меры для предотвра¬ щения попадания в каналы ливневых и поч¬ венных вод. Полы в каналах должны иметь уклон не менее 0,5% в сторону водосборни¬ ков или ливневой канализации. Кабельные каналы должны выполнять¬ ся нз несгораемых материалов с пределом огнестойкости 0,75 ч. Покрытие каналов вы¬ полняется бетонными съемными плитами и используется как ходовая дорожка для обслуживающего персонала подстанции. Масса отдельной плиты перекрытия должна быть не более 70 кг. Плита должна иметь приспособление, для подъема. Плиты в ме¬ стах проезда должны быть рассчитаны на нагрузку от механизмов. Ошиновка ОРУ. Ошиновка ОРУ должна подвешиваться на одиночных гирляндах изо¬ ляторов. Сдвоенные гирлянды следует при¬ менять лишь в случаях, когда гирлянда не удовлетворяет условиям механических на¬ грузок. Разделительные (врезные) гирлян¬ ды не допускаются за исключением гирлянд, с помощью которых осуществляется подвес¬ ка высокочастотных заградителей. Выбор изоляции вновь проектируемых ОРУ должен соответствовать требованиям ПУЭ-76 и обеспечивать надежную работу электроустановки без дополнительных экс¬ плуатационных мероприятий (чистка или обмыв изоляции, применение гидрофобных покрытий и т. п.). Количество изоляторов в гирляндах ОРУ при металлических и железобетонных опорах можно определить по формуле М = U7vÿlLati, где U — наибольшее рабочее междуфазное напряжение, кВ; Дэ,и — эффективная длина пути утечки одного изолятора, см; — нор¬ мированная удельная эффективная длина пути утечки, см/кВ. Выбор количества подвесных изолято¬ ров в гирляндах и опорных изоляторов для крепления проводов и шин при использова¬ нии электрооборудования в нормальном ис¬ полнении при проектировании определяется данными, приведенными в табл. 2-103. Таблица 2-103 Количество изоляторов для крепления проводов и шин Тип изоляторов Количество изоляторов, шт., при напряжении, кВ До 10 20 35 110 150 220 ПФ6-Б, ПФ6-В 3 5 8 10 15 ПС6-А — 3 5 9 11 16 ПС6-Б 3 4 8 11 16 ШН-10 1 -—■ —.- _— — — СНШ-10 1 — — — -— —- ОНС-10-500 1 — — —.- —- ОНС-10-2000 1 — — — ■—. —- ОНС-20-500 — 1 — — -— — ОНС-20-2000 — 1 — — — — ОНШ-35-1000 1 1 3 4 — ОНШ-35-2000 — 1 1 3 4 5 ШО-35 — — —.- 1 — —- шо-но — —■ — 1 — — ШО-150 — — — 1 —— ШО-220 .—- — .—- -— — 1 ЛС-1 — 1 2 5 7 Для определения количества изоляторов на подстанциях и ОРУ, расположенных в районах с загрязненной атмосферой, необхо¬ димо пользоваться дополнительными требо¬ ваниями, приведенными в «Руководящих указаниях по выбору и эксплуатации изоля¬ ции в районах с загрязненной атмосферой». Ответвления от сборных шин ОРУ, как правило, должны располагаться ниже сбор¬ ных шин. Подвеска ошиновки одним проле¬ том над двумя и более секциями (система¬ ми) сборных шин не допускается. При опре¬ делении нагрузок на электротехнические конструкции необходимо учитывать допол¬ нительные нагрузки от массы человека с ин¬ струментом и монтажных приспособлений: 200 кг — при применении гирлянд изолято¬ ров; 100 кг — при опорных изоляторах. Коэффициент запаса механической стой¬ кости для гибких шин принимается не ме¬ нее 3 по отношению к временному сопро¬ тивлению разрыву шин. Коэффициент запа¬ са механической стойкости для подвесных изоляторов должен быть не менее 4 по от¬ ношению к гарантированной минимальной разрушающей нагрузке целого изолятора. Расчетные механические усилия, пере¬ дающиеся при коротком замыкании жестки¬ ми шинами на опорные изоляторы, должны приниматься в соответствии с ПУЭ-76.
При мощности короткого замыкания, равной или более приведенной в табл. 2-104, -гибкие шины РУ и подстанции не¬ обходимо проверять на схлестывание или на опасное в отношении пробоя сближение фаз в результате их раскачивания от динамиче¬ ского действия тока короткого замыкания. Таблица 2-104 Мощности коротких замыканий, при превышении которых необходимо проверять гибкие шины на'сближение Номинальное напряже¬ ние, кВ ПО 150 220 Мощность коротко¬ го замыкания, МВ-А 4000 6000 8000 . Изоляционные расстояния ОРУ.При рассмотрении вариантов компоновки элект¬ рооборудования и выполнении ошиновок шинами или проводами необходимо при¬ нять допустимые минимальные расстояния в свету от токоведущих частей до различ¬ ных элементов, устанавливаемых на терри¬ тории ОРУ. При определении наименьших допустимых расстояний в открытых РУ до¬ полнительно должно быть учтено следую¬ щее: при гибких шинах, расположенных в горизонтальной плоскости, расстояния ме¬ жду проводами разных фаз и токоведущей фазы до заземленных конструкций должны быть увеличены не менее чем на а, мм: а= f sin а; здесь f — стрела провеса провода при тем¬ пературе 15° С,, м, a=arctg PfQ или tg а— =P/Q, где Q ■— масса провода на 1 м дли- Таблица 2-105 Наименьшие расстояния в свету от токоведущих частей до различных элементов ОРУ напряжением до 220 кВ Расстояния Обозначе¬ ние по ПУЭ-76 Изоляционные расстояния, мм, для номи¬ нального напряжения, кВ До W 20 35 ПО 150 220 От токоведущих частей или от эле¬ ментов оборудования и изоляции, на¬ ходящихся под напряжением до кон¬ струкций или внутренних огражде¬ ний высотой не менее 2000 мм Аф-з 200 300 400 900 1300 1800 Между проводами или шинами разных фаз Аф-ф 220 330 440 1000 1400 2000 От токоведущих частей или эле¬ ментов оборудования и изоляции, на¬ ходящихся под напряжением, до внутренних ограждений высотой 1600 мм, до максимального габарита транспортируемого оборудования Б 950 1050 1150 1650 2050 2550 Между токоведущими частями разных цепей в разных плоскостях при обслуживаемой нижней цепи и неотключенной верхней В 950 1050 1150 1650 2050 3000 От неогражденных токоведущих частей до земли или до кровли зда¬ ний при наибольшем провисании про¬ водов Г 2900 3000 3100 3600 4000 4500 ’Между токоведущими частями разных цепей в разных плоскостях, а также между токоведущими частя¬ ми разных цепей по горизонтали с обслуживанием одной цепи при не¬ отключенной другой, от токоведущих частей до верхней кромки внешнего забора Д 2200 2300 2400 2900 3300 3800 От контакта и ножа разъединителя или заземлителя в отключенном по¬ ложении до ошиновки, присоединен¬ ной ко второму контакту Ж 240 365 485 1100 1550 2200
ны, кг/м; Р — ветровая нагрузка на 1 м длины провода, Н/м2. При этом скоростной напор ветра при¬ нимается равным 60% величин, выбранных при расчете опор и строительных конструк¬ ций. Наименьшее расстояние в свету между проводами разных фаз при их наибольшем сближении должно соответствовать наи¬ меньшим воздушным промежуткам, прини¬ маемым на воздушных линиях для наи¬ большего рабочего напряжения сети. В гибких токопроводах, выполненных из нескольких проводов в фазе, предусматри¬ ваются дистанционные распорки. Трансформаторы и электрические ап¬ параты, у которых нижняя кромка фарфора изоляторов расположена над уровнем пла¬ нировки или отметки кабельного канала на высоте не менее 2,5 м, допускается не ог¬ раждать. При меньшей высоте оборудова¬ ние должно иметь постоянное внутреннее ограждение. Расстояние в свету между токоведущими частями разных номиналь¬ ных напряжений принимается по высшему напряжению конкретной электроустановки (по схеме ОРУ). Наименьшие допустимые расстояния для разных напряжений опре¬ деляются по табл. 2-105. Трансформаторы, имеющие высоту от уровня головки рельса до крышки бака 3 м и более, должны снаб¬ жаться стационарной лестницей. На крыш¬ ках и баках трансформаторов допускается установка вентильных разрядников на на¬ пряжение не выше 35 кВ, а также крепле¬ ние конструкции для ошиновки и подвода комплектных токопроводов. Для трансформаторов, имеющих катки, в фундаментах должны быть предусмотре¬ ны направляющие. Трансформаторы массой до 2000 кг, не снабженные катками, допус¬ кается устанавливать непосредственно на фундаменте. На фундаментах трансформа¬ торов должны быть предусмотрены места для установки домкратов, создающие ук¬ лон для трансформатора. Трансформаторы должны устанавливаться так, чтобы отвер¬ стие выхлопной трубы не было направлено на близко установленное оборудование, ка¬ бельные муфты и ошиновку. Минимальное расстояние в свету между рядом установ¬ ленными трансформаторами должно быть не менее 1,25 м. Указанное расстояние при¬ нимается до наиболее выступающих частей трансформаторов, расположенных на высо¬ те менее 1,9 м от поверхности земли. На подстанциях с трансформаторами напряжением ПО—154 кВ единичной мощ¬ ностью 63 МВ-А и более и трансформато¬ рами напряжением 220 кВ любой мощно¬ сти следует предусматривать противопожар¬ ный водопровод с гидрантами с питанием от существующей внутризаводской сети. На подстанциях с трансформаторами напряжением 35—154 кВ единичной мощ¬ ностью менее 63 МВ-А противопожарный водопровод не предусматривается, а туше¬ ние пожара производится пожарными ма¬ шинами. 2-56. ПРИМЕРЫ КОМПОНОВОЧНЫХ РЕШЕНИИ ОРУ Решения схемных и компоновочных вопросов нодстанций и ОРУ до 220 кВ сле¬ дует преимущественно принимать по типо¬ вым схемам' и проектам, где использовано минимальное количество электрооборудова¬ ния и приняты блочные конструкции завод¬ ского изготовления. Подстанции напряже¬ нием до 220 кВ должны по возможности размещаться рядом с обслуживаемыми ими производственными корпусами, а нх рас¬ пределительные устройства напряжением 6—10 кВ, как правило, должны быть встро¬ ены в корпуса цехов этих производств. На рис. 2-76 приведена компоновка главной понизительной подстанции (ГПП) по схеме блока линия — трансформатор; на стороне 220 кВ установлены разъединитель для ремонтных работ и короткозамыкатель: имеются вспомогательные сооружения, не¬ обходимые для эксплуатации подстанции. Для перемещения трансформатора на ре¬ монтную площадку предусмотрена железно¬ дорожная колея. Для оптимального решения вопросов компоновок подстанции (ГПП, ПГВ) необ¬ ходимо стремиться максимально сокращать площади территории подстанции с целью всемерной экономии земли. Кроме того, в условиях интенсивного загрязнения в блоч¬ ных схемах трансформатор — линия реко¬ мендуется применять трансформаторы со специальными кабельными вводами на сто¬ роне НО—220 кВ и шинными вводами в закрытых коробах на стороне 6—10 кВ. На рис. 2-77 приведен пример такой компоновки крупной подстанции глубокого ввода с от¬ крытой установкой четырех трансформато¬ ров: два мощностью 80 МВ-А и два мощ¬ ностью 63 МВ-А. Все трансформаторы приняты с кабельным вводом на напряже¬ ние 110 кВ и с растепленными обмотками. От трансформаторов со стороны 10 кВ пе¬ редача электроэнергии осуществляется симметричными токопроводами типа ТКС-10 с номинальным током 3200 А, напряжени¬ ем 10 кВ. Токопроводы прокладываются на спе¬ циальной эстакаде. Закрытое РУ 10 кВ размещено в здании цеха и состоит из КРУ. Характерной особенностью такого ПГВ является отсутствие распределитель¬ ного устройства на напряжение НО кВ и отсутствие выключающего аппарата перед трансформатором. Питающий кабель на¬ пряжением НО кВ наглухо подсоединен к выводам трансформатора. Место подсоеди¬ нения закрыто герметически специальным кожухом и заполнено трансформаторным маслом. Компоновка подстанции не преду¬ сматривает ремонт, трансформаторов на месте их установки, поэтому трансформато¬ ры для ремонта должны транспортировать¬ ся на ремонтную базу завода.
Рис. 2-76. Пример компоновки ГПП 220 кВ с трансформаторами 63 МВ-А. а — план; б—разрез; / — трансформатор типа ТРДДН-63000/220; 2 —вентильный разрядник типа РВС-2203Ц; 3 — разъединитель типа РЬ’ДЗ-2-220/1000; 4 —открытый токопровод на 10 кВ; 5—под¬ земный маслосборник; 6 — маслопровод; 7 — кабельный канал; 8 — кабельная эстакада; 9 — молние¬ отвод; 10 — место для ремонта трансформаторов..
Рис. 2j77 Компоновка подстанции глубокого ввода (ПГВ) с четырьмя трансформато¬ рами мощностью 2X63 МВ-А и 2X80 МВ-А с кабельным вводом 110 кВ.’ а план’ разрез по трансформаторам; в — разрез по кабельным вводам и эстакаде" / сило¬ вой трансформатор типа ТРДДНК-63000/110; 2 - кабельный: ввод НО кВ поставляется с трансфор¬ матором; 5 —шкаф обогрева концов кабеля напряжением ПО кВ, выполняется в проекте" 4 — за- ІолпІРл'е'^Ь типа ЗОН-ПО и разрядник; 5 — симметричный комплектный токопровод ТІ«СС-16-3200 на 3200 А; о — помещение камер дугогасящих катушек и трансформаторов собственных нужд- 7 — вен¬ тиляционная камера кабельного туннеля; 8 — помещение для установки баков подпитки кабеля среднего давления напряжением ПО кВ; 9— кабельный туннель; 10-—шинная эстакада; 11 — масло- приемник с отводом масла.
2-57. ЗАКРЫТЫЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА 35—220 кВ Здания и помещения закрытого распре¬ делительного устройства (ЗРУ) н камеры трансформаторов должны выполняться I или II степени огнестойкости по противопо¬ жарным требованиям согласно СНиП ІІ-А.5-70. Все закрытые подстанции при на¬ личии загрязненности наружной атмосфе¬ ры оборудуются системами вентиляции. В районах с температурой ниже минус 25° С в неотапливаемых ЗРУ предусматривается подогрев масла в масляных выключателях и подогрев механизмов приводов масляных и воздушных выключателей, блоков клапа¬ нов воздушных выключателей и их агрегат¬ ных шкафов. В ЗРУ 35—220 кВ и в закрытых каме¬ рах трансформаторов необходимо преду¬ смотреть стационарные грузоподъемные уст¬ ройства или возможность применения гру¬ зоподъемных устройств для механизации ремонтных и эксплуатационных работ. Протяженные коридоры управления делятся несгораемыми ■ перегородками на отсеки длиной не более 60 м. Выбор типа камер для масляных вы¬ ключателей в зависимости от объема масла в нем приведен в табл. 2-106. применяются в таком же количестве, как и для ОРУ (см. табл. 2-103). Расстояние в свету между голыми то¬ коведущими частями разных фаз, заземлен¬ ных конструкций и ограждений, а также между неогражденными токоведущимн час¬ тями разных цепей должны быть не менее величин, приведенных в табл. 2-107. На тру¬ бах и шинах необходимо устанавливать компенсаторы, а также принимать меры против их вибрации. Жесткая ошиновка на стороне 6—10 кВ трансформаторов выполняется только на коротких участках в пределах 20 м, когда применение гибких токопроводов усложня¬ ет конструкцию. Ошиновка подстанций и РУ должна выполняться, как правило, из алюминиевых, сталеалюминиевых и стальных проводов, полос, труб и шин из алюминия и алюми¬ ниевых сплавов электротехнического на¬ значения. Выходы из ЗРУ. Ширина коридора об¬ служивания должна обеспечивать безопас¬ ное, удобное обслуживание установки и перемещение оборудования, расстояние в свету между ограждениями должно состав¬ лять не менее 1 м при одностороннем и 1,2 м при двустороннем расположении обо¬ рудования. В коридоре управления, где находятся приводы выключателей или разъединителей, указанные выше размеры Тип выключателя Выключатели с ко¬ личеством масла до 25 кг Выключатели с ко¬ личеством масла: более 25 до 60 кг более 60 кг Таблица 2-106 Тип камер для выключателей Тип камеры Открытые камеры, комплектные распределительные устройства разных серий Для выключателей, выбранных с 20%-ным запасом по отклю¬ чаемой мощности — открытые камеры. При отсутствии запаса от¬ ключаемой мощности — отдельные взрывные камеры с выходом наружу или во взрывной коридор Отдельные взрывные камеры с выходом наружу нли во взрыв¬ ной коридор Аппараты, у которых нижняя кромка фарфора изоляторов расположена над уровнем пола на высоте 2200 мм и более, разрешается не ограждать. Неогражденные токоведущие части, соединяющие конденса¬ тор устройства высокочастотной связи, те¬ лемеханики и защиты с фильтром должны быть расположены на высоте не менее 2,2 м. При этом целесообразно устанавли¬ вать фильтр на высоте, позволяющей про¬ изводить настройку фильтра без снятия напряжения с оборудования присоединений. Подвесные изоляторы РУ в закрытых по¬ мещениях и ,РП напряжением до 220 кВ должны быть увеличены соответственно до 1,5 и 2 м. Это требование не распростра¬ няется на КРУ и вводы высокого напряже¬ ния для КТП. При длине коридора до 7 м допуска¬ ется уменьшение ширины коридора при двустороннем обслуживании до 1,8 м. Ме¬ стное сужение коридора обслуживания строительными конструкциями допускается не более чем на 0,2 м. Количество выходов нз помещения - РУ должно выполняться в соответствии со сле¬ дующим: при длине РУ или фасада КРУ до 7 м допускается один выход; при длине
Таблица 2-107 Наименьшие расстояния в свету от токоведущих частей до различных элементов ЗРУ напряжением до 220 кВ Наименование Обозна¬ чение по ПУЭ-76 Изоляционные расстояния, мм, для напряжения, кВ 3 6 10 20 35 НО 150 220 От токоведущих частей до заземленных конструк¬ ций и частей здания Аф-з 65 90 120 180 290 700 1100 1700 Между проводниками разных фаз Аф-ф 70 100 130 200 320 800 1200 1800 От токоведущих частей до сплошных ограждений Б 95 120 150 210 320 730 ИЗО 1700 От токоведущих частей до сетчатых ограждений В 165 190 2202 280 390 800 1200 1800 Между неогражденными гоковедущими частями раз¬ ных цепей Г 2000 2000 2000 2200 "2200 2900 3000 3800 От неограждениых токо¬ ведущих частей до отметки пола Д 2500 2500 2500 2700 2700 3400 3700 4200 От неограждениых выво¬ дов- из ЗРУ до земли при выходе их не на территорию ОРУ и при отсутствии про¬ езда транспорта под выво¬ дами Е 4500 4500 4500 4750 2750 5500 6000 6500 От контакта и ножа разъ-, едините л я в отключенном положении до ошиновки, присоединенной ко второму контакту Ж 80 ПО 250 220 350 900 1300 2000 РУ 7—60 м — два выхода по его концам; допускается располагать выходы из РУ па расстоянии до 7 м от его торцов; при длине распределительного устройства более 60 м, кроме выходов по концам его, должны быть предусмотрены дополнительные выхо¬ ды с таким расчетом, чтобы расстояние от любой точки коридора обслуживания или управления до выхода было не более 30 м. Кабельные помещения и каждый их отсек должны, как правило, иметь не менее двух выходов. Один выход допускается устраивать в кабельных этажах, полуэта¬ жах, а том числе подвальных площадью до 300 м2 при условии, что расстояние (длина пути) до выхода в лестничную клетку или до лестницы к люку не превысит 25 м. Вы¬ ходы из кабельных сооружений должны размещаться таким образом, чтобы не было тупиков длиной более 25 м и длина пути от любого наиболее удаленного возможно¬ го места нахождения обслуживающего пер¬ сонала до ближайшего выхода не превы¬ шала 75 м. Высоту подвала (до низа ребер плит перекрытия) следует принимать кратной 0,6 м. Кабельные подвалы следует прини¬ мать'высотой не менее 3 м. Высота (в свету) проходов подвала в местах прохода обслуживающего персонала должна быть не менее 1,8 м. Подвальные помещения и кабельные сооружения должны иметь дренажное уст¬ ройство, а при высоком уровне грунтовых вод, кроме того, и усиленную гидроизоля¬ цию. Выходы могут быть выполнены как на лестничную клетку, так и в другое помеще¬ ние с несгораемыми стенами и перекрытия¬ ми, а также в другие отсеки РУ, отделен¬ ные от данного дверью с пределом огне¬ стойкости не менее 0,6 ч. В многоэтажных подстанциях" второй и. дополнительные вы¬ ходы из РУ могут быть предусмотрены так¬ же на балкон с наружной пожарной лест¬ ницей. На подстанциях или РП, питающих электроприемники особой группы 1-й кате¬ гории, разные секции ЗРУ рекомендуется разделять перегородками с пределом огне¬ стойкости не менее 0,75 ч. Кабельные по¬ мещения под этими РУ также должны быть разделены или изолированы в проти¬ вопожарном отношении но числу секций распределительных устройств. Помещения КРУ с большим количеством шкафов сле¬ дует разделять на отсеки не более 60 м не¬ сгораемыми перегородками с дверями огне¬ стойкостью не менее 0,75 ч.
Маслоприемные устройства для масляных трансформаторов Камеры на первом этаже с выходом наружу (в том числе на пристроенных и встроенных подстанциях) в производственное помещение подстанции Камеры над подвалом, на втором до 600 кг ма ела свыше 600 кг масла до 60 кг масла 60—600 кг масла Не выпол¬ няются Порог или пандус из несгораемого мате¬ риала в дверном проеме камеры, рассчитан¬ ный на удержание 20% масла трансфор¬ матора или аппарата. Должны быть приня¬ ты меры против растекания масла через ка¬ бельные каналы Не выпол¬ няются Приямок, порог или пандус, рас¬ считанный на удержание полно¬ го объема масла Двери между отсеками одного распре¬ делительного устройства или между смеж¬ ными помещениями двух распределитель¬ ных устройств должны иметь устройство, фиксирующее их в закрытом положении и не препятствующее открыванию в обоих направлениях. Двери между помещениями РУ напряжением до 1000 В и выше 1000 В должны открываться в сторону распредели¬ тельного устройства напряжением до 1000 В. Двери из РУ должны открываться в направлении других помещений или на¬ ружу и иметь самозапирающиеся замки, открываемые без ключа с внутренней сто¬ роны помещения РУ. Двери или ворота камер, содержащих маслонаполненное обо¬ рудование с количеством масла более 60 кг, должны иметь предел огнестойкости не ме¬ нее 0,6 ч в случаях, когда они выходят в помещения, не относящиеся к данной под¬ станции; в остальных случаях двери могут быть сгораемыми. Полы помещений под¬ станции по всей площади каждого этажа выполняются на одной отметке. Конструк¬ ция полов должна исключать возможность образования цементной пыли. Уровень по¬ ла в помещениях первого этажа должен быть выше нулевой отметки не менее чем на 0,2 м. Устройство порогов в дверях меж¬ ду отдельными помещениями и в коридо¬ рах не допускается. Оконные переплеты помещений РП и подстанций могут быть сгораемыми. Окна в ЗРУ должны быть неоткрывающимися. Окно первого этажа защищают сетками с размером ячеек 25X25 мм. Помещения РУ подстанций могут быть без окон. Устройст¬ во световых фонарей не допускается. Проемы в междуэтажных перекрытиях, стенах, перегородках и т. п. должны быть заделаны несгораемыми перегородками с пределом огнестойкости не менее 0,75 ч. Прочие отверстия и проемы в наружных стенах должны быть защищены сетками или решетками с ячейками размером 15х Х15 мм, при этом сетки должны находить¬ ся на высоте не менее 0,5 м от земли. От¬ верстия в местах прохождения кабелей должны иметь уплотнения с пределом огне¬ стойкости 0,75 ч. Перекрытия кабельных каналов долж¬ ны быть выполнены из железобетона или других материалов соответствующей огне¬ стойкости и прочности в уровень с чистым полом помещения. Масса отдельной плиты перекрытия должна быть не более 50 кг. Пересечение камер аппаратов и транс¬ форматоров кабелями, относящимися к другим цепям, как правило, не допускается, однако в исключительных случаях допуска¬ ется выполнять их в трубах. Маслоприемные устройства. При соору¬ жении закрытых камер над подвалом, на втором этаже и выше под трансформатора¬ ми, масляными выключателями и другими маслонаполненными аппаратами должны выполняться маслоприемники по одному из следующих способов, приведенных в табл. 2-108. Подземные сооружения и помещения должны иметь гидроизоляцию, исключаю¬ щую возможность попадания в такие по¬ мещения и сооружения грунтовых, ливне¬ вых или талых вод, кроме того, в них должны быть выполнены мероприятия для предотвращения попадания в них техноло¬ гических вод или масла. Случайные воды, попавшие в кабельные подвальные этажи, туннели, каналы и т. п., должны удаляться в систему ливневой канализации самотеком или водоотливными устройствами; для сбо¬ ра воды должны устраиваться приямки и пол выполняться с уклоном не менее 0,1%. 2-58. ТЕМПЕРАТУРНЫЙ РЕЖИМ ЗАКРЫТЫХ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ В строительных и сантехнических зда¬ ниях при проектировании ЗРУ и подстан¬ ций должны приводиться требования к отоплению помещения, исходя из иор-
Таблица 2-108 и маслонаполненной аппаратуры (ПУЭ-76) этаже, и выше, а также камеры с выходом во взрывной коридор При количестве масла более 600 кг 1-й вариант 2-й вариант Бетонированный мас- лоприемник не менее 20% полного объема масла в аппарате. Диа¬ метры маслоотводных труб не менее 10 см. Труба со стороны масло- приемника защищается сеткой Бетонированный маслоприемник на полный объем масла без отвода его. Перекрывается решеткой со слоем промытого гравия 25 см; уровень масла должен быть на 5 см ниже ре¬ шетки. Верхний уровень гравия в маслоприемнике должен быть на 7,5 см ниже отверстия воздухоподводящего вентиля¬ ционного канала. Площадь маслоприемника должна быть не менее площади основания трансформатора или аппарата. Дно маслоприемника должно иметь уклон 2% в сторону при¬ ямка для откачки масла переносным насосом мальвой рабочей температуры воздуха при эксплуатации. При проектировании отопления и вен¬ тиляции необходимо правильно учесть все факторы, влияющие в конечном счете на выбор и размеры строительных и несущих конструкций помещений (перекрытий, стен, балок, колонн и т. п.). При выдаче заданий следует также учитывать частичный нагрев помещения от электрического обору¬ дования. Установленные значения нормальной рабочей температуры воздуха для различ¬ ных видов комплектного электрооборудова¬ ния и отдельных аппаратов приведены в соответствующих технических условиях, ка¬ талогах и информации заводов-изготови¬ телей. Рабочими значениями температуры внешней среды называют естественно изме¬ няющиеся или неизменные значения темпе¬ ратуры, в пределах которых обеспечивается сохранение номинальных параметров и эко¬ номически целесообразных сроков службы изделий. Предельные значения температуры допускаются редко и в течение не более 6 ч. Электрооборудование, которое наибо¬ лее часто применяют в ЗРУ на промыш¬ ленных предприятиях, относится к катего¬ риям УЗ и У4, где У обозначает исполнение для эксплуатации в районах с умеренным климатом, в которых максимум температу¬ ры ниже 40° С, а минимум выше минус 45° С; 3 — исполнение для работы в закры¬ тых помещениях с естественной вентиляци¬ ей; 4 — исполнение для работы в закрытых отапливаемых или охлаждаемых и венти¬ лируемых производственных и других поме¬ щениях. При выдаче строительных заданий на отопление и вентиляцию помещений, в которых установлены электротехнические аппараты и изделия с различными преде¬ лами нормальных рабочих температур, сле¬ дует их сопоставить и выбрать оптималь¬ ную рабочую температуру для расчета ото¬ пления помещений ЗРУ. Вентиляция помещения трансформаторов должна обеспечивать отвод тепла в таких количествах, чтобы при номинальной на¬ грузке (с учетом перегрузочной способно¬ сти) и максимальной расчетной температу¬ ре окружающей среды нагрев трансформа¬ торов не превышал максимально допусти¬ мых для них значений. Вентиляция, помещений и камер трансформаторов должна быть выполнена таким образом, чтобы разность температур воздуха, выхо¬ дящего из помещения и входящего в него, не превосходили плюс 15° С. При невоз¬ можности обеспечить теплообмен естест-. венной вентиляцией необходимо преду¬ сматривать возможность перехода на при¬ нудительную. Вентиляция помещения реакторов дол¬ жна обеспечивать отвод тепла в зависимо¬ сти от типа реакторов. Температура уходящего воздуха из по¬ мещений реакторов на токи до 1000 А не должна превышать 45° С; разность темпе¬ ратур уходящего и приточного воздуха не должна превышать 30° С, а для реакторов на токи более 1000 А 20° С. Исходя из этого ориентировочное количество воздуха можно принять • равным 3—5 м3/мин на 1 кВт потерь активной мощности реактора. Бетонные токоограничивающие реакторы 6—10 кВ на токи 2x2000 А и более долж¬ ны быть обеспечены принудительной венти¬ ляцией с подачей охлаждающего воздуха снизу через отверстие в центре фундамен¬ та реактора. Реакторы (вводные) каждой секции РУ при необходимости обеспечения их принудительной системой вентиляции должны быть оборудованы отдельным вентиляционным агрегатом, обслуживаю¬ щим только эти реакторы. Фундаменты под реакторы на участке выше отметки чистого пола выполняются неармированными во избежание потерь мощ¬ ности от индукционного нагрева арматуры. Из тех же соображений расстояния от ре¬ актора до армированных перегородок и ме¬ таллических конструкций должны быть не менее расстояний, указанных в каталогах на реакторы.
В местах с длительными низкими тем¬ пературами приточные и вытяжные венти¬ ляционные отверстия должны быть снаб¬ жены утепленными клапанами, открывае¬ мыми извне. В помещениях, в которых дежурный персонал находится 6 ч и более, должна быть обеспечена температура воздуха не ниже 18 и не выше 23° С в любое время года. Допускается устройство местных ду- ширующих установок непосредственно на рабочем месте дежурного. В помещении щитов управления при отсутствии дежурного персонала и в ЗРУ должна быть обеспечена температура со¬ ответственно требованиям заводов—изгото¬ вителей аппаратуры, устанавливаемой в этих помещениях. В Помещениях, где уста¬ новлено маслонаполненное оборудование с общим количеством масла. более 600 кг, приточные и вытяжные вентиляционные воздуховоды (каналы) или проемы реко¬ мендуется оборудовать автоматически за¬ крывающимися обратными (например, ле¬ пестковыми) клапанами или заслонками с легкоплавкими замками. Эти клапаны и заслонки должны обеспечивать возмож¬ ность прекращения доступа в зону горения при возникновении пожара и иметь ручной привод, позволяющий при необходимости их открывать и закрывать вручную. Руко¬ ятка ручного привода должна устанавли¬ ваться в безопасном в пожарном отноше¬ нии месте. Помещения РУ, а также коридоры для обслуживания открытых камер или КРУ, содержащих маслонаполненное оборудова¬ ние с суммарным количеством масла более 60 кг, должны быть оборудованы аварий¬ ной вытяжной вентиляцией, включаемой извне и не связанной с другими вентиляци¬ онными устройствами подстанции или ЗРУ. Аварийная вентиляция должна рассчиты¬ ваться на пятикратный обмен воздуха в час. 2-59. ПРИМЕРЫ КОМПОНОВОЧНЫХ РЕШЕНИЙ ЗРУ Ниже рассмотрены вопросы компонов¬ ки заводского узлового распределительного пункта напряжением ПО кВ (УРП НО кВ). Узловой распределительный пункт НО кВ расположен непосредственно около мощного центра нагрузки завода. По усло¬ виям генплана и степени загрязненности окружающей атмосферы УРП ПО кВ вы¬ полняется в закрытом исполнении. Шины напряжением ПО кВ имеют че¬ тыре секции, соединенные нормально ра¬ зомкнутыми секционными выключателями, и обходные шины. Две секции получают питание от независимых частей заводской теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) и две секции от подстанции энергосистемы. Питание УРП ПО кВ осуществляется одноцепиыми воздушными линиями ПО кВ, которые в пределах ограды завода из соображений экономии территории переходят в двухцеп¬ ные. По компоновке и конструктивной час¬ ти выполнения УРП ПО кВ приводятся два варианта. На рис. 2-78 и 2-78а дан вариант с воз¬ душными выключателями и другим электро¬ оборудованием ПО кВ, предназначенным для наружной установки, установленными в ЗРУ. Для повышенной надежности в ре¬ жиме ремонта воздушных выключателей и одной из секций шин принята схема с фиксированным присоединением линий ко всем четырем секциям. При этой схеме ис¬ ключается возможность полного обеспече¬ ния РУ даже при ремонтах шин. К шинам УРП ПО кВ подходят четыре воздушные линии ПО кВ. Для питания трансформаторов завод¬ ских ГПП и ПГВ на УРП ПО кВ преду¬ сматривается 10 отходящих кабельных ли¬ ний на напряжении ПО кВ. Питание цепей управления, автоматики и других осущест¬ вляется от стационарной аккумуляторной батареи напряжением 220 В. Для воздушных выключателей на УРП ПО кВ предусматривается типовая комп¬ рессорная установка с тремя компрессора¬ ми (два рабочих и один резервный) и во¬ семью воздухосборниками высокого дав¬ ления. Ввиду особой ответственности, которую имеет УРП ПО кВ для электроснабжения завода, рассмотрен вариант компоновки ЗРУ с оборудованием ПО кВ с элегазовым заполнением (КРУЭ). В настоящее время оборудование с элегазовым заполнением выпускается нашей промышленностью пока в незначительном количестве. Высокая на¬ дежность и изолирующие свойства КРУЭ, малая площадь, занятая ими, бесшумность работы выключателей, возможность их ра¬ боты в условиях загрязненной атмосферы создали предпосылки для применения и увеличения выпуска элегазовых комплект¬ ных устройств. На рнс. 2-79 приведены разрезы УРП ПО кВ с вариантом компоновки с элегазо¬ вым КРУ напряжением ПО кВ. Для ЗРУ с элегазовым оборудованием после линей¬ ных вводов в здание УРП осуществлен пе¬ реход на кабели ПО кВ среднего давления для подключения к вводным ячейкам. Вы¬ бор марки и сечения кабеля ПО кВ опреде¬ лен условиями прокладки и теплового рас¬ чета. Предусмотрена установка маслопод¬ питывающих устройств. Кабели ПО кВ прокладываются в сдво¬ енных кабельных туннелях; при этом взаи- морезервирующие кабели прокладываются в разных туннелях. Все электрооборудование, концевые, соединительные и стопорные муфты, ка¬ бельные конструкции и металлоконструк¬ ции, находящиеся в кабельных туннелях, каналах и вентиляционных камерах, долж¬ ны быть присоединены к заземляющим ма¬ гистралям. Для снятия э. д. с., наводимой на обо¬ лочках кабеля при его работе, концы обо-
ДВухцвпная ВЛ TIB кВ от системы Рис. 2-78. Конструктивное выполнение закрытой узловой распределительного пункта напряжением НО кВ. Вариант с воздушными выключателями. а план; б — общий разрез. лочек кабеля у концевых, а также соедини¬ тельных и стопорных муфт (в туннеле) соединяются между собой и заземляются. На подстанции запроектирована комп¬ рессорная установка с воздушной распреде¬ лительной сетью для управления пневмати¬ ческими приводами элегазовых выключате¬ лей. Для восполнения утечек газа из элега¬ зового оборудования предусмотрена передвижная вакуумно-компрессорная ус¬ тановка с вакуумными насосами, компрес¬ сорами и фильтрами.
Рис. 2-78а, Разрез по ЗРУ с указанием ошиновок закрытой узловой распределительного пункта ПО кВ. Вариант с воздушными выклю¬ чателями. / — воздушный выключатель типа БВУ-110/2000; 2, 3 — разъединитель типа РНДЗ-1-110Б на 1000 и 2000 А; 4 — разъединитель типа РНДЗ-2-110Б/2000 с приводом ПВН-20; Б — трансформатор тока типа ТВ-110-1000/5; 6 — кабельная муфта НО кВ; 7 — опорный изолятор; 8— высокочастотный заградитель типа ВЗ-2000-1,2; 9 — конденсатор связи типа СМР-110/ Ѵзі /0 —установка для подпитки кабельных муфт; //-—панель управления; 12 — кран подвесной однобалочный грузоподъем¬ ностью 5 т; 13 — молниеотвод; 14 — канал кабельный.
Рис. 2-79. Конструктивное выполнение закрытой УРП ПО кВ. Вариант с элегазовыми КРУ ПО кВ. а — разрез по КРУЭ; б — разрез по помещениям УРП. 2-60. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К КОМПОНОВКЕ ВНУТРИЦЕХОВЫХ ПОДСТАНЦИИ И РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ ПУНКТОВ Распределительные пункты и внутрице¬ ховые трансформаторные подстанции (ТП) с масляными трансформаторами и аппара¬ тами с количеством масла 60 кг и более мо¬ гут размещаться на первом и втором эта¬ жах во всех помещениях производств, ко¬ торые согласно противопожарным требова¬ ниям отнесены к категориям Г и Д, I или II степени огнестойкости по СНиП ІІ-А.5-70. Размещение РП и внутрицеховых транс¬ форматорных подстанций в помещениях с производствами категории В по СНиП ІІ-М.2-72 могут быть допущены по согласо¬ ванию с местными органами Государствен¬ ного пожарного надзора. Расстояния меж¬ ду расположенными по периметру промыш¬ ленных зданий пристроенными или встро¬ енными подстанциями либо камерами трансформаторов не нормируются. Расстоя¬
ние по горизонтали от дверного проема трансформаторной камеры встроенной или пристроенной подстанции до проема бли¬ жайшего окна или двери другого помеще¬ ния должно быть не менее I м при количе¬ стве масла 60 кг и более в трансформаторе или в аппарате с маслом. Выкатка трансформаторов мощностью более 100 кВ-А нз камер и подстанций в наружные проезды шириной менее 5 м не допускается. Это требование не распрост¬ раняется на выкатку трансформаторов в проходы и проезды внутри производствен¬ ных помещений. Вентиляционная система помещений РП или помещений КТП и камер трансфор¬ маторов должна обеспечивать отвод выде¬ ляемого аппаратом или трансформатором тепла, быть самостоятельной и не связан¬ ной с другими вентиляционными систе¬ мами. Вентиляционные шахты и проемы дол¬ жны быть расположены таким образом, чтобы в случае образования или попадания в них влага не могла стекать на трансфор¬ маторы, шкафы КРУ до 1000 В и выше, щиты, панели и т. п. Внутрицеховые под¬ станции в горячих, пыльных цехах, а так¬ же в цехах с химически активной средой необходимо размещать в специально выде¬ ленных помещениях. На таких подстанциях должна быть предусмотрена принудитель¬ ная вентиляция, а в помещениях распреде¬ лительных щитов следует предусмотреть меры (тамбуры с уплотненными дверями, поддув чистого воздуха и т. д.), предотвра¬ щающие попадание пыли, влаги и химиче¬ ски активных газов. В производственных помещениях рас¬ пределительные пункты напряжением до 1000 В и выше, как правило, должны раз¬ мещаться в отдельных помещениях. Допус¬ кается их размещение в общем помещении подстанций при условии, что РУ напряже¬ нием до 1000 В и выше будут эксплуати¬ роваться электриками данного цеха или производства. Под производственными помещениями с мокрым технологическим- процессом, на¬ пример вентиляционные камеры с калори¬ ферами, отделение мойки, душевые и т. п., не допускается размещать электротехничес¬ кие помещения. Исключения допускаются в случаях, когда можно принять специальные меры по надежной гидроизоляции, пре¬ дотвращающие попадание влаги в электро¬ технические помещения-. Внутрицеховые РП и трансформатор¬ ные подстанции (КТП) с масляными аппа¬ ратами и трансформаторами с количеством масла более 60 кг не допускается разме¬ щать непосредственно под (и над) помеще¬ нием (соответствующим площади подстан¬ ции), в котором продолжительное время (более 1 ч) могут находиться одновремен¬ но 50 чел. и более. Это требование не рас¬ пространяется на всю площадь производст¬ венного помещения (цеха), значительно превышающую площадь, занимаемую КТП или КРУ. При расположении открыто внутрице¬ ховой комплектной подстанции вблизи пу¬ тей внутрицехового транспорта или крано¬ вых путей и других подъемно-транспортных механизмов должны быть приняты меры для защиты КТП от случайных механиче¬ ских повреждений. Открыто установленные КТП следует, как правило, размещать в пределах мертвой зоны этих механизмов. В цехах с интенсивным движением внутри¬ заводского транспорта, а также при насы¬ щенности цеха- оборудованием, материала¬ ми и готовыми изделиями КТП рекоменду¬ ется ограждать. Прокладка в помещениях РП (КРУ) и КТП относящихся к ним трубопроводов отопления допускается при условии при¬ менения цельных сварных труб без флан¬ цев, вентилей и т. п., а вентиляционных сварных коробов — без люков, задвижек, фланцев и других подобных устройств. До¬ пускается также транзитная прокладка трубопроводов или коробов при условии, что каждый трубопровод (короб) заключен в сплошной водонепроницаемый кожух. 2-61. ВНУТРИЦЕХОВЫЕ ТРАНСФОРМАТОРНЫЕ ПОДСТАНЦИИ Трансформаторные подстанции с мас¬ ляными трансформаторами, установленны¬ ми в камерах, выполняются с трансформа¬ торами, как правило, мощностью до 1000 кВ-А. В схемах коммутации ТП на стороне высокого напряжения применяются выклю¬ чатели нагрузки, разъединители и предо¬ хранители, а на стороне низкого напряже¬ ния применяются силовые щиты с односто¬ ронним или двусторонним обслуживанием. Минимальные проходы в щитовых по¬ мещениях приведены в табл. 2-109. Во всех случаях, когда нагрузка внут¬ рицеховой трансформаторной подстанции (или КТП) определяется главным образом электроприемникамн, присоединенными к щитам станции управления (ЩСУ), следу¬ ет, как правило, предусматривать компо¬ новку подстанции непосредственно стыков¬ кой выводов трансформаторов с шинами вводных панелей ЩСУ, избегая установку КТП со шкафами распределительного уст¬ ройства до 1000 В. На рис. 2-80 дана компоновка трансформатора мощностью 2500 кВ-А с непосредственной стыковкой со ЩСУ. Закрытые помещения внутрицеховых КТП и камеры трансформаторных подстан¬ ций с объемом масла в трансформаторе 60 кг и более по пожарной опасности отне¬ сены (приравнены) к производству катего¬ рии В по СНиП ІІ.М-2-72* и должны иметь I или II степень огнестойкости в строитель¬ ной части. Установка масляных трансфор¬ маторов на втором этаже и ниже уровня
Таблица 2-10.9 Проходы обслуживания и расстояния в электропомещениях Проходы и расстояния Размеры, м, не менее Проходы обслуживания с лицевой н задней сторон щита 0,8 (допускается мест- в свету) *: ширина высота Расстояние от наиболее выступающих неограждениых не¬ изолированных токоведущих частей, расположенных по одну сторону прохода на высоте менее 2,2 м4'*, до противополож¬ ной стены или оборудования, не имеющего неограждениых не¬ изолированных токоведущих частей, при напряжении: ниже 660 В 660—1000 В ное сужение строитель¬ ными конструкциями до 0,6 м с задней стороны щита) 1,9 ■ 1,0 (при длине щита до 7 м) 1,2 (при длине щита более 7 м) 1,5 Расстояние между неогражденными неизолированными то- коведущими частями, расположенными по обе стороны прохо¬ да на высоте 2,2 мм** при напряжении: ниже 660 В 660—1000 В 1,5 2,0 * При длине іцнта более 7 м проход должен иметь два выхода, при этом выход из прохода обслуживания с задней стороны щита может быть выполнен как в щитовое, так и в другое поме¬ щение. Двери из щитового помещения должны открываться наружу нли в другое помещение, за исключением дверей, ведущих в помещение устройств с более высоким напряжением. ** Неизолированные токоведущие части, расположенные над проходом на высоте менее 2,2 м, а также находящиеся на расстояниях, меньших приведенных, должны быть ограждены сетками или сплошными покрытиями. Расстояние от неизолированных находящихся под напряжением час¬ тей до ограждений при сетках 100 мм, при сплошных съемных ограждениях 50 мм. Вариант 7 Вариант Z Боковой ирохиВ ЗЧБО ФисаВ Bu 7000 1БОО* ZZB • Бар и ант 0- §1 ЗЧБО 7wTl _ Боковой Широков щсв ФасаВ г .во7000 ZZu 1500* Рис. 2-80. Варианты компоновки КТП с щитами станции управления. * Размеры боковых проходов могут быть сокращены до 800 мм при наличии ограждений токоведу- щнх частей в местах проходов.
пола первого этажа на 1,0 м допускается при условии обеспечения транспортировки трансформаторов и удаления масла при аварии. При необходимости установки вы¬ ше второго этажа или на глубине больше 1,0 м трансформаторы должны быть с не¬ горючим заполнением или сухими. Ворота и двери помещений КТП и ка¬ мер трансформаторов с маслонаполненным трансформатором с количеством масла 60 кг и более должны быть выполнены со степенью огнестойкости не менее 0,6 ч. Во¬ рота в помещении К.ТП должны выпол¬ няться двухстворчатыми, открывающимися наружу на угол около 180° и при ширине створки ворот более 1,5 м снабжаться ка¬ литкой, если они используются для входа и выхода персонала. Габариты ворот необхо¬ димо принимать на 200—250 мм больше, чем размеры трансформатора или другого крупноблочного оборудования. Вместо во¬ рот допускается предусматривать монтаж¬ ные проемы в стенах для выкатки транс¬ форматоров и другого электрооборудова¬ ния. Если над дверью, воротами или вы¬ ходным вентиляционным отверстием трансформаторной камеры или помещения КТП имеется окно, иод ним по всей шири¬ не камеры предусматривается несгораемый козырек с вылетом 0,7 м. Полы камер трансформаторов выполняются с уклоном 2° в сторону маслоприемника, внутренние поверхности которого следует зажелезнить, а металлические колонны и балки в камере трансформатора должны иметь степень ог¬ нестойкости не менее 1,5 ч, если они явля¬ ются несущей конструкцией здания цеха. В камерах трансформаторов разреша¬ ется устанавливать относящиеся к ним ап¬ параты: отделители, короткозамыкатели, разъединители, выключатели нагрузки и т. п. В камерах трансформаторов специ¬ ального назначения (для электропечей, пре¬ образователей и т. п.) могут устанавливать¬ ся также относящиеся к ним аппараты: разделяющие катушки, анодные делители, дроссели, выключатели, разъединители, пе¬ реключатели, а также оборудование систе¬ мы охлаждения независимо от количества масла в них. Допускается установка в од¬ ной общей камере двух масляных транс¬ форматоров мощностью не более 1000 кВ-А каждый, имеющих общее назначение, управ¬ ление и защиту и рассматриваемых как один агрегат. В цехе в ■ отдельном помеще¬ нии (в общей камере) может устанавли¬ ваться до шести сухих трансформаторов (или трансформаторов, имеющих негорючее заполнение не КТП), если это не вызывает усложнения в эксплуатации при проведе¬ нии ремонта. Комплектные трансформаторные под¬ станции внутренней установки выпускаются по виду охлаждения силового трансформа¬ тора следующего исполнения: с масляным охлаждением; заполненным негорючим жид¬ ким диэлектриком; с воздушным охлажде¬ нием — с сухим трансформатором мощно¬ стью трансформаторов до 2500 кВ-А. Кро¬ ме трансформатора в комплект КТП входит вводной шкаф на напряжение 6—10 кВ и распределительные комплектные шкафы, при помощи которых можно собрать раз¬ личные по схеме КРУ напряжением до 1000 В. КТП бывают одно- и двухтрансфор¬ маторными. Они требуют двустороннего обслуживания. Однотрансформаторные КТП имеют левое и правое исполнения. Мощность внутрицеховых КТП с сухи¬ ми трансформаторами или наполненными негорючей жидкостью, количество КТП, ус¬ танавливаемых в цехе или в отдельных за¬ крытых помещениях, расстояние между ними, а также этажность не ограничива¬ ются. Если комплектная трансформаторная подстанция с масляным трансформатором расположена вблизи одной из колонн (бал¬ ки) основного здания (помещения цеха), которая может оказаться в зоне действия повышенной температуры от пожара в трансформаторе и может получить дефор¬ мацию с угрозой потери механической стойкости, к этой колонне или к балке предъявляется локальное (повышенное) требование, т. е. эта конкретная колонна (балка) должна быть рассчитана и выпол¬ нена с пределом огнестойкости не менее 1,5 ч. Для закрытой внутрицеховой КТП с масляными трансформаторами расчет и вы¬ бор конструкции помещения КТП необхо¬ димо выполнять, приравнивая это помеще¬ ние только в строительной части как по¬ мещение с производством категории В. Вентиляция помещения КТП и камер трансформаторов должна обеспечивать от¬ вод выделяемого ими тепла и выполняться таким образом, чтобы разность температур воздуха, выходящего из помещения и вхо¬ дящего в него, не превосходила 15° С при нагрузке, соответствующей номинальной мощности трансформатора. При невозмож¬ ности обеспечить теплообмен естественной вентиляцией необходимо предусмотреть ис¬ кусственную. Вентиляционная система трансформатора не должна быть связана с другими вентиляционными системами. Стенки вентиляционных каналов и шахт должны быть несгораемыми. Вентиляцион¬ ные шахты и проемы должны быть распо¬ ложены или выполнены так, чтобы при об¬ разовании в них влага не могла стекать на трансформаторы и другое электрообо¬ рудование. Компоновки КТП, встраиваемых в про¬ изводственные здания, решаются в каждом случае исходя из конструкции здания, этажа установки, направления трасс внеш¬ них кабелей или шинопроводов напряже¬ нием до 1000 В. На рис. 2-81 даны мини¬ мальные габариты приближения для разме¬ щения КТП 2500 кВ-А с трансформатора¬ ми, заполненными совтолом. Нагрузки на перекрытия и полы от трансформаторов и шкафов КТП принима¬ ются в соответствии с их каталожными данными и должны учитываться в местах их постоянной и временной (до монтажа)
установки, а также в зонах, по которым они будут перемещаться при транспорти¬ ровке. На каждой открыто установленной в цехе КТП могут быть применены масляные трансформаторы с суммарной мощностью до 3200 кВ-А. Расстояние в свету между соседними открыто установленными комплектными Рис. 2-81. Минимальные габариты прибли¬ жения для размещения КТП 2500 кВ- А. а — план двухтраисформаториой подстанции; б — разрез; L* шкафов нижнего напряжения берется по конкретному проекту. трансформаторными подстанциями с масля¬ ными трансформаторами разных КТП дол¬ жно быть не менее 10 м. Открытая установка масляных транс¬ форматоров КТП с суммарной мощностью более 3200 кВ-А, а также меньшие расстоя¬ ния между трансформаторами разных КТП допускаются в каждом отдельном случае по согласованию с местными органами Го¬ сударственного пожарного надзора. Для предотвращения и распространения пожара при авариях маслонаполненных трансфор¬ маторов и уменьшения растекания масла по цеху необходимо предусмотреть масло¬ сборные устройства. Маслоприемники для масляных трансформаторов КТП выполня¬ ются согласно табл. 2-110. Закрытые помещения с ограниченными размерами для обеспечения температурного режима при установке в них КТП венти¬ лируют. При расчете естественной или ис¬ кусственной вентиляции учитывают тепло¬ вые потери трансформаторов мощностью до 2500 кВ-А, составляющие около 2% общей мощности трансформаторов. Комплектные трансформаторные под¬ станции с масляными трансформаторами суммарной мощностью до 3200 кВ-А, уста¬ навливаемые открыто в производственных помещениях с нормальной средой (с произ¬ водством категорий Г и Д), никаких дополнительных противопожарных меропри¬ ятий не требуют по сравнению с соблюде¬ нием требований гл. ІѴ-2 ПУЭ-76. Для аэрируемых цехов с производством катего¬ рии Г или Д допускается удаление дыма через вытяжные вентиляционные шахты или проемы из закрытого помещения КТП непо¬ средственно в цех. В цехах, не имеющих аэрации, удаление дыма при пожаре из по¬ мещений КТП следует предусматривать через специальные шахты (или другими способами) непосредственно наружу. Во всех случаях площадь сечения шахт и лю¬ ков для дымоудаления должна быть не ме¬ нее 0,2% площади помещения КТП. При¬ точные и вытяжные вентиляционные возду¬ ховоды в помещениях КТП рекомендуется оборудовать автоматическими закрывающи¬ мися обратными клапанами (например, ле¬ пестковыми) или заслонками с легкоплав¬ кими замками. Эти клапаны и заслонки должны обеспечивать прекращение доступа воздуха в помещения (зону горения) при Таблица 2-110 Маслосбсфные устройства для масляных трансформаторов КТП Маслоприем- вик над под¬ валом и на 2-м этаже При количестве масла СО кг и более в трансформаторе 1-й вариант (20%) 2-й вариант (100%) Бетонированный маслоприемник объемом не менее 20% полного объема масла в трансформаторе КТП с отводом в специальную дренажную систе¬ му или подземный маслосборник. Диаметр маслоотводных труб от масло¬ приемника должен быть не менее 10 см. Труба со стороны маслоприемни¬ ка защищается сеткой Бетонированный маслоприемник (с повышенной гидроизоляцией) на пол¬ ный объем масла в трансформаторе КТП, без его отвода. Перекрывается металлической решеткой со слоем промытого гравия или щебня толщиной не менее 250 мм; уровень масла должен быть на 50 мм ниже решетки. Площадь маслосборника должна быть не менее площади основания транс¬ форматора. Дно маслоприемника должно иметь уклон 2% в сторону спе¬ циального приямка размером 200X200X200 мм для удаления масла пере¬ носным насосным агрегатом
возникновении пожара и иметь ручной при¬ вод, позволяющий при необходимости их открыть и закрыть вручную. Рукоятка руч¬ ного привода должна устанавливаться сна¬ ружи помещения КТП в безопасном в по¬ жарном отношении месте. При наличии загрязнений среды воздух забирается извне или очищается фильтрами. 2-62. ВНУТРИЦЕХОВЫЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ПУНКТЫ Выходы из РГІ выполняются наружу или в другое помещение с несгораемыми стенами и перекрытиями, не содержащее пожаро- и взрывоопасных материалов, ап¬ паратов и производств,, а также в другие отсеки РП, отделенные от данного дверью, с пределом огнестойкости не менее 0,6 ч. Часть РП, находящаяся в ведении энерго¬ снабжающей организации, отделяется пере¬ городкой или металлической сеткой с дверью, запираемой на замок; такая ком¬ поновка дана на рис. 2-82. Выключатели, устанавливаемые иа вну- мещениях ширина прохода по фасаду должна определяться, исходя из следующих условий: для однорядного исполнения — длина тележкн КРУ плюс не менее 0,6 м; для двухрядного исполнения — длина те¬ лежки КРУ плюс не менее 0,8 м. Однако во всех случаях ширина прохода должна быть не менее значений, приведенных в табл. 2-111. При этом сужение прохода на¬ против выкатываемых тележек не допуска¬ ется. При наличии прохода с задней сторо¬ ны КРУ (двустороннее обслуживание для их осмотра) ширина его должна быть не менее 0,8 м; допускаются отдельные мест¬ ные сужения не более чем на 200 мм. Высота помещения должна быть не ме¬ нее высоты КРУ, считая от выступающих частей шкафов плюс 0,8 м до потолка и 0,3 м до балок. Это требование не распро¬ страняется на короба шинных перемычек, связывающих шкафы КРУ и на вводные питающие закрытые токопроводы. Допус¬ кается меньшая высота помещения КРУ, если при этом обеспечиваются удобство и безопасность. Рис. 2-82. План расположения оборудования РП 10 кВ при двухрядном расположении камер КСО при разделении распределительного пункта на части абонента и энерго¬ системы. 1 — камера типа КСО-272; 2 — мост шинный длиной 3000 мм; 3 — шкаф оперативного тока типа ШУОТ; 4 — блок питания типа БПРУ; 5 — щиток защиты; 6 — ограждение сетчатое с дверью. трицеховых РП, должны быть безмасляны¬ ми или малообъемными. В основных и вспомогательных поме¬ щениях РП могут устанавливаться в коп- лектное РУ открыто или в отдельных поме¬ щениях. При открытой установке РУ на¬ пряжением до 1000 В и выше должно быть применено комплектное электрооборудова¬ ние в исполнении не менее IP. Пол внутрицеховой подстанции должен быть не ниже уровня пола цеха: пол в по¬ мещении КРУ с выкатными тележками должен быть рассчитан на их частое пе¬ ремещение без повреждения его поверхно¬ сти. Ширина прохода для управления и ре¬ монта КРУ выкатного типа должна обес¬ печивать удобство обслуживания, пере¬ мещения и разворота оборудования. При установке КРУ в отдельных по- Выходы из помещения РП могут быть выполнены как наружу, так н в другое про¬ изводственное помещение с производством категории Г и Д, а также в другие отсеки РП, отделенные от данного дверью с огне¬ стойкостью не менее 0,6 ч. При расположе- ни РП на втором этаже выходы могут быть выполнены на лестничную клетку, а второй (дополнительный) выход можно предусмот¬ реть также на специальный балкон с на¬ ружной пожарной лестницей. Количество выходов из помещений РП зависит от дли¬ ны фасада КРУ- При длине фасада КРУ до 7 м допускается иметь одни выход. При длине более 7 м должно быть предусмот¬ рено два выхода, как правило, по торцам. При двухрядном расположении шкафов КРУ за длину принимается максимальная длина одного ряда. Под длиной РУ подра-
Таблица 2-111 Продолжение Наименьшие допустимые размеры ширины коридоров и проходов в закрытых распределительных пунктах напряжением до 10 кВ Коридоры и проходы Ширина при р а спо ложении оборудова¬ ния, м одноряд-. ном двухряд¬ ном Проходы в помещениях РП (некомплектных) напря¬ жением выше 1000 В: 2,0 управления I, 5 J, 0* обслуживания Проходы в помещениях с КРУ напряжением 6—10 кВ стационарного и выкатного типа: 1,2* управления при двух¬ рядном расположении шкафов КРУ с фасада¬ ми обоих рядов, обра¬ щенными внутрь про¬ хода 1,9 2,0 управления при одно¬ рядном расположении шкафов КРУ обслуживания с задней стороны шкафов КРУ 0,8’' 0,8* Коридоры и проходы Проходы в помещениях сборных камер односторон¬ него обслуживания серии КСО: при отсутствии ком¬ плектных шинных мо¬ стов при наличии комплект¬ ных шинных мостов на камерах серий КСО с учетом длины моста Проход снаружи подстан¬ ции вдоль ее стен, имеющих двери или вентиляционные отверстия при отсутствии надобности в транспорти¬ ровке оборудования в этом проходе Ширина при расположении оборудова¬ ния, м 1,5 2,0 2,0 1,0 * Допускается местное сужение прохода вы¬ ступающими строительными конструкциями не более чем на 0,2 м. Рис. 2-83. Вариант компоновки распределительного пункта 10 кВ в отдельном помеще¬ нии между колоннами в цеху. 1 — шкаф КРУ размером 900 мм; 2 — шкаф КРУ размером 1350 мм; 3 — токопр.овод мёжду шка¬ фами заводского изготовления; 4 — токопровод между секциями КРУ.
зумевается длина фронта шкафов или яче- ек, связанных между собой шинами или ка¬ белями, а не длина самого помещения РП, в котором они располагаются. При установке КРУ в производствен¬ ных помещениях открыто ширина свободно¬ го прохода должна быть не менее 1 м и обеспечивать возможность транспортирова¬ ния наиболее крупных элементов КРУ. Шкафы КРУ при компоновке РП, как пра¬ вило, должны быть установлены в много¬ пролетных цехах большой ширины с рас¬ положением их преимущественно у колонн, чтобы не занимать полезной площади цеха. При шаге колонн, недостаточном для раз¬ мещения между ними всех шкафов КРУ, допускается также размещение их на пло¬ щади цеха, при котором одна или несколь¬ ко колонн основного здания находится в пределах периметра ограждения (или поме¬ щениях) КРУ. На рис. 2-83 дан пример выполнения компоновки помещения КРУ между колоннами. Камеры серий КСО внутренней уста¬ новки оборудованы одинарной системой сборных шин напряжением 6—10 кВ и рас¬ считаны на установку прислонно с одно¬ сторонним обслуживанием в помещениях с температурой окружающего воздуха от минус 5 до плюс 35° С и относительной влажностью воздуха до 80%. При двухряд¬ ном расположении камер шинные мосты с разъединителями можно располагать толь¬ ко с края распределительного устройства. Для установки приводов разъединителей, расположенных на шинном мосту, преду¬ смотрена фасадная вставка. 2-63. ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ ХОЗЯЙСТВО ПОДСТАНЦИЙ И РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ ПУНКТОВ Для снабжения воздухом воздушных выключателей, пневматических приводов к масляным выключателям и разъединителям в распределительных пунктах и на подстан¬ циях должна быть предусмотрена установ¬ ка сжатого воздуха, состоящая из комп¬ рессорной установки и воздухораспредели¬ тельной сети. Выбор количества компрес¬ соров, их производительность определяется расчетом для конкретного проекта. Возду¬ хосборники вместимостью не менее 5 м3 устанавливаются на открытом воздухе око¬ ло отдельного здания или помещения комп¬ рессорной в два ряда, при этом расстояние между воздухосборниками в ряду должно обеспечивать удобство обслуживания и ре¬ монтов. Компоновка компрессорной уста¬ новки на два-три компрессора выполняется согласно типовому проекту. Производительность компрессоров с давлением до 5 МПа должна быть выбра¬ на такой, чтобы обеспечивалась непрерыв¬ ность работы в течение 30 мин с двухчасо¬ вой паузой работы компрессоров, а также восстановление в течение 30 мин давления в воздухосборниках, сниженного при вен- тилировании воздушных выключателей и приводов и утечке всей системы за 2 ч, пока компрессоры не работают. В компрес¬ сорных установках с компрессорами давле¬ нием 23 МПа производительность выбира¬ ется с учетом параметров, но рассчитанных на 1,5 ч. Выход из строя или вывод в ремонт любого элемента установки сжатого возду¬ ха не должен нарушать нормальную работу пневматического хозяйства подстанции. Воздух, поступающий в аппараты, очища¬ ется от механических примесей и должен быть осушен. В помещении компрессорной установки должны быть предусмотрены ре¬ монтная площадка и грузоподъемное уст¬ ройство для производства - монтажных и ремонтных работ. Помещение компрессорной установки должно быть оборудовано электрическим отоплением и вытяжной механической вен¬ тиляцией, рассчитанной на удаление из¬ бытков тепла. В зимнее время должно быть обеспече¬ но поддержание температуры 10° С, а в летнее — не выше 35° С. Компрессорный агрегат должен уста¬ навливаться на фундаментах, не связанных со стенами здания. Пол в помещении комп¬ рессорной установки должен бытъ покрыт метлахской плиткой или другим аналогич¬ ным материалом; стены должны быть ошту¬ катурены и иметь панели, окрашенные мас¬ ляной краской до высоты не менее 1,5 м от отметки пола. Двери помещения компрессорной уста¬ новки должны открываться наружу; замки дверей должны быть самозапирающимися, а двери открываться изнутри без ключа с помощью рукоятки; окна должны откры¬ ваться наружу и быть оборудованы фраму¬ гами. Воздухопроводная распределительная сеть должна, как правило, выполняться кольцевой, разделенной на участки при по¬ мощи запорных вентилей. Питание воздухо¬ проводной сети должно осуществляться двумя магистралями от компрессорной ус¬ тановки. Воздухопроводы и арматура рас¬ пределительной сети должны быть доступ¬ ны для обслуживания. Прокладка воздухо¬ проводов распределительной сети может выполняться открытой по конструкциям и стойкам под оборудование, в кабельных туннелях, каналах и лотках совместно с кабелями, а в закрытых помещениях — также по стенам и потолкам. Воздухопро¬ воды следует прокладывать с уклоном 0,3%, с установкой в нижних точках спуск¬ ных вентилей для продувки сети. Ответ¬ вления к аппаратам следует прокладывать с уклоном 0,3% в направлении главной ма¬ гистрали. ' Для компенсации температурных де¬ формаций в воздухопроводной распредели¬ тельной сети должны быть предусмотрены компенсаторы, выполняемые из труб того же диаметра, что и магистральный возду¬
хопровод. Воздухопроводы компрессорной установки, распределительной сети и ответ¬ вления к шкафам управления должны вы¬ полняться из стальных бесшовных труб; воздухопроводы от шкафов управления к резервуарам воздушных выключателей — из медных труб. Воздухопроводы, расположенные вне помещения компрессорной установки до воздухосборников и в пределах стены, че¬ рез которую они проходят, должны быть покрыты теплоизоляцией. 2-64. МАСЛЯНОЕ ХОЗЯЙСТВО На подстанциях НО кВ и выше с ба¬ ковыми масляными выключателями дол¬ жен сооружаться открытый склад масла из двух стационарных резервуаров изоляци¬ онного масла. Вместимость каждого резер¬ вуара должна быть не менее емкости мас¬ ла трех баков наибольшего выключателя с запасом на доливку не менее 1 % всего количества, залитого в аппараты и транс¬ форматоры подстанции. Склады масла на подстанциях с баковыми масляными вы¬ ключателями могут не сооружаться при хороших транспортных связях между под¬ станциями и централизованным маслохозяй- ством промышленного предприятия, а так¬ же при одном масляном выключателе на подстанции. На подстанциях предприятия (включая ГГШ, ПГВ напряжением ПО—220 кВ) без баковых выключателей не следует преду¬ сматривать сооружение специальных ста¬ ционарных баков для масла и маслоочисти¬ тельных устройств. Доставку чистого сухо¬ го масла на подстанцию и вывозку отрабо¬ танного следует предусматривать в пере¬ движных емкостях, в том числе в мягких оболочках. Стационарные маслопроводы к масля¬ ным выключателям и трансформаторам всех напряжений не должны прокладывать¬ ся. Слив и заполнение маслосодержащего оборудования производится с использовани¬ ем инвентарных маслопроводов и емкостей. Резервуары для хранения масла долж¬ ны быть оборудованы воздухоосушительны¬ ми фильтрами, указателем уровня масла, пробно-спускным краном на сливном па¬ трубке. Северо-западным отделением ин- ' статута «Энергосетьпроект» разработан ти¬ повой проект 704-3-21 «Открытые склады масла с горизонтальными и вертикальными резервуарами для подстанций 35—500 кВ», где даны технологическая и сантехническая части проекта. Расстояния от стенок резервуаров от¬ крытых складов масла до зданий и соору¬ жений на территории подстанций (в том числе до трансформаторной мастерской) должны быть не менее: Для складов общей вместимостью до 100 т масла 12 м Для складов более 100 т масла . . 18 м Расстояния от маслонаполненного обо¬ рудования с количеством масла более 600 кг до зданий с производствами катего¬ рий В, Г, Д на территории предприятий и до вспомогательных сооружений на терри¬ тории подстанций должны быть не менее приведенных в табл. 2-112. Таблица 2-112 Наименьшее допустимое приближение подстанций к зданиям по условиям пожарной безопасности Разрывы Размеры, м, при степени огне¬ стойкости сосед¬ него здания по ■ СНиП П-А. 5-70 Т и II ш IV и V ЗРУ и подстанции Наименьшие разрывы между зданием закры¬ той подстанции и произ¬ водственными зданиями (сооружениями) в зави¬ симости от наличия в стене подстанции, обра¬ щенной к соседнему зда¬ нию дверей из помеще¬ ний с маслонаполненным оборудованием: при наличии дверей 3 9 10 при отсутствии две¬ рей ОРУ и подстанции 3 6 6 Наименьшие разрывы между маслонаполнен¬ ным оборудованием от¬ крытой подстанции до зданий с производства¬ ми категорий В, Г, Д на территории промышлен¬ ного предприятия 16 20 24 Противопожарные расстояния от зда¬ ний трансформаторной мастерской и аппа¬ ратной маслохозяйства, а также от скла¬ дов масла до ограды ОРУ должны быть не менее 6 м. Расстояния от ЗРУ до других производ¬ ственных зданий подстанций должны быть не менее 7 м. Указанный разрыв может не предусматриваться при условии, что сте¬ на ЗРУ, обращенная в сторону другого здания, будет сооружена как противопо¬ жарная. Расстояния от маслонаполненного электрооборудования ОРУ подстанций до зданий ЗРУ, щитов, компрессорных опре¬ деляются только технологическими требо¬ ваниями и ие должны увеличиваться по пожарным условиям. Для определения объ-
ема масляных баков и других емкостей можно принимать (в среднем) ежегодную потребность в изоляпионном масле около 15% общего количества масла, залитого в трансформатеры и аппараты при отсутст¬ вии регенерационной установки, и около 5% при наличии ее. Под открыто установленными трансфор¬ маторами и маслонаполненными реактора¬ ми с количеством масла 1000 кг и более в единице и под баковыми выключателяи на¬ пряжением ПО кВ и выше должны преду¬ сматриваться маслоприемники с отводом масла в подземный бак (маслосборник), расположенный на территории подстанции. Размеры маслоприемника определяются в зависимости от габарита маслонаполнен¬ ного трансформатора или аппарата. Необ¬ ходимо, чтобы в плане размеры маслопри¬ емника превышали размеры маслонапол¬ ненного электрооборудования в каждую сторону не менее, чем приведено в табл. 2-113. Таблица 2-113 Превышение размеров маслоприемника (в плане) над размерами маслонаполненного электрооборудования Количество масла в трансформаторе или аппарате, т Превышение размеров маслоприемника (в каждую сторону) м До 2,0 0,6 Более 2,0 до 10 1,0 Более 10 до 50 1,5 Более 50 2,0 Объем маслоприемника с отводом мас¬ ла под трансформаторами, реакторами дол¬ жен быть рассчитан на 100% объема, со¬ держащегося в них масла, а под баковы¬ ми выключателями напряжением НО кВ и выше — 80%. На подстанциях напряжени¬ ем 220 кВ с трансформаторами мощностью 200 МВ-А и выше должны быть предусмот¬ рены стационарные автоматические уста¬ новки для пожаротушения, ' объем масло¬ приемника должен быть рассчитан на 100% содержащегося в них масла. Маслоотводы должны выполняться в соответствии с § ІѴ-2-70 ПУЭ. Устройство маслоприемников и масло- отводов должно исключать возможность перетока масла (воды) из одного масло¬ приемника в другой, растекание масла по кабельным каналам и подземным соору¬ жениям, распространение пожара, засоре¬ ние маслостока и забивку его снегом, льдом и т. п. Маслоприемники с отводом масла в маслосборники выполняются в ви¬ де бортовых ограждений маслонаполненно¬ го оборудования. Высота бортовых ограж¬ дений маслоприемника должна быть не ме¬ нее 0,25 м и не более 0,5 м над уровнем окружающей планировки. Дно маслоприем¬ ника может выполняться на уровне окру¬ жающей планировки или ниже уровня. При применении ОРУ системы маслоприемни¬ ков с отводом масла должны быть преду¬ смотрены маслосборники, рассчитанные на полный объем масла, содержащегося в наиболее крупной единице оборудования с масляным заполнением. Маслостоки между маслоприемниками и маслосборниками должны выполняться в виде подземных трубопроводов. Должен быть исключен переток масла по маслоот- водам из одного маслоприемника в другой, а также растекание его по различным под¬ земным сооружениям. Для маслоотводов (безнапорных) могут применяться керами¬ ческие, бетонные и безнапорные железобе¬ тонные и асбоцементные трубы. При проектировании маслоотводных труб надо учитывать следующее: горящее масло при аварийном выбросе его из бака трансформатора (при • пожаре) гасится в гравийной засыпке маслоприемника и по¬ ступает в маслоотводные трубы, имея рас¬ четную температуру 50° С; трансформаторное масло должно соот¬ ветствовать требованиям ГОСТ, где вяз¬ кость кинематическая составляет не более 9,6 сСт при температуре 50° С; концы маслоотводных труб должны быть защищены сеткой или решеткой, пре¬ дохраняющими эти трубы от засорения гравием; трубы для отвода масла необходимо рассчитывать на удаление масла (количе¬ ство зависит от мощности трансформатора) из маслоприемника одного трансформатора в течение не более 20 мин. Разработчики проекта электрической части должны выдавать техническое зада¬ ние на объем баков, количество масла в трансформаторах, план с размещением ба¬ ков с направлением маслоотводных труб и т. п. Для определения объема и типа масло¬ сборника необходимо пользоваться типо¬ вым проектом, разработанным Южным от¬ делом института «Энергосетьпроект» Мин¬ энерго СССР. Маслосборники нз сборных железобетонных конструкций разработаны двух типов: круглые на объем масла до 19 м3 и прямоугольные на-объем до 125 м3 (табл. 2-114). Таблица 2-114 Объем и типы .маслоуловителя Тип маслоуловителя Объем, м* Круглые 9 19 Прямоугольные 38 80 125
Допускается размещение маслосборни¬ ка вне ограды подстанции (преимущест¬ венно для подстанции по упрощенным схе¬ мам) при условии его ограждения и обес¬ печения подъезда автотранспорта. На рис. 2-84 и 2-85 приведены основ¬ ные габариты маслосборников на 9 и 125 м3. Круглые маслосборники объемом 19 м3 вы¬ полняются из спаренных двух круглых маслосборников с объемом по 9 м3, а пря¬ моугольные на 38 и 80 м3 —■ путем измене¬ ния количества стандартных плит. Для открыто установленных трансфор¬ маторов мощностью до 10 000 кВ-А допус¬ кается выполнение, маслоприемников без отвода масла. При этом маслоприемники должны выполняться заглубленными, рас¬ считанными на полный объем масла, со- Рнс. 2-84 Подземный маслосборник круглый. а — план покрытия; б — разрез А—А; в — разрез Б—Б. Рис. 2-85. Подземный маслосборник прямо¬ угольный, а и б — разрезы. держащегося в установленном над ними оборудованием, и закрываться металличе¬ ской решеткой и насыпанным на нее слоем чистого промытого гравия или непористого щебня с частицами 30—-70 мм. Удаление масла и воды из заглубленного маслопри- емника должно предусматриваться перенос¬ ным агрегатом. При выполнении маслоприемника без отвода масла рекомендуется выполнение простейшего устройства для проверки от¬ сутствия воды (масла) в маслоприемнике. Для внутрицеховых масляных транс¬ форматоров с суммарной мощностью до 3200 кВ-А, установленных в зданиях I или II степени огнестойкости с производства¬ ми категорий Г и Д, следует предусматри¬ вать маслоприемники, как правило, без отвода масла, с металлической решеткой и насыпанным на нее слоем чистого гравия или щебня толщиной не менее 250 мм. Объ¬ ем маслоприемника под решеткой должен быть рассчитан на полный объем масла трансформатора. Между открыто установленным транс¬ форматором с единичной мощностью 63 МВ-А и более на напряжение ПО кВ и выше и трансформаторами любой мощности должны быть установлены разделительные перегородки, если расстояние в свету меж¬ ду трансформаторами менее 15 м. Раздели¬ тельные перегородки должны иметь предел огнестойкости не менее 1,5 ч, ширину не
менее ширины маслоприемника и высоту не ниже высоты вводов высшего напряжения. При этом перегородки должны устанавли¬ ваться за пределами маслоприемника. Рас¬ стояние в свету между трансформатором и огнестойкой перегородкой должно быть не менее 1,5 м. 2-65. ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА И ДОРОГИ ПОДСТАНЦИЙ Компоновка и конструкции ОРУ , на¬ пряжением до 220 кВ должны обеспечивать применение автокранов, телескопических вышек, инвентарных устройств и других средств для механизации ремонтных и эк¬ сплуатационных работ, подъезд передвиж¬ ных лабораторий к силовым трансформато¬ рам, выключателям, трансформаторам то¬ ка, напряжения и разрядникам. Кроме то¬ го, должен быть обеспечен свободный про¬ езд пожарных автомашин. В ЗРУ 35—220 кВ и в закрытых каме¬ рах трансформаторов должны предусма¬ триваться стационарные грузоподъемные устройства или возможность применения грузоподъемных устройств для механи¬ зации ремонтных и эксплуатационных работ. Планово-предупредительный ремонт трансформаторов напряжением до 220 кВ должен осуществляться, как правило, на месте их установки с помощью автокранов. При этом рядом с трансформатором следует предусмотреть площадку, рассчитанную на размещение деталей, снятых с ремонтируе¬ мого трансформатора, такелажной оснастки и оборудования, необходимого для ремонт¬ ных работ с соблюдением габаритов при¬ ближения: от крана до оборудования — 1 м; между оборудованием — 0,7 м. На крупных заводах и комбинатах (ме¬ таллургических, химических и т. п.), на ко¬ торых нет централизованного трансформа- торно-масляного хозяйства, но на подстан¬ циях (ГПП, ПГВ) установлены крупные трансформаторы, можно при необходимо¬ сти предусматривать инвентарные грузо¬ подъемные устройства. При наличии инвентарного грузоподъ¬ емного устройства, если поднимаемая при осмотрах масса выемной части трансфор¬ матора более 25 т, между ним и фундамен¬ тами трансформаторов предусматриваются железнодорожные пути. Вдоль путей пере¬ катки, а также у фундаментов трансформа¬ торов должны быть предусмотрены анке¬ ры, позволяющие закреплять за них лебед¬ ки, направляющие блоки, полиспасты, ис¬ пользуемые при перекатке трансформаторов в обоих направлениях на собственных кат¬ ках. В местах изменения направления дви¬ жения должны быть предусмотрены места для установки домкратов. Для доставки трансформаторов и прочего оборудования на подстанцию предусматривается подъезд¬ ная автомобильная дорога в одну полосу движения, рассчитываемая на провоз уста¬ навливаемых трансформаторов. На территории ОРУ вдоль выключате¬ лей также рекомендуется предусматривать автомобильную дорогу, связанную с подъ¬ ездной дорогой подстанции. При недостат¬ ке места для площадки подстанции это тре¬ бование не обязательно. Для обслуживаю¬ щего персонала подстанции на территории ОРУ и на подходах к зданию закрытой ча¬ сти подстанции предусматриваются ходо¬ вые дорожки шириной не менее 0,8 м с улучшенным покрытием. С этой целью мо¬ гут быть использованы также перекрытия кабельных каналов. Ширина проезжей части внутриплоща- дочных дорог должна быть не менее 3,5 м. При определении габаритов проездов дол¬ жны быть учтены размеры применяемых приспособлений, механизмов и автотрайле¬ ров с обеспечением возможности их подъ¬ езда. Подъездные железнодорожные пути до¬ пускаются только к подстанциям ПО кВ и выше при наличии близкорасположенных внутризаводских железнодорожных путей. Вводы железнодорожных путей в ОРУ, как правило, должны быть тупиковыми. Ж. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ АГРЕГАТЫ И ПОДСТАНЦИИ. ТЯГОВЫЕ ПОДСТАНЦИИ 2-66. ВВЕДЕНИЕ Рассматриваются преобразовательные агрегаты, предназначенные для питания: а) электролизных установок цветной металлургии и химической промышленно¬ сти; б) дуговых вакуумных и графитиро- вочных электропечей; в) установок для электрохимической обработки металлов и гальваностегии; г) электрической тяги; д) цеховых сетей постоянного тока, от которых питаются электроприводы, не тре¬ бующие регулирования подводимого к ним напряжения. В качестве преобразователей перемен¬ ного тока в постоянный используются крем¬ ниевые выпрямительные агрегаты. Со времени выпуска 2-го издания Спра¬ вочника появились новые разработки агре¬ гатов: агрегаты совмещенной конструкции на токи 50 и 63 кА для питания графитиро- вочных печей и электролизных установок, параметрические источники тока для пита¬ ния вакуумных электропечей и др. Харак¬ теристика преобразовательных установок, для которых предназначены эти агрегаты, дана в табл. 2-115.
Таблица 2-115 Характеристики преобразовательных установок Назначение Параметры Характеристика режима работы Ток, А Напряжение, В Регулирование выпрямленного напряжения График нагрузки Питание элекролизных производств 12 500—175 000 75, 150, 300, 450,600, 850 Требуется Равномерный не¬ прерывный Питание дуговых ва- 12 500—37500 75 » Равномерный куумных печей Питание графитиро- 25000—200000 150, 300 » Неравномерный вочных печей Электрохимическая об¬ работка металлов и галь¬ ваностегия 100—25 000 6, 12, 24, 48 » Преимущест¬ венно равномер¬ ный Питание электрифици¬ рованного транспорта 500—3200 275, 600,825, 1650, 3300 Не требуется Преимущест¬ венно неравномер¬ ный Питание цеховых сетей постоянного тока 1000—4000 230 Не требуется Преимуществ вен но равномерный 2-67. ОСНОВНЫЕ СООТНОШЕНИЯ И РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ СХЕМ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ 1. СХЕМЫ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ Для преобразовательных агрегатов применяются: трехфазная нулевая схема, шестифазиая нулевая схема с уравнитель¬ ным реактором и трехфазная мостовая схе¬ ма преобразования. Преобразовательные агрегаты малой мощности имеют трехфазную нулевую схе¬ му. При шестифазной нулевой схеме (рис. 2-86, а) первичная обмотка питающе¬ Рис. 2-86. Схемы преобразования. го преобразователь трансформатора соеди¬ няется в звезду или треугольник, а вто¬ ричная — в две обратные звезды, нулевые точки которых соединены через уравни¬ тельный реактор. Средняя точка уравни¬ тельного реактора является отрицательным полюсом выпрямленного тока. При трехфазной мостовой схеме (рис. 2-86, б) первичная и вторичная об¬ мотки преобразовательного трансформато¬ ра могут соединяться в звезду и в треуголь¬ ник. Каждая фаза вторичной обмотки через вентили соединяется с положительным и отрицательным полюсом цепи постоянного тока. Каждый вентиль проводит ток в те¬ чении одной трети периода. При трехфазной нулевой схеме вто¬ ричная обмотка трансформатора соединя¬ ется в звезду с выведенной нулевой точкой или в зигзаг с выведенной нулевой точкой. В первом случае первичная обмотка должна быть соединена в треугольник, во втором — в звезду. Основные соотношения, характеризую¬ щие различные схемы выпрямления, при¬ ведены в табл. 2-116. В настоящее время для полупроводни¬ ковых агрегатов с выпрямленным напряже¬ нием 300 В и выше, как правило, применя¬ ется трехфазная мостовая схема, а при меньших напряжениях — нулевая схема. Для агрегатов большой мощности с целью создания двенадцатифазного режима выпрямления трансформаторы выполняют с одной первичной и двумя или четырьмя вторичными обмотками. Одну половину вто¬ ричных обмоток соединяют в звезду, а вто¬ рую половину — в треугольник.
Таблица 2-116 Характеристики схем выпрямления Название Схема соединения вторичной обмотки трансформатора и выпрямителя и.. и0бр Udx зср 4 !d j ‘d при feT=l Трехфазная с нулевым выводом Трехфазная мо¬ стовая Шестифазная ну¬ левая с уравни¬ тельным реактором Продолжение Название Схемз соединения вторичной обмотки тран сформатора и выпрямителя d Коэффициент So наклона 7~ внешней характери¬ стики А Коэффи¬ циент искаже¬ ний V Трехфазная с нулевым выводом 1,35 Трехфазная мо¬ стовая Шестифазная ну¬ левая с уравни¬ тельным реакто¬ ром I У-, 1,46 1,05 1,26 1,21 1,21 1,48 . 0,87 0,826 0,955
2. ТОКИ И НАПРЯЖЕНИЯ Действующее значение тока /2 вторич¬ ной обмотки трансформатора без учета яв¬ ления коммутации, А, для мостовой схемы ~ ; (2-292) для нулевой схемы І2~ 1/ ’ (2-292а) P V т где Іа — среднее значение выпрямленного тока, А; р — число одновременно работаю, щих фаз; т — число фаз выпрямленич. Действующее значение тока в плече трехфазного выпрямительного моста, А, Ла = . (2-293) ]/ 3 Действующее значение первичного тока трансформатора зависит от схемы пита¬ ния выпрямителя. Численные значения отношения Л/Лі = = k\ при коэффициенте трансформации, равном 1, для различных схем питания при¬ ведены в табл. 2-116. Выпрямленное напряжение холостого хода при отсутствии регулирования опре¬ деляется выражением, В, для нулевых схем выпрямления rising _ ^2. (2-294) 5Т т для мостовых схем 2 2 sin — т Ud,x= Uz, (2-295) зт т где Un — фазное напряжение холостого хо¬ да вторичной обмотки трансформатора, В. Выпрямленное напряжение холостого хода при регулировании напряжения опре¬ деляется выражением: при отсутствии разрывов в токе [/</,cx,x = t7<xC0SK; (2-296) при наличии разрывов в токе . . ( л \ 1—sin а \ т . (2-297) 2 sin — т где а — угол регулирования (угол задерж¬ ки момента естественного вступления в ра¬ боту очередного вентиля).. Напряжение при нагрузке Ud (в пре¬ делах прямолинейной части внешней харак¬ теристики) отличается от напряжения холо¬ стого хода вследствие падения напряжения в вентиле Д/7О и потери напряжения в ре¬ зультате коммутации &UV Uа = UdtX cos а — А(7К — Д(7а. (2-298) Относительные потери напряжения вследствие коммутации AtA* = -7“ = Aid* ** ■ (2-299) U d,n где Дй.н — номинальное выпрямленное на¬ пряжение, В; А — коэффициент наклона внешней характеристики, зависящий от принятой схемы питания (табл. 2-116); Id^hlldK — относительное значение вы¬ прямленного тока;. х„ — значение суммар¬ ного индуктивного сопротивления сети и трансформатора, отнесенное к мощности трансформатора выпрямительного агре¬ гата. Особенностью внешней характеристики агрегатов со схемой две обратные звезды с уравнительным реактором является пик на¬ пряжения при малых нагрузках (рис.2-87). Рис. 2-87. Внешние характеристики преоб¬ разовательных агрегатов. 1 — при трехфазной мостовой схеме; 2 — при ше- ствфазной нулевой схеме с уравнительным реак¬ тором. При холостом ходе выпрямительная схема работает как шестифазная Ud,x — = 1,35 U2. При увеличении нагрузки продолжи¬ тельность работы анодов увеличивается и при токе 1% номинального достигает */з периода. Схема начинает работать как двойная трехфазиая Un,*—1,17 U2. Максимальное значение обратного на¬ пряжения выпрямителя для любой схемы питания равно амплитуде наибольшего междуфазного напряжения вторичной об¬ мотки трансформатора. При одинаковом выпрямленном напряжении U^p при мосто¬ вой схеме в 2 раза меньше, чем при нуле¬ вой.
3. НОМИНАЛЬНАЯ И ТИПОВАЯ МОЩНОСТЬ ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ Номинальной мощностью трансформа¬ тора называется потребляемая им кажу¬ щаяся мощность, т. е. мощность первичной обмотки при номинальном выпрямленном токе S = Ѵ~3 If Ui = —1 Id- t (2-300) ku где ki и ku — коэффициенты, зависящие от схемы питания (табл. 2-116). Расход активных материалов и размеры трансформатора характеризуются типовой мощностью, представляющей собой мощ¬ ность эквивалентного ему по размерам нор¬ мального трехфазного трансформатора. Типовая мощность равна полусумме мощностей первичной и вторичной обмоток: S, + S2 g = - ■ - . (2-301) При шестифазной нулевой схеме с урав¬ нительным реактором расчетная мощность вторичных обмоток трансформатора S2=6t/2 Z2 = 6 = 1,48 Pd, *’17 2/з (2-302а) где Pd=UdtJd — условная мощность на стороне постоянного тока. Расчетная мощность первичных обмо¬ ток 51 = 3/1і/іф=3-4--”Х R у 6 X k = 1,045 Pd. (2 -3026) Типовая мощность трансформатора без учета уравнительного реактора 1,48 4-1,045 , ST = - Pd = 1,26 Pd. (2-302В) Типовая мощность трансформатора при трехфазной мостовой схеме выпрямления St = S, = S2 = 3/, Uіф X 3 К 2 Id U d x X ——-g- g.-* = 11045pd. (2 -302r) V~3 -2,34 С увеличением числа фаз выпрямления типовая мощность трансформатора увели¬ чивается, а конструкция усложняется. По¬ этому трансформаторы с числом фаз вто¬ ричной обмотки более шести обычно не изготовляются. Следует отметить, что условная типо¬ вая мощность трансформаторов с регули¬ рованием, которую определяют заводы-из¬ готовители, значительно превышает значе¬ ния, полученные из приведенных выраже¬ ний, так как учитывает наличие переклю¬ чающего устройства (и связанного с этим увеличения мощности первичной обмотки), встроенных трансформаторов тока и других устройств, усложняющих конструкцию трансформатора. 4. КОЭФФИЦИЕНТ МОЩНОСТИ Коэффициент мощности выпрямитель¬ ного агрегата можно определить из выра¬ жения Х = ѵсозф, (2-303) где V — коэффициент искажений (при т— =6 ѵ=0,955, при m=12, ѵ=0,988); созф— коэффициент сдвига фаз. При отсутствии регулирования cos<p определяется выражением cos ф = 1 4- cos То 2 (2-304) где Ѵо — угол коммутации, при а = 0 может быть найден из выражения 1 — cos т0 = 2//^ X* . При регулировании можно считать COS ф~СО8 (2-305) Значение cos ф может быть найдено и без определения угла коммутации по выра¬ жению С08ф = г/йа#, (2-306) где Ud — относительное значение вы¬ прямленного напряжения при регулирова¬ нии и нагрузке. При регулировании Ud,a» = cos а — AId a* х*, (2-307) а при отсутствии регулирования Ud* = 1 — ** - (2-308) 5. КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ Коэффициент полезного действия вы- прямительного агрегата представляет собой отношение мощности, отдаваемой на сторо¬ не выпрямленного тока, к активной мощно¬ сти, забираемой из сети перемени иго тока Udld ті=: . Udld+^P Тр4-Д^> E,y4~A^ в4"Д£’пі4_Д^> С,H (2-309) где ДАр — потери мощности в трансфор¬ маторе агрегата; ДА,у—потери во вспомо¬ гательных устройствах, в частности, дрос¬ селях насыщения; ДА — потери в выпря¬ мителях агрегата; ДАл — потери в ошинов¬ ке агрегата; ДА,п — потери в приемниках собственных нужд агрегата.
6. искажение формы тока И НАПРЯЖЕНИЯ ПРИ РАБОТЕ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ Вследствие несинусоидальности тока вентилей первичный ток выпрямительного агрегата также несинусоидален. Порядок гармонических составляющих в первичном токе п. = Кт ± 1, (2-310) где К — последовательный ряд целых чисел. Схема две обратные звезды с уравни¬ тельным реактором и трехфазная мостовая схема в отношении формы тока ведут себя как шестифазные. Порядок гармонических в кривой вы¬ прямленного напряжения п—Кт см. в табл. 2-117. Таблица 2-117 Гармонические составляющие в первичном токе при неуправляемых выпрямителях, % первой гармонической Порядок гармониче¬ ских /и=6 т=12 xd='° *<г=“ xd=° 1 100 100 100 100 5 20 18,6 — — 7 14,3 11,3 ■— — 11 9,1 8,5 9,1 8,8 13 7,7 6,5 7,7 7,2 Действую¬ щее значе¬ ние первич¬ ного тока 104,5 104 101,5 101 2-68. КРЕМНИЕВЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫЕ АГРЕГАТЫ ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИЗНЫХ УСТАНОВОК Для электролизных установок цветной металлургии и химической промышленности в основном применяются кремниевые вы¬ прямительные агрегаты с номинальными выпрямленными токами 12 500 и 25 000 А и выпрямленными напряжениями 75, 150, 300, 450, 600 и 850 В (табл. 2-118). Значе¬ ния к. п. д. и коэффициента мощности в этой таблице не учитывают потерь в ошиновке агрегата и реактивного сопротивления пи¬ тающей сети. Кроме того, предполагается, что дроссели насыщения, если они приме¬ няются, находятся в насыщенном состоя¬ нии — угол регулирования равен нулю. Каждый агрегат состоит из трансфор¬ матора, одного или двух или четырех вы¬ прямительных блоков и другого комплек¬ тующего оборудования (табл. 2-119). Типы и основные параметры трансфер- 1 о пло маторов для выпрямительных агрегатов указаны в табл. 2-120 и 2-121. При выпрямленных напряжениях 75 и 150 В применяется нулевая схема выпрям¬ ления с соединением вторичных обмоток трансформатора по схеме две обратные звезды с уравнительным реактором. При выпрямленных напряжениях 300, 450, 600 и 850 В применяется трехфазная мостовая схема выпрямления. Выпрямительные блоки при нулевой схеме выполняются на номинальный ток 12 500 А, а при трехфазной мостовой схе¬ ме — 6250 А. Каждое плечо трехфазного выпрями¬ тельного моста на ток 6250 А и каждая фа¬ за выпрямителя на 12 500-А при нулевой схеме имеет 19 или 20 параллельно вклю¬ ченных кремниевых вентилей соответству¬ ющего класса на номинальный ток 200 А. Последовательно с каждым вентилем вклю¬ чен быстродействующий предохранитель. Поскольку количество вентилей вы¬ брано с запасом, специальные устройства, способствующие равномерному распределе¬ нию тока по параллельным ветвям, не при¬ меняются. Допускается неравномерность распределения тока по параллельным вет¬ вям до 30% среднего значения. Каждый выпрямительный блок получа¬ ет питание от отдельной группы вторичных обмоток трансформатора (рис. 2-88). Блоки выполняются с воздушным при¬ нудительным охлаждением (тип БВКДЗ) и с водяным (тип БВКВ4). Воздушное Рис. 2-88. Схемы выпрямительных агрега¬ тов на 25 кА. а—при трехфазной мостовой схеме; б — при ше¬ стифазной нулевой схеме. 6)
Таблица 2-118 Технические данные кремниевых выпрямительных агрегатов для электролизных установок Тип Напряже¬ ние питаю¬ щей сети, кВ Номиналь¬ ный ВЫ' прямлен¬ ный ток, А Номиналь¬ ное вы¬ прямлен¬ ное напря¬ жение, В К.п.д., % Коэффи¬ циент мощности Расход техничес¬ кой воды, ьг’/ч Расход воздуха, м‘/ч ВАКВ2-12500/75 6, 10 12 500 75 94,5 0,92 4,5 — ВАКВ2-12500/150 6, 10 12 500 150 95,2 0,92 4,5 —— ВАКД-12500/300 6, 10, 35 12 500 300 97,0 0,93 ■— 8000 ВАКВ2-12500/300 6, 10, 35 12 500 300 97,0 0,93 8,5 — ВАКД-12500/450 6, 10, 35 12 500 450 97,2 0,93 — 8000 ВАКВ2-12500/450 6, 10, 35 12 500 450 97,2 0,93 8,5 —• ВАКД-12500/600 6, 10 12 500 600 97,7 0,95 — 8000 ВАКВ2-12500/600 6, 10 12 500 600 97,7 0,95 8,5 —— ВАКД-12500/850 6, 10, 35 12 500 850 98,2 0,95 •— 8000 ВАКВ2-12500/850 6, 10, 35 12 500 850 98,2 0,95 8,5 — ВАКВ2-25000/75 6, 10 25 000 75 94,7 0,92 8,5 — ВАКВ2-25000/150 6, 10 25 000 150 95,5 0,92 8,5 — ВАКД-25000/300 6, 10, 35 25 000 300 97,2 0,93 — 16 000 ВАКВ2-25000/300 6, 10, 35 25 000 300 97,2 0,93 16,5 — ВАКД-25000/450 6, 10, 35 25 000 450 97,5 0,93 — 16 000 ВАКВ2-25000/450 6, 10, 35 25 000 450 97,5 0,93 16,5 — ВАКД-25000/600 10, 35 25 000 600 98,0 0,95 -—- 16 000 ВАКВ2-25000/600 10, 35 25 000 600 98,0 0,95 16,5 — ВАКД-25000/850 10, 35 25 000 850 98,5 0,95 — 16 000 ВАКВ2-25000/850 10, 35 25 000 850 98,5 0,95 16,5 —- Таблица '2-119 Комплектация кремниевых выпрямительных агрегатов на токи 12,5 и 25 кА - СіОСІЛ ОГоО LO іо йэ оілсю ОМО Ïç о© Ю ю Со о о s~s~ 8888 8888 Комплектующее оборудование С4 04 04 С4 СМ С4 СЧ Q4 О) СЧ 01JJ ю ю 1Q ОІ 04 04 «« 04 0404 01 «03«« QI CM «« • С4 04 04 CQfflCQCQ ЕІЕрЗЧ << <<<< «<< << <<<< CQCÛ шсососа £QQ3«£Q «« ««com «««« Трансформатор силовой 1 1 1 1 1 1 (см. табл. 2-120 и 2-121) Трансформатор тока -— 4 4 — 8 8 ТНШЛ-0.66УЗ-5000/5 Дроссель уравнивающий — 6 6 —- 12 12 Дроссель насыщения 1 2 2 2 ■ 4 4 (см. табл. 2-127) Блок выпрямительный: БВКВ4У4 1 2 — 2 4 — БВКДЗУ4 — — ■ 2 — — 4 Панель защиты от перена- — 2 2 — 4 4 пряжений Щит управления 1 1 1 1 1 Г Панель стабилизации тока 1 1 1 1 1 1 Трансформатор постоянного 1 — — 2 — — тока И-58М/1 Шунт измерительный 2 2 2 4 4 4 75ШСМ-7500 Вентилятор Ц14-46 № 4 — — 2 ■— — 4 Теплообменник: ТВК-75У4 1 1 — 1 — — ТВК-150У4 — — — ■—■ 1 — Примечания: J. Для агрегатов с выпрямленным напряжением 300 н 450 В применяются уравнивающие дроссели типа ДУ-2, а для агрегатов с выпрямленным напряжением 600 и 850 В дроссели типа ДУ-3. ' 2. Панель защиты от перенапряжения при выпрямленном напряжении 300 н 450 В — типа ПЗП-2У4, при выпрямленном напряжении 600 и 850 В — типа ПЗП-ЗУ4.
Таблица 2-120 Трансформаторы для полупроводниковых агрегатов электролизных установок Назначение, тип Типовая мощность. кВ-А Напряже¬ ние питаю¬ щей сети, кВ Выпрям¬ ленное напряже¬ ние, В Выпрям¬ ленный ток, А Трансформаторы с РПН для питания выпря¬ мителей с трехфазной мостовой схемой: ТДНПВ-10000/10 10 000 6, 10 300 2 X6250 ТДНП-10000/35 10 000 35 300 2X 6250 ТДНП-12500/10 12 500 10 450 2X6250 ТДНП-12500/35 12 500 35 450 2X6250 ТДНП-16000/10 16 000 6, 10 300 4 X6250 ТДНП-16000/35 16 000 35 300 4X6250 ТДНП-25000/10 25 000 6, 10 • 450 4X6250 ТДНП-25000/35 25 000 35 450 4X6250 ТДНП-32000/10 32 000 10 600 4X6250 ТДНП-32000/35 32 000 35 600 4X6250 ТДНП-40000/10 40 000 10 850 4X6250 ТДНП-40000/35 40 000 35 850 4X6250 Трансформаторы с РПН для питания выпря¬ мителей по схеме две обратные звезды с урав¬ нительным реактором: ТМНПУ-4000/10 4000 6, 10 75 12 500 ТМНПУ-8000/10 8000 6, 10 75 2X12 500 ТДНПВ-12500/10 12 500 6, 10 150 150 12 500 2X12 500 Таблица 2-121 Основные параметры трансформаторов наиболее употребительных выпрямительных агрегатов для электролизных установок Параметры ТДНП-40000/10 ТДНП-32000/10 ТДНП-25000/10 ТДНПВ-10000/10—1 ТДНПВ-1250О/Ю ТМНПУ-8000/10 Исполне¬ ние 1 Испол¬ нение 2 Типовая мощность, 40 000 32000 25 000 10 000 12 500 8000 8000 кВ-А Номинальная мощ- 25 000 17 800 13 650 4760 4800 2524 2345 ность сетевой обмотки, кВ-А Номинальное напряже- 10,5 10.5 10; 6 10; 6 10; 6 10; 6 10; 6 ние сетевой обмотки, кВ Номинальный ток сете- 1370 978 785/1305 272/457 275/460 145/243 135/225 вой обмотки, А Номинальное напря- 850 600 405 300 150 75 150 жение преобразователя, В Номинальный выпрям- 25 000 25 000 25 000 12 500 25000 25 000 12 500 ленный ток агрегата, А Номинальное напряже¬ ние вентильной обмотки, В: линейное 706,7 504 387 267 фазное — — — 155 82 153
Продолжение табл. 2-12І Параметры ТДНП-40000/10 ТДНП’32000/10 ТДНП-25000/10 ТДНПВ-19000/10-1 ТДНПВ-12500/10 ТМНПУ-8000/10 Исполне¬ ние I Испол¬ нение 2 Номинальный линей¬ ный ток вентильной об¬ мотки, А Потери X. X., кВт, для стали Э-330 толщиной, мм: 5100X4 5100X4 5100X4 5100X4 3608X2 3608 X2 3608 0,35 53,2 28 21 13,6 12 12 12 0,5 80,4 .— — — — — — Потери к. з., кВт 145 142 130 53 86 72 55 Ток X. X., % 2,1 1,2 1,08 3,3 2,1 3 3 Напряжение к. з. при номинальном вторичном напряжении, % 10,9 10,1 11,1 5,7 9 10 6 Напряжение к. з. од¬ ной группы вентильной обмотки, отнесенное к ее мощности, % 4,3 4,3 4,3 3,19 охлаждение производится с помощью цент¬ робежного вентилятора, устанавливаемого вне блока. Температура воздуха, охлажда¬ ющего вентили, не должна превышать 45° С. Водяное охлаждение кремниевых вен¬ тилей производится дистиллированной во¬ дой, циркулирующей по замкнутому конту¬ ру: выпрямитель — теплообменник — выпря¬ митель. Циркулирующая в агрегате дистил¬ лированная вода охлаждается в теплооб¬ меннике проточной водой, температура ко¬ торой не должна превышать 30° С. Выпрямительные блоки с водяным ох¬ лаждением могут поставляться для присо¬ единения шин снизу или сверху. Блоки с воздушным охлаждением рассчитаны толь¬ ко на нижний подвод шии. Размеры выпря¬ мительных блоков приведены в табл. 2-122. Таблица 2-122 Габариты выпрямительных блоков Тип блока Ширина, мм Глубина, мм Высота, мм БВКДЗ 1600 1000 2110 БВКВ4 1600 800 2000 Трансформаторы выпрямительных аг¬ регатов (табл. 2-120, 2-121) снабжены пе¬ реключающим устройством для регулиро¬ вания напряжения под нагрузкой (РПН). Устройства РНП допускают ручное, дистан¬ ционное и автоматическое управление. У трансформаторов агрегатов с выпрям¬ ленным напряжением 850, 600, 400 и 300 В напряжение вентильной обмотки регулиру¬ ется в трех диапазонах. В первом диапазо¬ не сетевая обмотка соединяется в треуголь¬ ник, во втором — в звезду с параллельным соединением ее частей, в третьем т— в звез¬ ду с последовательным соединением частей. Переход с одного диапазона на другой осу¬ ществляется переключателем диапазонов с помощью ручного привода при отключенном от сети трансформаторе (ПБВ). Агрегаты с выпрямленным напряжени¬ ем 150 и 75 В имеют два диапазона регу¬ лирования. У трансформаторов с мостовой схемой выпрямления в линейных выводах я и с каждой группы вентильных обмоток встрое¬ но по одному трансформатору тока типа ТВ-10/13,5-6000/5 для включения реле за¬ щиты от междуфазных замыканий на сто¬ роне НН трансформатора. Трансформаторы выпрямительных агре¬ гатов пригодны для внутренней и наруж¬ ной установки. Температура окружающего воздуха должна быть не выше У£40° С и не ниже —45° С. Трансформаторы допускают поперечное и продольное передвижение; ко¬ лея 1524X1524 мм, каретки поворотные, кат¬ ки с ребордами. Для плавного регулирования (если тре¬ буется) выпрямленного напряжения агре¬ гаты укомплектовывают дросселями насы¬ щения (табл. 2-123). При наличии дросселей насыщения аг¬ регаты обычно снабжаются устройством для автоматической стабилизации тока.
Таблица 2-123 Дроссели насыщения Тип Значение ре¬ гулирования выпрямлен¬ ного напря¬ жения, В Номиналь¬ ный ток выпрями¬ тельного блока, А Номиналь¬ ный ток силовой обмотки дроссе- ,ля: А Расчетные потери в в дроссе¬ ле, кВт Применение для выпрямительных блоков ДН-6300/20У4 20 6300 3620 4 На 300 В при мостовой схеме ДН-6300/26У4 26 6300 3620 5,2 На 450 В при мостовой схеме ДН-6300/34У4 34 6300 3620 5,7 На 600 В при мостовой схеме ■ ДН-6300/46У4 46 6300 3620 7,6 На 850 В при мостовой схеме ДН-12500/12НУ4 12 12 500 3620 5,0 На 75 и 150 В при нуле¬ вой схеме Дроссель насыщения состоит из шести магнитных сердечников, собранных в еди¬ ную конструкцию. Каждый сердечник име¬ ет силовую обмотку, которая при мостовой схеме включается в одно из плеч моста, а при нулевой схеме — в одну из анодных це¬ пей. Кроме силовой обмотки каждый сердеч¬ ник имеет четыре обмотки управления на ток не более 10 А каждая. Дроссели насы¬ щения предназначены для работы в поме¬ щении, а также на открытом воздухе, если обеспечена защита от прямого попадания атмосферных осадков и солнечной радиа¬ ции. Температура окружающего воздуха до¬ пустима от —40 до +45° С. Трансформаторы выпрямительных аг¬ регатов с мостовой схемой выпрямления, имеющие две и четыре группы вторичных обмоток, обеспечивают 12-фазный режим выпрямления для каждого агрегата, при ко¬ тором в питающей сети переменного тока отсутствуют высшие гармонические ниже 11 -го порядка. Для обеспечения такого режима при мостовой схеме половина групп вторичных обмоток соединена в треугольник, а вторая половина в звезду. Линейные напряжения вторичных обмо¬ ток, соединенных в звезду и треугольник, не равны. Для обеспечения равномерной за¬ грузки в цепях обмоток, имеющих более вы¬ сокое напряжение, устанавливаются урав¬ нивающие дроссели с обмотками управле¬ ния. Значение регулирования выпрямлен¬ ного напряжения уравнивающих дросселей на прямоугольном участке характеристики должно составлять: для агрегатов с вы¬ прямленным напряжением 300 и 450 В 4,5 В, а для агрегатов с выпрямленным напряже¬ нием 600 и 850 В 8,5 В. Изменение тока управления дросселей производится вручную со щита управления. Кроме упомянутых выше, для электро¬ лизных установок выпускаются кремниевые выпрямительные агрегаты на 50 000 А, 450 и 300 В, а также агрегаты на 63 000 А, 850 В (табл. 2-124), имеющие совмещенную кон¬ струкцию (выпрямительные блоки у иих расположены вблизи трансформатора, в од¬ ной с ним камере). Такая конструкция и большая мощность агрегатов позволяют значительно уменьшить габариты преобра¬ зовательных подстанций и уменьшить время, необходимое для их монтажа. Таблица 2-124 Технические данные кремниевых выпрямительных агрегатов совмещенной конструкции Тип агрегата Тип трансформатора Напряжение пи¬ тающей сети, кВ Номинальный n UTГТГХ ГІ XX Т»nUUU8 ток, А Номинальное вы¬ прямленное на¬ пряжение, В е>- С 1 Коэффициент мощности Расход техни¬ ческой воды, м5/ч ДВ1-50000/300Т-У4 ТЦНП-25000/10У2 10,35 50 000 300 97,0 0,91 80 ДВ1-50000/450Т-У4 ТЦНП-40000/10У2 10,35 50000 450 97,5 80 ДВ1-63000/850Т-У4 ТЦНП-80000/20У2 20 63 000 850 98,5 0,95 80
Выпрямительные блоки (секции) и тран- сформаторы совмещенных выпрямительных агрегатов имеют водяное охлаждение. Теп¬ лообменники для охлаждения выпрямите¬ лей устанавливаются отдельно, а теплооб¬ менники для охлаждения трансформатора крепятся на его бакс. Выпрямительные бло¬ ки кроме водяного охлаждения имеют также воздушное принудительное охлаж¬ дение. Особенностью агрегатов на 50 и 63 кА является также то, что по одну сторону трансформатора расположены секции поло¬ жительных плеч выпрямительных мостов, а по другую сторону — секции отрицательных плеч выпрямительных мостов. Такое конст¬ руктивное решение исключает возможность замыкания между разнополярными шинами выпрямителей. Трансформаторы агрегатов совмещенной конструкции имеют РПН для переключения ступеней напряжения под нагрузкой и ПБВ для переключения диапазонов регулиро¬ вания. У трансформатора агрегата ДВ1-50000/300Т-У4 не только РПН, но и ПБВ снабжен приводом, допускающим ди¬ станционное управление. В комплект агрегатов совмещенной кон¬ струкции входят: силовой трансформатор, четыре преобразовательные секции, четыре шкафа охлаждения, восемь панелей защиты от перенапряжения, два теплообменника типа ТВКШФ-80У4 и шкаф управления. Агрегаты совмещенной конструкции предназначены для установки в закрытом отапливаемом и вентилируемом помещении, температура воздуха в котором не должна быть ниже 1 и выше 40° С. Интёрвал темпе¬ ратур охлаждающей технической воды 1— 30° С. Кремниевые выпрямительные агрегаты электролизных установок допускают 60 %- ную перегрузку в течение 20 с и 100%-ную перегрузку в течение 10 с. При работе в ре¬ жиме автоматической стабилизации тока аг¬ регаты допускают без отключения 85%-ную перегрузку, которая должна снижаться до тока установки ' с помошью переключения регулировочных ступеней трансформатора. Агрегаты выдерживают к. з. на шинах выпрямленного тока длительностью не бо¬ лее 0,25 с при значении установившегося аварийного выпрямленного тока 5 7Н. Питание цепей оперативного перемен¬ ного тока и собственных нужд агрегатов производится от трехфазной сети перемен¬ ного тока напряжением 380 В с нулевым проводом. Питание цепей оперативного по¬ стоянного тока предусмотрено от двух не¬ зависимых источников напряжением 220 В. Агрегаты могут заказываться с автома¬ тической стабилизацией тока и без нее. При автоматической стабилизации в комплект аг¬ регата включаются дроссели насыщения. По требованию заказчика однотипные агрегаты с автоматической стабилизацией, предназначенные для параллельной работы, должны комплектоваться диспетчерским пультом. 2-69. КРЕМНИЕВЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫЕ АГРЕГАТЫ ДЛЯ ЭЛЕКТРОПЕЧЕЙ Для питания дуговых вакуумных элек¬ тропечей и графитировочных печей приме¬ няются кремниевые выпрямительные агре¬ гаты. Применение для питания дуговых ва¬ куумных печей постоянного тока вместо пе¬ ременного позволяет обеспечить более устой¬ чивое горение дуги, высокий коэффициент мощности и равномерную нагрузку на сеть переменного тока при двухэлектродной кон¬ струкции электропечи (табл. 2-125). Вы¬ прямительные блоки, применяемые для аг¬ регатов дуговых вакуумных электропечей, аналогичны выпрямительным блокам агре¬ гатов для электролизных установок. Применение постоянного тока взамен переменного для графитировочных печей по¬ вышает коэффициент мощности установки и ее производительность, а также обеспечи¬ вает равномерную нагрузку на питающую сеть. Выпрямительные агрегаты графити¬ ровочных печей выполняют на выпрямлен¬ ное напряжение до 300 В и ток до 50 000 А и аналогичны применяемым для электролиз¬ ных установок. Для питания вакуумных дуговых пе¬ чей применяются также параметрические источникй тока (ПИТ), главной особенно¬ стью которых является высокая точность стабилизации тока нагрузки при емкостном характере коэффициента мощности и при его значении, равном единице. ПИТ состо¬ ит из трансформатора, трехфазного резо¬ нансного реактора, конденсаторной установ¬ ки, выпрямителя и вспомогательных уст¬ ройств. Каждая фаза сетевой обмотки транс- Таблица 2-125 Характеристика выпрямительных агрегатов для дуговых вакуумных электропечей Выпрямитель Трансформатор Выпрямленное напряжение, В Выпрямленный ток, А Тип Номинальное на¬ пряжение сетевой обмотки, кВ Номинальная мощность сетевой обмотки, кВ-А 75 12 500 ТМНПВ-4000/10П 6, 10 1262 75 2X12 500 ТМНПВ-8000/10П 6, 10 2524 75 ■ 3X12 500 ТДНПВ-12500/10П 6, 10 3788
форматора одним выводом присоединяется к питающей сети, а другим — через индук¬ тивность L и емкость С к двум остальным фазам сети. Индуктивное и емкостное сопротивле¬ ние настраиваются в резонанс: со/. = 1/соС. Выпрямители питаются от вторичных обмоток трансформатора. ПИТ помимо ста¬ билизации тока нагрузки обеспечивает его регулирование в диапазоне 10—100% но¬ минального. Ток ПИТ не зависит от сопро¬ тивления нагрузки и определяется выраже¬ нием Л = Ѵл/х, где (7л — линейное напряжение питающей сети, В; х=соА= 1/соС — реактивное сопро¬ тивление резонансных элементов схемы, Ом. Регулирование вторичного тока /2 осу¬ ществляется ступенчатым переключением витков первичной обмотки трансформатора Максимальному числу витков сетевой обмотки соответствует наибольший вторич¬ ный ток. Напряжение вентильной обмотки (72 = Ян/2, где 7?и — сопротивление нагрузки, Ом. Разработаны ПИТ па номинальные вы¬ прямленные токи 12,5; 25; 37,5 и 50 кА но¬ минальное напряжение 75 В, а также ПИТ на токи 25 и 50 кА и напряжение 115 В. 2-70. КРЕМНИЕВЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫЕ АГРЕГАТЫ ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ И ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ УСТАНОВОК В установках для электрохимической обработки металлов (обезжиривание, трав¬ ление, электрополировка, размерная обра¬ ботками нанесения различных гальваничес¬ ких покрытий (лужение, цинкование, мед¬ нение, никелирование, хромирование и пр.) применяют кремниевые преобразователь¬ ные агрегаты с номинальными выпрямлен¬ ными напряжениями 6, 12, 18, 24 и 48 В. Для таких установок требуется регулиро¬ вание выпрямленного тока в широких пре¬ делах, что обеспечивается соответствую¬ щим регулированием выпрямленного напря¬ жения. В некоторых случаях требуется пе¬ риодическое изменение значения и направ¬ ления тока, протекающего через ванну. Основные технические данные агрега¬ тов приведены в табл. 2-126. Агрегаты выполнены на тиристорах и могут работать в режиме автоматического и ручного регулирования выпрямленного напряжения и тока. Агрегаты типа ВАК — нереверсивные, типа ВАКР — реверсивные. В состав агре¬ гата входит трансформатор, блок тиристо¬ ров и устройства управления, защиты и ав¬ томатики, включающие в себя следующие системы: система управления тиристорами прямого направления (СУТ) и обратного направления (СУТ') — для агрегатов ВАКР, обеспечивающая формирование импульсов ^ЗВГ^ВВВ Рис. 2-89. Принципиальные схемы агрегатов. а — типа ВАКР; б— типа ВАК.
Таблица 2-126 Кремниевые выпрямительные агрегаты со схемой соединения сетевой обмотки трансформатора Д/У для электрохимической обработки металлов и гальваностегии Тип Напряжение сети, В Диапазон установок стаби лизир ов энного выпр ям л енного Потребляе¬ мая мощ¬ ность, кВ-А К.П.Д., % Sg си О о Охлаждение выпрямителя Расход воды, м’/ч •f •£ G з-с 3 о S напря¬ жения, В тока, А ВАК-Ю0-12У4 ВАКР-Ю0-12У4 380 12—6 6—3 100—10 1,8 1,0 78 72 0,83 0,81 Воздушное — ВАК-100-24У4 380 24—12 12—3 100—10 3,8 2,0 84 80 0,83 0,82 Воздушное — ВАКР-320-18У4 380 18—9 9—2 320—32 8,9 4,9 79 72 0,83 0,82 Воздушное ВАКР-630-12У4 380 12—6 6—2 630—63 13,1 7,6 82 73 0,84 0,84 Воздушное — ВАК-630-24У4 ВАКР-630-24У4 380 24—12 12—3 630—63 19,8 11,2 88 85 0,91 0,91 Водяное 0,2 ВАК-630-48У4 380 см со 1 ! 00 <м 630—63 38,4 19,6 89 85 0,91 Водяное 0,2 ВАК-1600-12У4. ВАКР-1600-12У4 380 12—6 6—3 1600—160 26 14,5 82 70 0 0 ,92 ,87 Водяное 0,48 ВАК-1600-24У4 ВАКР-1600-24У4 380 24—12 12—3 1600—160 53,5 30 87 82 0,91 0,90 Водяное 0,48 ВАК-1600-48У4 380 48—24 24—3 1600—160 102 66 89 83 0,91 0,91 Водяное 0,48 ВАК-3200-12У 4 ВАКР-3200-12У4 380 12—6 6—3 3200—320 52 38 83 71 0,92 0,87 Водяное 0,96 ВАК-3200-24У4 ВАКР-3200-24У4 380 24—12 12—3 3200—320 102 55 89 84 0,9 0,9 Водяное 0,6 ВАК-6300-12У4 ВАКР-6300-12У4 380 12—6 6—3 6300—630 106,3 54 84 71 0,87 0,87 Водяное 0,9 ВАК-6300-24У4 380 24—12 6—3 6300—630 234 135 88 78 0,89 0,86 Водяное 0,9 ВАК-12500-12У4 380 12—6 6—2 12 500—1250 230 117 81 66 0,885 0,88 Водяное 1,8 ВАК-12500-24У4 6000 10 000 24—12 12—6 12 500—1250 230 117 88 76 0 0 ,87 ,87 Водякое 3,5 ВАК-25000-24У4 6000 10 000 24—12 12—6 25 000—2500 840 410 88 80 0,9 0,9 Водяное 7,7 В АКР-25000-48У 4 6000 10 000 48—24 24—12 25000—2500 1400 800 90 86 0,9 0,9 Водяное 15,4 управления и их регулирование по фазе, система защиты и сигнализации (СЗС), предназначенная для защиты агрегата от к, з., перегрузок и перегрева тиристоров, сис¬ тема автоматического регулирования (САР), предназначенная для автоматической ста¬ билизации и регулирования выпрямленного тока и напряжения, система питания цепей управления (СП), система реверса — для агрегатов ВАКР, состоящая из двух пере- счетных схем на логических элементах, за¬ дающих длительность прямого и обратного тока. Принципиальные схемы ВАК и ВАКР, питающихся от сети 6 или 10 кВ, представ¬ лены иа рис. 2-89. 2-71. СХЕМЫ, РАСПОЛОЖЕНИЕ И КОНСТРУКТИВНОЕ ИСПОЛНЕНИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ПОДСТАНЦИИ 1. СХЕМЫ ПОДСТАНЦИЙ В составе преобразовательной подстан¬ ции имеются: РУ переменного тока, преоб¬
разовательные агрегаты .и РУ выпрямлен¬ ного тока. От РУ переменного тока помимо агрегатов и трансформаторов собственных нужд преобразовательной подстанции неред¬ ко питаются и другие потребители электро¬ энергии промышленного предприятия. Преобразовательные подстанции, питаю¬ щие электролизные установки по производ¬ ству алюминия, магния и хлора, характе¬ ризуются значительным количеством парал¬ лельно работающих выпрямительных агре¬ гатов и большой мощностью. Для других производств, имеющих электролизеры на меньший ток, характерна работа одиночных агрегатов на каждую электролизную серию. Для дуговых вакуумных печей применяет¬ ся одиночная работа выпрямительного агре¬ гата на печь, а для графитировочных пе¬ чей— параллельная работа нескольких аг¬ регатов на одну печь. При небольшом количестве (два—четы¬ ре) агрегатов РУ переменного тока подстан¬ ции обычно имеют одиночную секциониро¬ ванную систему шин (рис. 2-90). При большом числе преобразовательных агрегатов и наличии потребителей 1-й кате¬ Рис. 2-90. Схемы питания преобразователь¬ ных подстанций средней и малой мощности. гории предпочтение отдают РУ с двойной системой шин (рис. 2-91 и 2-92). Применение одиночной секционирован¬ ной системы шин возможно при любом ко¬ личестве агрегатов, но при этом количество агрегатов, присоединяемых к одной секции, для установок 1-й категории не должно превышать количества резервных агрегатов подстанции. В противном случае при выхо¬ де из строя одной секции нормальное элек¬ троснабжение потребителей сохранить не удается. Обычно количество резервных агрега¬ тов на подстанции не превышает одного, максимум двух, поэтому при большом числе агрегатов потребуется значительное коли¬ чество секций и мощных секционных выклю¬ чателей. ■ Существенным фактором в пользу двой¬ ной системы шин могут оказаться требо¬ вания пускового режима. Для большинства электролизных установок в пусковом режи¬ ме требуется регулирование выпрямленно¬ го напряжения в значительных пределах. Если выпрямительные агрегаты не могут обеспечить необходимого диапазона, то для дополнительного снижения напряжения вре¬ менно (на пусковой период) устанавливают понижающий автотрансформатор. При двух системах сборных шин на одну из них через автотрансформатор пода¬ ется пониженное напряжение, необходимое для преобразовательных агрегатов, а на другой системе поддерживается нормаль¬ ное напряжение, необходимое для других потребителей электроэнергии. Преобразовательные подстанции боль¬ шой мощности, например алюминиевых за¬ водов, обычно получают питание от пони¬ жающих трансформаторов 220/10 кВ мощ¬ ностью в единице 180—200 МВ-А, имеющих на стороне 10 кВ расщепленные обмотки. Для уменьшения токов к. з. на шинах 10 кВ Рис. 2-91. Схемы питания преобразовательных подстанций большой мощности от сети 110—220 кВ.
Агрегаты Агрегаты Агрегаты Агрегаты подстанции №1 подстанции №2 подстанции, /fi? подстанции /А1) Рис. 2-92. Схемы питания нескольких преобразовательных подстанций от сети 110—220 кВ. Агрегаты подстанции/fil Агрегаты подстанции /fi 2 Рис. 2-93. Схема питания нескольких мощных преобразовательных подстанций от сети ПО—220 кВ через понижающие трансформаторы с расщепленными вторичными обмотками. применяют раздельную работу' расщеплен¬ ных обмоток. Чтобы сохранить раздельную работу обмоток и при питании от резервно¬ го трансформатора, приходится усложнять систему трансферных шин, как показано на рис. 2-93. Полная схема главных цепей мощной преобразовательной подстанции приведена на рис. 2-94. На подстанции кроме главного РУ 10 кВ с двойной системой шин имеется вспомога¬ тельное РУ 10 кВ с одиночной секциониро¬ ванной системой шнн, получающее питание от главного РУ 10 кВ через реактированные связи. Вспомогательное РУ 10 кВ выполни ется из комплектных камер КРУ и служит для питания линий небольшой мощности, подключать которые к главному РУ 10 кВ, имеющему большую мощность к. з. и требу¬ ющему применения дорогой коммутацион¬ ной аппаратуры, экономически нецелесооб¬ разно. На подстанции применены агрегаты, обеспечивающие 12-фазный режим выпрям¬ ления, у которых два выпрямителя питаются от вторичных обмоток трансформатора, со¬ единенных в звезду, а два других — от об¬ моток, соединенных в треугольник. Так как мгновенные значения выпрямленного напря¬ жения выпрямителей с разными схемами пи-
110 -220 кВ 110-220 кВ Рис. 2-94. Схема главных цепей преобразовательной подстанции с полупроводниковы¬ ми агрегатами на 25 кА, 850 В. Рис. 2-95. Схемы преобразовательных под¬ станций. танин не одинаковы, между ними возникает уравнительный переменный ток 6-кратной частоты, осложняющий работу выпрямите¬ лей и вызывающий дополнительные потери энергии. Для снижения уравнительных то¬ ков каждый полюс сборных токопроводов расщеплен на две удаленные друг от друга ветви, к каждой из которых присоединены выпрямители с одинаковой схемой питания. При таком решении уравнительный ток за¬ мыкается в контуре, имеющем большую протяженность и реактивность. Если преобразовательная подстанция питает несколько электролизных серий ма¬ лой мощности по схеме агрегат-серия, ре¬ зервирование их от резервного агрегата про¬ изводится по схеме рис. 2-95, а. На преобразовательных подстанциях, питающих графитировочные печп, приме¬ няется параллельная работа нескольких агрегатов на одну печь. Так как печи рабо¬ тают с большими перерывами, определяемы¬ ми технологией производства, установка обычно состоит из нескольких печей, подклю¬ чаемых поочередно к сборным шинам ' вы¬ прямительного тока (рис. 2-95, б). 2. РАСПОЛОЖЕНИЕ И КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ПОДСТАНЦИЙ Преобразовательные подстанции и от¬ дельные преобразовательные агрегаты дол¬ жны быть по возможности максимально приближены к питаемым ими установкам. Наиболее применяемые варианты, располо¬ жения преобразовательных подстанций от¬ носительно обслуживаемых ими электролиз¬ ных корпусов приведены на рис. 2-96.
Вариант, показанный на рис. 2-96, а, применяется при малом числе выпрямитель¬ ных агрегатов, на рис. 2-96, б — при боль¬ шом числе агрегатов; на рис. 2-96, в — при малом и большом числе агрегатов. При пи¬ тании преобразовательной подстанции двух электролизных корпусов применяются ва¬ рианты, приведенные на рис. 2-96, г, д и е. 4 ГПП'1 I -ГТТТТТТ Рис. 2-96. Расположение преобразователь¬ ных подстанций относительно, электролиз¬ ных корпусов. 1 — преобразовательная подстанция; 2 — электро¬ лизный корпус. Размещение по рис. 2-96, г обеспечивает наименьшую длину сборных токопроводов выпрямленного тока и наименьшую пло¬ щадь генплана предприятия. Недостатком такого размещения является ухудшение проветривания пространства между элект¬ ролизными корпусами и в связи с этим большая загазованность их. Размещение по рис. 2-96, д и е, обеспечивая лучшее про¬ ветривание, вызывает удлинение токопрово- дов и увеличение потерь в них. Возрастает несколько и площадь генплана предприятия. Вариант рнс. 2-96, д создает возмож¬ ность естественного освещения большинства помещений, а также лучшие условия для Рис. 2-97. План I и II этажей КПП.
План Л этажа. Рис. 2-98. План I и II этажей КПП. размещения вентиляционных установок. Иногда две преобразовательные под¬ станции, каждая из которых обслуживает серию электролизных ванн, находящуюся в двух электролизных корпусах, размещают в одном здании, как показано на рис. 2-96, ж и з. Удешевление зданий в данном случае получается за счет сокращения периметра стен, использования для обеих подстанций одних и тех же вспомогательных помещений (без увеличения их размера), уменьшения числа лестничных клеток. Снижение эксплу¬ атационных расходов достигается за счет сокращения количества персонала, обслу¬ живающего двухсерийную подстанцию, по сравнению с персоналом, необходимым для двух односерийных подстанций. При резервировании нескольких под¬ станций от одного источника с помощью токопровода предпочтительней варианты размещения по рис. 2-96, д, ж, з, так как при них суммарная длина сборных шин и соединительных токопроводов 10 кВ полу¬ чается наименьшей. Эти же варианты раз¬ мещения являются более удобными в отно¬ шении транспортировки оборудования. На рис. 2-98 и 2-99 представлены план второго этажа и разрез по выпрямленным агрегатам мощной кремниевой выпрями¬ тельной подстанции, пристроенной к торцу электролизного корпуса. На рис. 2-97 й 2-100 показаны план второго этажа и разрез по подстанции, раз¬ мещенной в отрыве от электролизных кор-
Рнс. 2-99. Разрез по КПП. пусов, перпендикулярно их продольным осям. В обоих случаях на третьем этаже размещено главное РУ 10 кВ с двумя сис¬ темами сборных шин, на втором этаже вы¬ прямительные блоки и щиты их управления, а на' первом — РУ выпрямленного тока. Трансформаторы выпрямительных агрегатов установлены на открытом воздухе. Харак¬ терной особенностью обеих компоновок яв¬ ляется применение РУ 10 кВ рассредоточен¬ ного типа. Для такого устройства сборные шины 10 кВ прокладывают вдоль всего зда¬ ния подстанции, а камеры масляных выклю¬ чателей выпрямительных агрегатов распо¬ лагают но осям симметрии ячеек этих агре¬ гатов. Распределительное устройство 10 кВ рассредоточенного типа позволяет осущест¬ вить связь выпрямительных агрегатов с РУ 10 кВ шинами вместо кабелей и тем са¬ мым повысить надежность питания агрега¬ тов при одновременном снижении капиталь¬ ных затрат. При таком РУ легко осуществить питание электроэнергией нескольких под¬ станций от одного резервного источника пу¬ тем выполнения шинных перемычек между сборными шинами 10 кВ соседних под¬ станций. Разрез КПП с агрегатами совмещен¬ ной конструкции приведен на рис. 2-101. На мощных преобразовательных под¬ станциях, питающих электролизные уста¬ новки, номинальный ток которых измеря¬ ется десятками, а иногда и сотнями тысяч ампер, имеются сильные магнитные поля, которые нередко оказывают вредное влия¬ ние на работу реле и измерительных при¬ боров, вызывая недопустимые погрешности. Напряженность магнитного поля, А/м, прямого участка токопровода определяется выражением I Н=-~ 4л7? (sin — sin а2), (2-311) где I — ток в токопроводе, A; R— длина перпендикуляра, опущенного из рассмат¬ риваемой точки на направление прямого участка токопровода, м; ct.j — угол между перпендикуляром и прямой, соединяющей, точку с дальним концом прямого участка токопровода; — угол между перпендику¬ ляром и прямой, соединяющей точку с бли¬ жайшим концом того же участка. Результирующая напряженность в рас¬ сматриваемой точке от нескольких прямых участков токопровода или токопроводов
Рис. 2-100. Разрез по КПП. определяется как геометрическая сумма на¬ пряженностей отдельных участков. Особенно большие напряженности маг¬ нитного поля получаются вблизи сборных токопроводов выпрямленного тока, когда ток в положительном и отрицательном по¬ люсах ■ токопровода протекает в одном, на¬ правлении, например когда полюса выходят нз подстанции с разных сторон. Уменьшить вредное влияние магнитных полей можно следующими средствами: а) выполнить сборные токопроводы вы¬ прямительного тока таким образом, чтобы ток в положительном и. отрицательном по¬ люсах протекал в разных направлениях, а полюса были размещены на небольшом рас¬ стоянии друг от друга. В этом случае ре¬ зультирующее магнитное поле будет ослаб¬ лено и реле и приборы при расположении их на расстоянии 4—5 м от токопровода, как показывает опыт, не будут иметь су¬ щественных погрешностей; б) если сборные токопроводы выпол¬ нить компенсированными невозможно, ре¬ ле и приборы следует вынести из зоны силь¬ ных магнитных полей. Указанные соображе¬ ния следует учитывать при проектировании мощных преобразовательных подстанций. 2-72. КРЕМНИЕВЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫЕ КОМПЛЕКТНЫЕ ПОДСТАНЦИИ ДЛЯ ПИТАНИЯ ЦЕХОВЫХ СЕТЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА Комплектные выпрямительные полу¬ проводниковые подстанции (КВПП) пред¬ назначены для питания цеховых сетей по¬ стоянного тока напряжением 230 В. Они представляют собой комплектное устрой¬ ство, состоящее из силового трансформато¬ ра с кабельным вводом, выпрямитель¬ ного шкафа, шкафа управления, защиты и сигнализации и РУ постоянного тока (рис. 2-102 и 2-103). Комплектные выпрямительные полу¬ проводниковые подстанции изготовляются для внутренней установки в помещениях с нормальной средой.
Рис. 2-101. Разрез по КПП с агрегатами совмещенного типа на 63 кА, 850 В. ЕВ — блок выпрямительный; ШУ — шкаф управления; ТО — теплообменник; ШО — шдаф охлаж¬ дения. От сети:10(Б)кВ АВС Рис. 2-102. Принципиальная схема одно¬ агрегатной квпп. Т — трансформатор; VD — вентили; F — предохра¬ нители; Q — переключатель ввода (для КВПП-4000-230-У4); РУ — распределительное уст¬ ройство 230 В; QF — автоматические выключате¬ ли; R — балластное сопротивление; К — контактор.
Таблица 2-127 Комплектация КВПП Исполне¬ ние Тип Наименование КВПП-2000-230-У4[квПП-4000-230-У4|кВПП-1600-230-Т4 | КВПП-32ОО-230Т4 Трансформатор Шкаф выпрями¬ тельный Станция управле¬ ния, защиты и сигнализации Шкафы РУ 230 В С совтоло- вым запол¬ нением Сухой Левое Правое Левое Правое ТНПУ-ЮОО/ЮУЗ ТНПУ-2000/10УЗ ТНПУ-ЮОО/ІОТЗ ТНПУ-2000/10ТЗ ТСЗПУ-1000/10У4 ШВП-142/11 ШВП-142/12 ПЭХ-8031-72ЕЗ ПЭХ-8ОЗѴ72ВЗ ТСЗПУ-2000/10У4 ШВГЫ52/11 ШВП-152/12 ПЭХ-8031-82БЗ ПЭХ-8031-82ВЗ ШВП-142/11Т ШВП-142/12Т ПЭХ-8031-72БЗТ ПЭХ-8031-72ВЗТ ШВП-152/11Т ШВП-152/12Т ПЭХ-8031-82БЗТ ПЭХ-8031-82ВЗТ Комплектуются в соответствии с табл. 2-129, 2-130, 2-131. Технические данные трансформаторов КВПП Таблица 2-128 Технические данные ТНПУ- ЮОО/ІОУЗ ТНПУ- ЮОО/ІОТЗ ТСВПУ- 1000/10У4 ТИПУ-. 2000/10УЗ ТНПУ- 2000/10ТЗ ТСЗПУ- 2000/10У4 Исполнения .2 * 2 1 2 ■ 2 ! 2 * 2 Номинальная мощность сете¬ вой обмотки, кВ-А Номинальное напряжение се¬ тевой обмотки, кВ Номинальный ток сетевой об¬ мотки, А Номинальное напряжение выпрямителя, В Номинальный выпрямленный ток, А Номинальный ток вентиль¬ ной обмотки, А Номинальное фазное напря¬ жение вентильной обмотки, В Потери X. X., кВт Потери к. э., кВт Ток X. X., % Напряжение к. з., % Схема соединения обмоток: сетевых вентильных 5 10 30 2 20 5 2 2 10,7 6 5 20 6 50 Ю 30 77 13 8 13,3 6 1 Две с 4 11 22 2 16 41 2 2 6 2 4, )брат 17 6,6 37 30 30 32 13 8 3 5 0 ные 5 10 30 2 20 5 2 9, 1 6 звезді 27 6 51 30 DO 77 15 15 5 5 я с ; 10 10 61 2 40 11 2 4 17,6| 4 6 Звезд фавн 54 6 102 30 30 53 15 ,4 21,1 2 5 а ителі 8 11 44 2 32 9 2 3 11 1 5 ным 40 6,6 74 10 30 24 14 ,8 ,4 ,6 ,3 реак 1( 10 61 2 40 11 2 14 1 6 тороі )54 6 102 30 00 53 15 ,0 ,5 ,8 и Исполнение шкафов РУ 230 В Таблица 2-129 Исполнение (одно¬ линейная схема) Тип шкафа Обозначение автоматиче¬ ского выклю¬ чателя Тип автоматиче¬ ского выключа¬ теля Номинальный ток автомати¬ ческого вы¬ ключателя, А Номинальные токи расцепи¬ телей, А ІИИг ПЭХ8022-4А2Б2 ПЭХ8022-62Б2 ПЭХ8022-62Г2 ПЭХ8022-62Е2 Q/, Q2, Q3 QI, Q2, Q3 Q1 Q2, Q3 Q1 Q2, Q3 АВМ-4НВ АВМ-ЮНВ АВМ-ЮНВ АВМ-4НВ АВМ-4НВ АВМ-ЮНВ 400 750 750 400 400 750 120, 150, 200, 250, 300, 400 500, 600, 7æ 500, 600, 750 120, 150, 200, 250, 300, 400 120, 150, 200’ 250, 300, 400 500 , 600, 750
Продолжение табл. 2-129 Исполнение (одно¬ линейная схема) Тип шкафа Обозначение автоматиче¬ ского выклю¬ чателя Тип автоматиче¬ ского выключа¬ теля Номинальный ток автомати¬ ческого вы¬ ключателя, А Номинальные токи расцепи¬ телей, А < ПЭХ8022-4А2В2 ПЭХ8022-62В2 ПЭХ8022-62Д2 ПЭХ8022-62Ж2 Ql, Q2, Q3 Ql, Q2, Q3 01 02, Q3 <27 02, 03 АВМ-4НВ АВМ-10НВ АВМ-10НВ ABM -4НВ АВМ-4НВ АВМ-ЮНВ 40 750 750 400 400 750 120, 150, 200, 250, 300, 400 500, 600, 750 500, 600, 750 120, 150, 200, 250 , 300, 400 120, 150, 200, 250, 300, 400 500, 600, 750 4 Z\C5 1 1 е/ ^az ПЭХ8023-62Б2 ПЭХ8023-72Б2 01, 02 01, 02 АВМ-15НВ АВМ-20НВ 1150 2000 800, 1150 1000, 1200, 1500, 2900 о ПЭХ8023-62В2 ПЭХ8023-72В2 01, 02 01, 02 АВМ-15НВ АВМ-20НВ 1150 2000 800, 1150 1000, 1200, 1500, 2000 1 1 27 \aZ ’> ■ —■*> ПЭХ8024-72Н2 01, 02 АВМ-20НВ 2000 1000, 1200, 1500, 2000 6Z ПЭХ8024-72М2 01, 02 АВМ-20НВ 2000 1000, 1200, 1500, 2000 о ^2 ■ O ПЭХ8024-72П2 01. 02 АВМ-20НВ 2000 1000, 1200, ' 1500, 2000 < 11 yiz ПЭХ8024-72В2 01, 0.2 АВМ-20НВ 2000 1000, 1200, 1500, 2000
Продолжение табл. 2-129 Исполнение (одно¬ линейная схема) Тип шкафа Обозначение автоматичен ского выклю¬ чателя Тип автоматиче¬ ского выключа¬ теля Номинальный ток автомати¬ ческого вы¬ ключателя, А Номинальные токи расцепи¬ телей, А о ^ez ПЭХ8024-72Г2 Ql, Q2 АВМ-20НВ 2000 1000, 1200, 1500, 2000 с \ez > о ПЭХ8024-72Д2 QI, Q2 АВМ-20НВ 2000 1000, 1200, 1500, 2000 д 0 г ; ПЭХ8024-72Е2 Qi, Q2 . АВМ-20НВ 2000 1000, 1200, 1500, 2000 < H Э ПЭХ8024-72Ж2 QZ, Q2 АВМ-20НВ 2000 1000, 1200, 1500, 2000 \а/ \az о о ПЭХ8024-72К2 Q1,.Q2 АВМ-20НВ 2000 1000, 1200, 1500, 2000 о ^Д7 У Приме начецни типа КВПП-3200Т ч a и и e шкафа ірименяі ПЭХ8024-72Л2 . Для КЕПП тропичес и ' типа автом атическог отся шкафы согласно т< Ql, Q2 кого исполнен! о выключателя збл. 2-131. АВМ-20НВ ія применяются’ те добавляется букс 2000 же схе а T. Кі 1000, 1200, 1500, 2000 мы, а в обоз- юме того, для
Исполнение Тип Исполнение Тип Таблица 2-130 Исполнения шкафов ввода для КВПП-4000 с переключателем П2713/2, 5000 А, 220 В ПЭХ8028-82Б2 ПЭХ8020-82Е2 ПЭХ8028-82В2 ПЭХ8028-82Ж2 9 9‘ ПЭХ8020-82Г2 ПЭХ8028-82И2 ПЭХ8028-82Д2 ПЭХ8028-82К2 Таблица 2-131 Исполнения шкафов ввода для КВПП-3200Т Исполнение Тип шкафа Обозначе¬ ние авто¬ матиче¬ ского вы¬ ключателя Тип автомати¬ ческого вы¬ ключателя Номиналь¬ ный ток автомати¬ ческого выключа¬ теля, А Номиналь¬ ный ток расцепи¬ теля, А Масса, кг ШЭС8306-92А2Т QI Э40-ЗВТ 4000 4000 995 ■*"1 Î Т_ ШЭС8306-92Б2Т Q1 Э40-ЗВТ 4000 4000 995 1 ■ . г ИІЭС8306-92В2Т Q1 Э40-ЗВТ 4000 4000 995 п О 1 »- и ШЭС8306-92Г2Т Q1 Э40-ЗВТ 4000 4000 995 Примечание. В шкафах на каждом линейном автоматическом выключателе устанавлива¬ ются шины и измерительные приборы на номинальный ток, соответствующий номинальному току автоматического выключателя.
Подстанции предназначены для откры¬ той установки (без дополнительных ограж¬ дений) внутри цеха. КВПП-2000-230-У4 и КВПП-4000-230-У4 соответственно на номи¬ нальный выпрямленный ток 2000 и 4000 А выполнены для категории размещения У4, Рис. 2-103. Комплектная выпрямительная полупроводниковая подстанция КВПП-4000-230-У4. 1 — трансформатор; 2 — кабельный ввод; 3 — шин¬ ный короб; 4— выпрямительные шкафы; 5 — стан¬ ция управления защиты и сигнализации; 6 — шка¬ фы распределительного устройства 230 В. а КВПП-1600-230-Т4 и КВПП-3200-230-Т4 с номинальным током 1600 и 3200 А — для тропического климата. Номинальное напря¬ жение питающей сети подстанций для уме¬ ренного климата 6 или 10 кВ, а подстанций для тропического климата 6; 6,3; 6,6 и 11 кВ. Номинальное выпрямленное напряжение 230 В. Коэффициент полезного действия 96%. Коэффициент мощности 0,925. Напря¬ жение питания цепей собственных нужд 380 В для подстанций умеренного климата и 380, 400, 415 или 440 В для подстанций тропического климата. Охлаждение выпрямительных шкафов воздушное принудительное с помощью вен¬ тилятора, установленного на выпрямитель¬ ном шкафу. Расход воздуха на охлажде¬ ние подстанции на 2000 и 1600 А 1800 м3/ч, а подстанции на 4000 и 3200 А 3600 м3/ч. Выпрямительный шкаф подстанции КВПП- 4000-230-У4 представляет собой два спарен¬ ных шкафа КВПП-2000-230-У4. Схема вы¬ прямления — звезда — две обратные звезды с уравнительным реактором. Для предотвращения повышенного на¬ пряжения при холостом ходе на крышке станции управления установлено балластное сопротивление, которое при токе, превы¬ шающем 1 % номинального, автоматически отключается. Мощность, потребляемая соб¬ ственными нуждами, 0,9 кВт при cos <р= =0,25. Допустимое время исчезновения питания собственных нужд без отключения подстанции не более 1,5 с. Распределительное устройство постоян¬ ного тока, входящее в состав КВПП (табл. 2-127, 2-128), набирают из стандартных шкафов (табл. 2-129) с двусторонним об¬ служиванием шириной 750 или 950 мм; ово имеет правое и левое исполнение. Вывод из шкафов РУ может выполняться кабелем или шинами снизу и сверху. Разработана и намечена к выпуску но¬ вая серия КВПП (табл. 2-130, 2-131) на токи 1000, 2500, 4000, 6300 А и напряжение 230 В со стабилизацией и без стабилизации выходного напряжения. 2-73. БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЕ ВОЗДУШНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ Катодные быстродействующие выклю¬ чатели применяются для защиты полупро¬ водниковых преобразователей при парал¬ лельной работе, а также при питании при¬ емников со значительной противо-э. д. с. для отключения преобразователя от сбор¬ ных ,шин в случае внутреннего повреждения. Катодные быстродействующие выклю¬ чатели используются так же, как коммута¬ ционные аппараты. В некоторых схемах катодные выклю¬ чатели используются для защиты преобра¬ зовательных агрегатов от к. з. в сети вы¬ прямленного тока. В этом случае в качест¬ ве катодных- выключателей используются неполяризованные линейные .выключатели. В качестве катодных быстродействую¬ щих выключателей применяются выключа¬ тели типа ВАБ-43. Линейные быстродействующие выклю¬ чатели (рнс. 2-104) применяются типов Рис. 2-104. Габариты и установочные раз¬ меры быстродействующих выключателей. ВАБ-42 и ВАБ-43, а токоограничивающне типов ВАТ-42 и ВАТ-43. Разновидностью токоограничивающих выключателей явля¬ ются агрегатные выключатели. Например: ВАТ-42-4000/10ЛА. Технические данные катодных и линей¬ ных выключателей приведены в табл. 2-132, а габариты и масса в табл. 2-133. Быстродействующие токорграничиваю- щие выключатели типа ВАТ-42 могут по¬ ставляться в шкафах, пригодных для уста¬ новки в производственных помещениях. Тех¬ нические данные шкафов с автоматически¬ ми выключателями приведены в табл. 2-134.
Таблица 2-132 Технические данные быстродействующих автоматических выключателей Тип Назначение Номиналь¬ ные данные Рабочий ток при перегрузке по ре¬ жиму 1 или 2 по ГОСТ 2585-69 при установке выключа¬ теля вие шкафа/в шкафу, Л Ток установ¬ ки, А Время отключения, полное в безындук- тивиой цепи, с Предельный отключаемый ток, А Цепи управ- ления (по- стоянный ток) Датчик отключения Количество полюсов и их соединение без индуктивна я цепь при индуктивности (мГн, не более) Напряжение, В Ток, А Напряжение, в Ток включе- I ния, А Ток удержи- ваиия/ток отключения ВАТ-42-2000/6Л Для защиты по- 660 2000 2000/1900 800—2000 0,012 40 000 32 000 (при 0,55 мГн); 220 40 1.5 рдш 1 ВАТ-42-2000/ЮЛ ВАТ-42-2000/ЮЛА л у пров одни ков ых преобразователей, 1050 1050 2000 2000 2000/1900 2000/1900 ИЛИ 1600—4000 ПО 65 3,0 РДШ 1 1 ВАТ-43-2000/10Л электрических ма¬ шин И ЛИНИЙ ІІО- 1050 2000 2000/1900 или 2400—6000 ВАТ-42-4000/6Л при к. з. н пере- 660 4000 3500/3200 1600—4000 0,015 50 000 32 000 (при 0,55 мГн); 220 40 1/5 РДШ 1 ВАТ-42-4000/10Л грузках в промыш- 1050 4000 3500/3200 или 40 000 (при 0,34 мГн); ПО 65 3,0 1 ВАТ-42-4000/10ЛА ленных установках 1050 4000 3500/3200 2400—6000 или 27 000 (при 8 мГн); 27 000 (при 8 мГн) 1 4000—8000 ВАБ-43-4000/ЗОЛ 3300 4000 3500 3000—5000 — — — 220 ПО 36 73 0,6 2,5/5 РДШ 1 ВАТ-42-6300/6Л 660 6300 4500/4000 4000—8000 0,015 70 0Ô0 50 000 (при 0,34 мГн) 220 40 1,5 РДШ 1 ВАТ-42-6300/ЮЛ 1050 6300 4500/4000 или 0,015 70 000 ПО 65 3,0 1 ВАТ-42-6300/ЮЛА 1050 6300 4500/4000 6000—12000 0,015 70 000 1 ВАТ-42-6300/ЮЛ ВАТ-42-10000/ЮЛ 1050 1050 6300 10000 4500/4000 9000 2400—6000 0,02 0,015 50000 70000 70 000 (при 0,15 мГн) 220 80 3,0 2РДШ 1 2 полюса ВАТ-42-Ю000/ЮЛ 1050 10000 9000 ИЛИ 4000—8000 0,025 70 000 ПО 130 3,8 парал¬ лельно или 6000—12000 ВАБ-43-4000/ЮК Для защиты 1050 4000 3200 1200—2500 0,02 50000 — — — — — — ВАБ-43 -6000/ЮК преобразователь- 1050 6300 4500 1200—2500 0,02 70000 — — — — — — - ных установок от обратных токов
Таблица 2-133 Габариты быстродействующих выключателей Тип Размеры, мм (см. рис. 2-104) Масса, кг А Б В Li Бі Я, ВАТ-42-2000/6Л 1300 365 780 350 450 840 345 ВАТ-42-2000/10Л 1365 365 886 400 500 840 345 ВАТ-42-2000/ЮЛА 1365 770 886 400 500 1000 550 ВАТ-43-2000/10Л 1250 260 886 400 '500 1000 200 ВАТ-42-4000/6Л 1300 365 780 350 450 840 386 ВАТ-42-4000/10Л 1365 365 886 400 500 840 386 ВАТ-42-4000/10ЛА 1365 770 886 400 500 1000 • 550 ВАБ-43-4000/30Л 1850 365 1180 600 600 850 263 ВАТ-42-6300/6Л 1300 365 780 400 500 900 355 ВАТ-42-6300/ЮЛ 1365 365 886 450 500 1000 355 ВАБ-42-6300/10Л 1365 365 886 500 500 1000 256 ВАТ-42-10000/ЮЛ 1365 442 886 500 500 1000 687 ВАБ-42-Ю000/ЮЛ 1365 442 886 500 500 1000 487. ВАБ-43-4000/ЮК 1335 365 886 400 500 Ï000 211 ВАБ-43-6300/ЮК 1335 365 886 400 500 1000 241 Таблица 2-134 Шкафы Ш ПС-3002 с автоматическими выключателями ВАТ-42 Типовой индекс Тип автоматического выключателя Номиналь¬ ное на¬ пряжение, В Диапазон установок, А Габариты 86А2 86Б2 86 В2 ВАТ-42-2000/6Л 660 800—2000 1600—4000 2400—6000 2300X 2500X1200 89А2 89Б2 89В2 ВАТ-42-2000/ЮЛ 1050 800—2000 1600—4000 2400—6000 96А2 96Б2 93В2 ВАТ-42-4000/6Л 660 1600—4000 2400—6000 4000—8000 2300X2500X1200 99А2 99Б2 99В2 ВАТ-42-4000/ЮЛ 1050 1600—4000 2400—6000 4000—8000 96А2Ж 96Б2Ж 96В2Ж ВАТ-42-10000/6Л 660 2400—6000 4000—8000 ’ 6000—12 000 . 2900X2600X1400 99А2Ж 99Б2Ж 99В2Ж ВАТ-42-10000/10Л 1050 2400—6000 4000—8000 6000—12000
2-74. КЛАССИФИКАЦИЯ - тяговых ПОДСТАНЦИЙ ПРОМЫШЛЕННОГО ЭЛЕКТРИФИЦИРОВАННОГО ТРАНСПОРТА Основными потребителями электро¬ энергии промышленного электрифицирован¬ ного транспорта являются электровозы, на которых устанавливаются тяговые электро¬ двигатели постоянного тока. Тяговые подстанции для питания про¬ мышленного электрифицированного тран¬ спорта бывают преобразовательные посто¬ янного тока, на которых устанавливаются преобразовательные агрегаты, питающие тяговую сеть, и однофазного переменного тока, иа которых устанавливаются обычные понизительные трансформаторы, питающие вателями. В качестве коммутационных и за¬ щитных аппаратов на линиях постоянного тока используются однополюсные быстро¬ действующие выключатели (см. § 2-73). На тяговых подстанциях однофазного переменного тока применяются трехфазные трансформаторы общепромышленного ис¬ полнения. На совмещенных тяговых подстанциях переменного тока применяются, как прави¬ ло, раздельные трансформаторы для пита¬ ния силовых и тяговых нагрузок (из сооб¬ ражений допустимой несимметрии напря¬ жений). Из-за отсутствия специального обору¬ дования переменного тока в однофазном ис¬ полнении на тяговых подстанциях перемен¬ ного однофазного тока 10 кВ применяется, как правило, обычное оборудование в трех¬ фазном исполнении. Таблица 2-135 Классификация тяговых подстанций промышленного траиспорта Система тока Напряжение кон¬ тактной сети, В Первичное напряже¬ ние питания под¬ станции, кВ Назначение подстанции Однофазный 10 500 220, НО, 35 Питание " электрифицирован- Переменный 27 000 220, 110 кого железнодорожного тран¬ спорта карьеров Постоянный 3300 ПО, 35 То же Постоянный 1650 НО, 35, 6—10 - » » Постоянный 1200 ПО, 35, 6—10 Питание троллейвозного транспорта карьеров Постоянный 600 ПО, 35, 6—10 Питание электрифицирован¬ ного железнодорожного тран¬ спорта с узкой колеей Постоянный 440, 220 6—10 Питание внутрицехового и шахтного электрифицирован¬ ного железнодорожного траи¬ спорта тяговую сеть переменным однофазным то¬ ком. В этом случае преобразовательные аг¬ регаты для питания тяговых двигателей по¬ стоянного тока устанавливаются на электро¬ возах. ■Тяговые подстанции промышленных предприятий часто совмещаются с подстан¬ циями для питания силовых потребителей карьеров или цехов предприятий. В этих случаях подстанции называются совмещен¬ ными. Питание силовых потребителей на совмещенных тяговых подстанциях произ¬ водится от шин напряжением 35, 10 или 6 кВ. Классификация тяговых подстанций электрифицированного транспорта приведе¬ на в табл. 2-135. , • На тяговых подстанциях постоянного тока применяются преобразовательные аг¬ регаты с ■ полупроводниковыми преобразо- В качестве выключателей на линиях тя¬ говой сети однофазного переменного тока 10 кВ желательно применять выключате¬ ли, предназначенные для частых операций (например, электромагнитные выключате¬ ли типа ВЭМ) с электромагнитными приво¬ дами постоянного тока. Для однофазного переменного тока 27 кВ применяются специальные однофаз¬ ные масляные выключатели. 2-75. ТЯГОВЫЕ ПОДСТАНЦИИ ПОСТОЯННОГО ТОКА Назначением тяговых подстанций по¬ стоянного тока является преобразование трехфазного переменного тока в постоян¬ ный и распределение электроэнергии посто¬ янного тока между участками контактной сети.
Основным оборудованием тяговых под¬ станций постоянного тока являются преоб¬ разовательные агрегаты, быстродействую¬ щие автоматические выключатели и специ¬ альные устройства для сглаживания пуль¬ саций выпрямленного напряжения. В ка¬ честве преобразователей применяются крем¬ ниевые агрегаты с воздушным принуди¬ тельным или естественным охлаждением. позволяет в ряде случаев отказаться от специальных устройств по защите от пере¬ напряжений. Технические характеристики трансфор¬ маторов, применяемых для питания преобра¬ зовательных установок тяговых подстанций, приведены в табл. 2-137. Три последних трансформатора, указан¬ ных в таблице, являются агрегатными, обес- Таблица 2-136 Технические характеристики кремниевых преобразовательных агрегатов промышленного транспорта Характеристика ПВЭ-ЗУ пвэ-зм ПВЭ-5А ПВЭ-5АМ ВАКЛЕ-2000/ /600Н ■ Номинальное выпрямленное 3300 3300 3300 3300 600 напряжение, В 3000 Номинальный выпрямленный 3000 3000. 3000 2000 ток, А К. п. д., %, не менее 98 98 99 99 97—98 Допустимые перегрузки по току, А По ГОСТ 2329-70 — — —— ГОСТ 2329-70 Схема выпрямления Допустимая амплитуда пере- Шести¬ фазная нулевая Мосто¬ вая трех¬ фазная Шестифаз¬ ная нуле¬ вая Мостовая , трехфазная Шестифаз¬ ная нулевая напряжений, В, не более: 9000 9000 на шинах постоянного тока —— — на шинах переменного тока — — 18 000 18000 Длительность перенапряже- — — 10 10 — НИЙ, мс Охлаждение воздушное при¬ нудительное, скорость воздуха, м/с 10 10 Охлаждение естественное Охлаждение естественное 5—7 Габариты, мм 2800X Х900Х Х2800 6 (1400Х Х1000Х Х2820) 6 (1400Х Х1000Х Х2820) 1300Х750Х Х2350 Установка Внутрен¬ няя Внутрен¬ няя Наружная Наружная Внутренняя Примечание. Для подстанций с номинальным выпрямленным напряжением 1650 В при¬ меняются агрегаты ПВЭ на 3300 В в комплекте с трансформатором ТМПУ-6300/35Ж с номинальным выпрямленным напряжением 1650 В, током 2500 А. Технические характеристики агрегатов приведены в табл. 2-136. Преобразовательные агрегаты состоят из шкафов, в которых размещены кремни¬ евые вентили; питающих трансформаторов, быстродействующего автоматического вы¬ ключателя; шкафов защиты и управления; специальных устройств для защиты от пе¬ ренапряжений. Для защиты преобразовательных уста¬ новок от перенапряжений применяют раз¬ рядники и защитные контуры (состоящие из емкостей и сопротивлений), подключае¬ мые к цепи выпрямленного тока и анодным цепям. Применение для преобразователей вентилей с контролируемым лавинообразо- ванием, которые в значительно меньшей степени чувствительны к перенапряжениям, печивающими бесконтактное регулирование напряжения под нагрузкой. Кроме транс¬ форматора в питающий агрегат входит управляемый реактор, предназначенный для плавного бесконтактного регулирования на¬ пряжения преобразователя под нагрузкой; шкаф управления в комплекте с датчиком напряжения, предназначенный для автома¬ тического управления реактором. На рис. 2-105 — 2-109 приведены прин¬ ципиальные схемы и установочные размеры выпрямительных установок ПВЭ-3 (3300 В), ПВЭ-5А (3300 В). Токи к. з. в тяговых сетях напряжением 1650—3300 В мощных тяговых подстанций (с двумя и более выпрямительными агрега¬ тами) превышают максимально допустимые отключаемые токи существующих быстро-
Таблица 2-137 Технические данные трансформаторов Тип Номиналь¬ ные вып¬ рямленные Режим ра¬ боты Мощность. кВ-А Номинальное линейное напряжение сети, В Схема соеди¬ нения обмо¬ ток вн—нн Номинальное фазное напря¬ жение вентильной обмотки. В Номинальный фазный ток вентильной обмотки, А Напряжение к. з, % Ток X. х„ % Потери. кВт Регулиро¬ вание нап¬ ряжения Напряжение питания вен* 1 тиляторов, В Масса, т общая активной части Масла Напряжение, В Ток, А типовая номинальная пер¬ вичная К. X. К. 3. общая . 1 подлежащая доливке| ТМПУ-6300/35Ж 3300 1650 1250 2500 Выпрями¬ тельный 6300 6300 4640 4680 6000 10000 35000 У/Ун-Ун-0-6 и Д/Ун-Ун- 11-5 3030 361 9,5 1,3 11 45 ГІБВ± ±5 % — 21,5 9,68 6,3 1,56 ТМП-6300/35 И 3300 1250 Выпрями¬ тельный 6300 4635 4654 6000 10 000 35000 Д/У-11 8,7 2,4 9,3 36 31,6 35,5 31 38,0 33,3 ПБВ± ±5 % 18,5 5 1000 Инвертор¬ ный 1250 Выпрями¬ тельный 1000 Инвертор¬ ный 1250 Выпрями-. тельный 1000 Инвертор¬ ный ’
ТДП-12500/10Ж 3300 3200 Выпрями¬ тельный 12500 11 800 6000 10 500 Д/Д-0 У/Д-Н 2610 2610 7 1,1 16 72,5 ПБВ± ±5 % 380/220 24 13,6 6 1,9 ТДП-12500/10И 3310 3200 2000 Выпрями¬ тельный Инвертор¬ ный 12 500 11870 9330 6300 Д/У-И 3310 2630 1630 2610 8,16 6,41 0,8 15 77 ПБВ± ± 5 % 220 25,3 13,6 6 1.9 ТМГІУ-16000/ ЮЖ 3300 3200 Выпрями¬ тельный 16 000 11 840 6000 10 500 Д/Ун-Ун- 11-5 У/Ун-Ун- 0-6 3020 924 7,3 1,2 24 73 — — 42,5 20,4 11,3 ТДПУ-20000/10Й 3300 3200 2000 Выпрями¬ тельный Инвертор¬ ный 20 000 11 900 9320 6300 10 500 Д/Ун-Ун- 11-5 ( 8,16 6,41 0,8 15 77 — 39,0 10,3 ТДП-16000/10Ж* 3210 3210 3200 2000 Выпрями¬ тельный Инвертор¬ ный 16 000 11 600 8320 У/Д-П или Д/Д-0 7,6 4,7 0,47 — — 28,7 15,75 6,45 1,68 ТДПУ-20000/10Ж* 3230 3230 3200 2000 Выпрями¬ тельный Инвер¬ торный 20 000 11'900 8920 10 500 У/Уи-Ун- 0-6 или Д/Ун-Ун’ 11-5 8,4 4,2 1,2 26,3 124,6 — '— 45,5 15,75 11,95 ТДПУ-20000/35Ж* 3230 3230 3200 2000 Выпрями¬ тельный ! Инвер¬ торный 20 000 11 800 8890 35000 У/Ун-Ун- 0-6 или Д/Ун-П-5 6,35 7,7 4,2 0,92 26,3 134,6 — — 44,2 11,95 * Трансформаторы допускают работу без реакторов только при введенной регулировочной обмотке.
Таблица 2-137а Состав трансформаторного агрегата Напряжение,- В, схема Трансформатор Реактор Шкаф 10 кВ, мостовая схема 10 кВ, нулевая схема 35 кВ, нулевая схема ТДП-16000/ЮЖ ТДПУ-20000/10Ж ТДПУ-20000/35Ж РТДП-6300/10 РТДП-6300/10 РТДП-6300/35 И1аун-3 Рис. 2-105. Принципиальная электрическая схема выпрямительной установки ПВЭ-ЗУ (3300В; 3000 А). Фаза № 1 — фаза № 6 — выпрямительное устройство; FV— разрядники; QF— быстродействующий выключатель; R1—R3 — сопротивления; С1—СЗ — емкости; FU — предохранители; ЗД — разъедини¬ тель.
Рис. 2-106. Габариты и установочные размеры преобразовательной установки ПВЭ-ЗМ (3300 В; 3000 А). 1 — выпрямитель; 2 — шкаф Цепочек RC со стороны трансформатора; 3 — система воздушного- при¬ нудительного охлаждения. действующих выключателей. Для повыше¬ ния отключающей способности быстродей¬ ствующих выключателей тяговых подстан¬ ций напряжением 1650—3300 В в ряде слу¬ чаев устанавливают на каждой тяговой ли¬ нии по два последовательно соединенных быстродействующих выключателя. Однако эта мера, хотя и повышает отключающую способность выключателей линии, полностью ие решает проблемы, так как токи к. з. тя¬ говых подстанций с количеством выпрями¬ тельных агрегатов более двух достигают 50—70 кА при индуктивности тяговой сети 5—6 мГн. Для использования быстродействующих выключателей иа мощных тяговых подстан¬ циях промышленного элёктрифицированно- го транспорта применяется схема, в которой токи к. з. в тяговой сети отключаются не быстродействующими выключателями тяго¬ вых линий, а неполяризованными быстро¬ действующими выключателями, установлен¬ ными в цепях катодов выпрямительных аг¬ регатов. Отключение выключателя повреж¬ денной тяговой линии осуществляется в этой схеме в бестоковую паузу, после отключе¬ ния выпрямительных агрегатов, после чего происходит автоматическое повторное включение выключателей, установленных в цепях катодов выпрямительных агрегатов. Тяговые подстанции постоянного тока промышленного транспорта состоят из РУ первичного напряжения, выпрямительных агрегатов, РУ постоянного тока, сглажива¬ ющих устройств и устройств собственных нужд. Как правило, на тяговых подстанциях промышленного транспорта выпрямитель¬ ные агрегаты имеют первичное напряжение 35 или 6—10 кВ. При питающем напряже-
37 Л7/7 37 Л эгл TÔT) ЗВ [] [][] [][] п к 07 1 ІШ ж» Й— о </ 9 pç 9 7І —Й~ р 9 9 р 9 9 M 74- К\ГІЗ B/Z\ \Ha Туквнтур заземлв- нияп/вгп. (cZ) \(с5) ТОТ —Æ к Y- ІШ«І 33 зч <4 35ь кЛ ■м Æ —< —U 9 9 99 а тв На схему пвВ- втаициа ЦГ Bern №n Мрев ~ZZOB 7 эШі Z ~ZZOB 3 эвШг ч- -77ОВ 5 ~эвШ -77ВВ Б 3871/В 7 3 1/4 Д 6 3 3 зг тПЛВ^М^пгп', пт-чч^ ÿg'j-ni/z 7 Z3 ч\ —< ~к%в ■о— 7 OZ Цепь Кт Мрев Імнар. 7 Э8 П/7 2 8777/7 3 Землиц, 4 33 П/7 Зпнзшц. 5 Э9П/2 6 5 . Рис. 2-107. Принципиальная электрическая схема преобразова¬ теля ПВЭ-5А (две обратные звезды с уравнительным реак¬ тором). 31... 36—шесть фаз преобразователя; 37—шкаф с разрядниками РКБ; 38 — шкаф RC; QF — выключатель автоматический быстродейст¬ вующий типа ВАБ-43-3000/30Л; Т — тйговый трансформатор типа ТМПУ-16000/ЮЖ; 39— шкаф с реле земляной защиты. нии 110 кВ на подстанциях устанавливаются Понижающие ■ трансформаторы с напряже¬ нием 110/10 кВ для чисто тяговых подстан¬ ций и 110/35/6 кВ или 110/6 кВ для совме¬ щенных подстанций. Выпрямительные агре¬ гаты присоединяются к шинам первичного напряжения с помощью выключателей. На стороне постоянного тока принята парал¬ лельная работа выпрямительных агрегатов. При нулевой схеме выпрямления катоды всех выпрямительных агрегатов присоеди¬ няются с помощью быстродействующих вы¬ ключателей к общей сборной шине «плюс», а нулевые точки тяговых трансформаторов с помощью разъединителей к сборной шине «минус». К шине «плюс» также с помощью быстродействующих выключателей подсо¬ единяются питающие линии контактной се¬ ти, a к шине «минус» присоединяются на¬ глухо одна или несколько отсасывающих линий. В последнее время проводятся работы по созданию агрегатов с тиристорной систе¬ мой отключения аварийных токов, что поз¬ воляет снизить длительность обесточивания шин 3,3 кВ и повысить надежную работу тяговой сети в аварийных режимах. Модернизированный преобразователь служит одновременно для преобразования переменного тока в постоянный и выполня¬ ет роль быстродействующего выключателя, с помощью управляемых тиристоров ком¬ мутируя собственные рабочие токи и токи короткого замыкания..
Рис. 2-108. Принципиальная электрическая схема преобразователя ПВЭ-5АМ (мостовая трехфазиая). _ 9t Зв шесть плечей моста преобразователя, конструктивно выполненных в шкафах с вентилями; 37 — шкаф с шкаф RC, QF вы * ° С НючаЫль автоматический быстродействующий типа ВАБ-43-3000/ЗОЛ; Г — тяговый трансформатор типа ТДП-1250Ѳ0/10Л-У1. № схеяд подстанции
~ÛZBZ : SԣΠ©7@WD <W®?0 "———1 /\ Рис. 2-109. Габариты и установочные размеры преобразовательной установки ПВЭ-5А. 1 — преобразователь; 2 — шкзф RC; 3 — шкаф с разрядниками типа РБК; а — две обратные звез- ды с уравнительным реактором* б — мостовая трехфазная схема.
2-76. ТЯГОВЫЕ ПОДСТАНЦИИ ОДНОФАЗНОГО ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Тяговые подстанции однофазного пере¬ менного тока на промышленном транспорте применяются с распределительными устрой¬ ствами тягового напряжения 10,5 и 27 кВ. В связи с тем что в последние годы особенного развития тяговые подстанции на¬ пряжением 10,5 кВ не получили, данные об этих подстанциях см. во 2-м изд. Справоч¬ ника. При проектировании тяговых подстан¬ ций 27 кВ следует пользоваться руководя¬ щими указаниями и типовыми проектами, разработанными институтом «Трансэлектро¬ проект» МПС. 2-77. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКТИВНОГО ИСПОЛНЕНИЯ ТЯГОВЫХ ПОДСТАНЦИЙ Открытое распределительное устройст¬ во высокого напряжения тяговых подстан¬ ций выполняется аналогично открытым уст¬ ройствам понизительных подстанций про¬ мышленных предприятий. Тяговые трансформаторы преобразова¬ тельных агрегатов устанавливаются на от¬ крытой части- подстанции близ машинного зала. На подстанциях, где применяются пре¬ образовательные агрегаты внутренней уста¬ новки, в машзале устанавливаются преобра¬ зовательные агрегаты и ячейки распре¬ делительного устройства тягового напря¬ жения. На подстанции преобразовательные аг¬ регаты наружной установки (ПВЭ-5А) уста¬ навливаются на открытой части рядом с тя¬ говыми трансформаторами, а в машзале располагаются ячейки распределительного устройства тягового напряжения и могут быть расположены ячейки распределитель¬ ного устройства 6—10 кВ силовых нагру¬ зок. 3. КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ 2-78. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Компенсация реактивной мощности яв¬ ляется неотъемлемой частью задачи элект¬ роснабжения. Она может осуществляться специальными компенсирующими устройст¬ вами и путем использования синхронных двигателей. Выбор способа компенсации реактивной мощности определяется предъ¬ являемыми к ней требованиями. Для обес¬ печения экономичной работы системы элек¬ троснабжения промышленного предприятия по установленному условию получения элек¬ троэнергии компенсация реактивной мощ¬ ности решается на основе технико-экономи¬ ческого сравнения возможных вариантов. Для. компенсации реактивной мощности с учетом обеспечения качества электроэнер¬ гии при резкопеременной нагрузке, наличия высших гармонических и несимметрии в то¬ ках электроприемников применяются специ¬ ально предназначенные для этого компен¬ сирующие устройства, которые здесь не рас¬ сматриваются. 2-79. ВЫБОР МОЩНОСТИ И ТИПА КОМПЕНСИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ 1. МОЩНОСТЬ КОМПЕНСИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ Компенсирующие устройства, требуе¬ мые потребителю по условиям получения электроэнергии от питающей энергосистемы должны иметь мощность, квар, Ск.у = Q Qb = P dS Ч> iS Фв), (2-312) где Q — расчетная мощность реактивной на¬ грузки предприятия в пункте его присоеди¬ нения к питающей энергосистеме, квар; QB —то же, соответствующая установлен¬ ным предприятию условиям получения элек¬ троэнергии от энергосистемы, квар; Р — расчетная мощность активной нагрузки пред¬ приятия в том же пункте, кВт; tgq> — тан¬ генс угла, соответствующий коэффициенту мощности нагрузки P; tg tpB — то же, но от¬ вечающий установленным предприятию ус¬ ловиям получения электроэнергии. Техническими условиями на присоеди¬ нение к сетям энергоснабжающей организа¬ ции устанавливаются допустимые пределы отклонения от заданной ими степени ком¬ пенсации реактивной мощности нагрузки предприятия, которые определяют требова¬ ния к регулированию мощности компенси¬ рующих устройств. Расчетная нагрузка, по которой выби¬ раются компенсирующие устройства, долж¬ на определяться' с учетом осуществления возможных мероприятий по компенсации реактивной мощности нагрузки потребителя путем упорядочения графика работы обору¬ дования, соответствующего повышения его загрузки и т. п. 2. ТИПЫ КОМПЕНСИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ а) Синхронные двигатели. Синхронные двигатели, применяемые для электроприво¬ да, обычно изготовляются с номинальным коэффициентом мощности 0,9 при опережа¬ ющем токе. Они являются эффективным средством компенсации реактивной мощно¬ сти нагрузки. Развиваемая ими реактивная мощность определяется параметрами и ре¬ жимом работы двигателей и сети. За рас¬ четную следует принимать номинальную ре¬ активную мощность двигателя при опере¬ жающем токе (см. пример 1). Наиболее целесообразно использовать синхронные двигатели для компенсации пе-
ременной части реактивной нагрузки, с ко¬ торой они должны быть связаны по возмож¬ ности короткой сетью. б) Конденсаторные установки. Конден¬ саторы вместе с относящимся к ним обору¬ дованием составляют конденсаторные уста- Рис. 2-110. Упрощенная схема электроснаб¬ жения завода ( к примеру 1). / — сборные шины 6 кВ ГПП 110/6 кВ завода; 2— радиальные линии к двигателям; 3 — ради¬ альные линии к печам; 4—магистральные линии к двум КТП (в ГК и ВВЦ); 5 — магистральные линии к трем КТП (в ЛЦ и кр.); 6 — линии,к конденсаторной установке на ГПП по варианту 1; 7 установка конденсаторов по варианту 2 (в ГК» ВВЦ и ЛЦ); 8— установка конденсаторов по ва¬ рианту 3 (в ГК и ВВЦ). Рис. 2-Ш. Принципиальные схемы присо¬ единения конденсаторных батарей. а — непосредственно к электроприемиикам; б — к пунктам сети; 1 — трехфазиый конденсатор 380 В; 2 — однофазные конденсаторы 6 (10) кВ со встроенными разрядными сопротивлениями; 3 — предохранители групповой защиты конденсаторов; 4 — выключатель (разъединитель) секция батареи; '5 — выключатель батареи; 6 — присоединение дру¬ гих групп конденсаторов секции; 7 — присоедине¬ ние других секций батареи. иовки и присоединяются параллельно элек¬ троустановкам. Возможны различные варианты разме¬ щения конденсаторов в сети (рис. 2-110). Приближение конденсаторов для ком¬ пенсации реактивной мощности к потреби¬ телям разгружает сеть от реактивной на¬ грузки, что позволяет уменьшить потери электроэнергии. Установка конденсаторов непосредст¬ венно у электроприемников уменьшает реак¬ тивную нагрузку сети на всем ее протяже¬ нии и обычно не требует затрат на комму¬ тирующую аппаратуру для их присоедине¬ ния (рис. 2-111, а). Однако при этом степень использования конденсаторов определяется длительностью включения электроприем¬ ников. Установка конденсаторов в других пунктах уменьшает реактивную нагрузку сети только на определенном участке и тре¬ бует для своего присоединения коммутаци¬ онную аппаратуру (рис. 2-111,6). Дробле¬ ние конденсаторных установок может при¬ вести к снижению реактивной нагрузки сети, но вызывает дополнительные затраты на коммутационную аппаратуру, которые мо¬ гут быть значительными (см. примеры 1 и 2). Сосредоточение в одном месте большо¬ го количества конденсаторов приводит к не¬ обходимости сооружения для них отдельно¬ го помещения. 3. ВЫБОР СИСТЕМЫ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ Возможные варианты компенсации ре¬ активной мощности, являющиеся неотъем¬ лемой частью системы электроснабжения, могут отличаться капитальными вложения¬ ми, иметь разные издержки производства и качественные показатели. Поэтому выбор наиболее рационального варианта осуществ¬ ляется путем сравнения их технико-эконо¬ мических показателей (см. § 2-7). При проведении технико-экономических расчетов следует за исходный принимать вариант, предусматривающий использова¬ ние синхронных двигателей, имеющихся на предприятии, и установку всех конденсато¬ ров, если таковые требуются, в пунктах се¬ ти, через которые предприятие получает электроэнергию (ГПП, ЦРП и т. д.). Капитальные вложения. Расчетные ка¬ питальные вложения К определяются вло¬ жениями в конденсаторную установку Kç и в изменяющуюся (в связи с принятым расположением конденсаторов) часть элек¬ трической сети ДДс, руб: 7< = Æq+AÆc. (2-313) Величина определяется затратами на собственно конденсаторы, которые пря¬ мо пропорциональны их мощности QK и за¬ тратами на относящиеся к ним устройства Ко,к, зависящими от способа включения кон¬ денсаторов и типа установки, руб.: = Ку,к^к + Ко,к-
Удельные капиталовложения в конден¬ саторы Ку,к при отсутствии более точных данных могут быть приняты: для конденса¬ торов 380 В 9—10 руб/квар и для конденса¬ торов 6—10 кВ 5—6 руб/квар. При решении ь вопроса изменения сети, связанного с компенсацией ее реактивной нагрузки, следует иметь в виду, что путем уменьшения числа элементов (ячеек КРУ, трансформаторов КТП, линий и т. д.) может быть получено большее сокращение капита¬ ловложений в сеть ДКс, чем путем примене¬ ния элементов на меньшие номинальные или допускаемые токи без изменения их ко¬ личества. При этом должны быть также уч¬ тены требования надежности питания по¬ требителей электроэнергии при возможных отключениях конденсаторов. ■ Ежегодные издержки производства. Расчетные ежегодные издержки производ¬ ства И складываются из амортизационных отчислений Ия и расходов по эксплуатации Ия, расчетных вложений К и затрат на по¬ тери электроэнергии при данной системе компенсации реактивной нагрузки Им, руб.: И = Иа + #э+Им; (2-314) Иа = Еа К-, (2-314а) Иэ = Е'т.р К; (2-3146) Им = С0,п АРМ + Сд,п ДГГ; (2-314B) ДРМ = (ДРМ.К + ДРм,д + ДРМ.С); (2-314г) Д1Гг = Д1РГіК + ДГг,д +,Д1Рг,с. (2-314Д) где Ея — норма амортизационных отчисле¬ ний, доли единицы (см. § 2-7) ; Ст.п — нор¬ мативные отчисления на текущий ремонт, доли единицы (см. § 2-7) ; Со,п, Сд,п — ос¬ новная плата за 1 кВт максимальной на¬ грузки и дополнительная плата за 1 кВт-ч потребленной электроэнергии, руб.; АРМ, ДРм.к, АРм.д, ДРм,с — расчетные потери мощ¬ ности системы, в конденсаторах, синхронных двигателях и сети, кВт; К% — коэффициент совмещения максимумов потерь и нагрузки; Д№г, Ді^г.іі, ДГО'г.д, ДІ^г.с — расчетные по¬ тери электроэнергии системы, в конденсато¬ рах, синхронных двигателях и сети, кВт-ч. Расчетные потери мощности в конденса¬ торных установках, кВт, определяются удельными потерями мощности в конденса¬ торах А Ру,к, кВт/квар, и мощностью уста¬ новки QK, квар: ЛРм,к = ЛРу.к Qk- (2-315) Расчетные потери электроэнергии в кон¬ денсаторной установке, кВт-ч, при расчет¬ ном упорядоченном годовом графике ее мощности, состоящем из п-і ступеней QK.i, квар, продолжительностью Тк,і, ч, "т А^г,к = 2 ДРУ.к . (2-316) г=1 Величина удельных потерь ДРУ,К опре¬ деляется типом конденсаторов и режимом их работы. У конденсаторов на номиналь¬ ное напряжение 1/н,к она изменяется в сле¬ дующих пределах: !7Н1К, В 220; 380; 500 660; 1050 Выше 1050 % . ; . . 0,3—0,45 0,25—0,35 0,2-0,35 у * К При отсутствии точных данных ДРу,к могут быть приняты их средние значения. Расчетные потери мощности в синхрон¬ ных двигателях на генерирование реактив¬ ной мощности при опережающем токе зави¬ сят от квар, и аппроксимируются кри¬ вой второго порядка, кВт, ■ АРД = ДРд>н (Д! Кд + Д2 и®), (2-317) где АРд,н — потери в двигателе при номи¬ нальном режиме его работы, кВт; Д1г Да— коэффициенты потерь, принимаемые посто¬ янными для данного двигателя; ад= — QiJQa.K — относительная к номинальной (Эд.н величина реактивной мощности, разви¬ ваемой синхронным двигателем при опере¬ жающем токе. Расчетную максимальную мощность, кВт, следует определять при QH=<ЭД;Н, тогда ЛРм,д = ДРд,н (Ду + Д2). (2-317а) Расчетные потери электроэнергии в син¬ хронных двигателях, кВт-ч, на генерирова¬ ние реактивной мощности при опережаю¬ щем токе, годовой упорядоченный график которой состоит из «г ступеней Qn,i, квар, продолжительностью Тд,г, ч, г=1 А^г.Д — аД,1 ^Д,і (2-318) где ад,«—<Эд,гД2д,н- Значения коэффициентов потерь Д} и Дг определяются типом двигателя и изме¬ няются в больших пределах. При отсутствии более точных данных могут быть приняты их средние значения в зависимости от но¬ минальной частоты вращения двигателей: я об/мин .... 100—250 250—500 600—1000 Ду 0,15 0,13 0,1 Д2 0,11 0,1 0,08 Расчетная максимальная мощность по¬ терь от реактивной нагрузки в элементе се¬ ти с активным сопротивлением Дс, Ом, при номинальном напряжении і/в, кВ, расчетной максимальной реактивной нагрузке QM, квар, которая снижена на QK: дЛл,с = АРи,<? (1 — 2«к + “к). (2-319) 9 где APmÆ= — максимальные по¬ тери мощности от реактивной нагрузки, кВт; Сбк —Qk/Qm- Наибольшее возможное снижение по¬ терь мощности (Qk=Qm; ак=1) равно по¬
терям мощности от реактивной нагрузки ДР' — лр м,с uzm,Q- Расчетные годовые потери электроэнер¬ гии от реактивной нагрузки в этом же эле¬ менте сети при ступенчатом упорядоченном годовом графике мощности Q;t, указанном выше, кВт-ч, «Т Д^г,с = МлЛі X , (2-320) гда дрн,<з,г- потери мощности от реактивной нагрузки і-й ступени графика нагрузки, кВт; Кф,г= 7 т'ТѴГ 7 ~ ; Км,і — ~ коэффициенты Уср.і Уср.г формы и максимума графика нагрузки за Ï'kjÏÎ OLm.z" Qk,ï/Qm,1. Обычно ступени графика определяются расчетными значениями мощностей реактив¬ ной нагрузки источников ее питания в ра¬ бочие смеиы. С некоторым приближением можно считать Кф,і«Лм,і~1, тогда ДІ^г.с— У Д^м.с.і ‘Т’к.і- (2-320а) £=1 Наибольшее возможное снижение по¬ терь электроэнергии (Qk,î = Qm,ï; ам,г=1) равно потерям в сети от реактивной нагруз¬ ки, кВт-ч, д<с = 2 a₽»,q./ Т*л = дрм.<г ат тг, (2-3206) где ат — годовой коэффициент сменности по энергоиспользованию (см. § 2-2) ; Тт — го¬ довой фонд рабочего времени, ч (см. § 2-2). Расчетные потери в сети, параметры ко¬ торой изменяются у сравниваемых вариан¬ тов, определяются их полной нагрузкой, так как при этом изменяются потери не только от реактивной, но и от активной на¬ грузки. К потерям от реактивной нагрузки прибавляются потери от активной (ДРм.р, кВт, ЛК’г с, кВт-ч): Яс 9 ■ ДРм,р = —7-Р^; (2-321) АК,с= АРм,Р«г (2-322) где Рм — расчетная максимальная нагруз¬ ка, кВт. Приведенные затраты. Расчетные за¬ траты 3, руб., определяются по расчетным капитальным вложениям К и ежегодным из¬ держкам производства И при данном ко¬ эффициенте приведения £и (см. § 2-7): 3=ЕвК-\-И. (2-323) Для вариантов одного вида основных фондов, руб., Зо = £зД + #м. (2-323а) где £3=£а+£т,р+£н. . Для возможных вариантов компенсации реактивной нагрузки приведенные затраты с некоторыми допущениями могут быть пред¬ ставлены в виде непрерывной в определен¬ ных пределах функции. Потери при компенсации реактивной на¬ грузки данной сети будут определяться сте¬ пенью компенсации, с которой они связаны зависимостью второго порядка. Поэтому при линейной зависимости капитальных вло¬ жений в конденсаторы от их мощности кри¬ вая приведенных затрат как результат сло¬ жения параболы и прямой является функ¬ цией вида 3К(У) = ЛКГ2-£КУ + СК, где Ак, Вк, Ск — постоянные величины. Аналогичный вид имеет выражение при¬ веденных затрат для вариантов с разным использованием реактивной мощности син¬ хронных двигателей и конденсаторов для компенсации реактивной нагрузки данной точки сети. При изменении сети с данной нагрузкой и линейной зависимости капитальных вло¬ жений в сеть от ее пропускной способности потери будут связаны с ними зависимостью гиперболического характера, отчего кривая приведенных затрат как результат сложе¬ ния прямой и гиперболы является функ¬ цией вида л Зс (X) = ~т-+ ВСХ + Сс, л где Ас, Вс, С с — постоянные величины. При изменении сети одновременно с со¬ ответствующей компенсацией ее нагрузки приведенные затраты будут функцией двух переменных. Оптимальный вариант. Наиболее эко¬ номичный вариант имеет наименьшие при¬ веденные затраты. Из числа связанных не¬ прерывной функцией приведенных затрат он определяется по минимуму этой функции. Минимум функций вида Зк (У) насту¬ пает при Уопт, а вида Зс (X) при ХоПІ: Однако обычно функция приведенных затрат непрерывна лишь на небольшом участке, в пределах которого может не находиться ее минимум. В ряде случаев ми¬ нимум функции приведенных затрат насту¬ пает при отрицательном значении ее аргу¬ мента. Вблизи минимума она очень полога.. Возможная же точность определения приве¬ денных затрат невысока, так как использу¬ емые в расчетах величины, зависящие от режима работы системы электроснабжения, не могут быть определены с большой точно¬ стью при ее проектировании. В результате значения приведенных затрат, лежащие в
Таблица 2-138 Расчетные нагрузки потребителей электроэнергии завода Потребители Средняя нагрузка за наиболее загруженную смену (первую) Получасовой максимум нагрузки Рсм.МВт 0см- Мвар scm.mb-a Рм, МВт QM. Мвар SM, МВ-А Потребители 3801220 В Главный корпус Блок вспомогательных 10,5 2,5 11,0 2,6 15,2 3,6 11,5 2,7 Н,5 2,7 16,3 3,8 цехов Литейный цех Прочие потребители 2,6 0,8 2,1 0,8 3,3 1,1 2,7 0,9 2,1 0,8 3,5 1,2 Итого 16,4 16,5 23,3 Потребители 6 кВ Дуговые сталеплавильные 3,0 1,5 — 4,3 2,8 — печи Синхронные двигатели 5,0 * — 5,0 * — Итого Всего 8,0 24,4 1,5 18,0 31,0 9,8 26,2 2,8 19,3 33,0 Условно при работе двигателей с коэффициентом мощности 1. пределах точности расчетов, могут отно¬ ситься к вариантам, отличающимся от опти¬ мального, соответствующего минимуму функции. Поэтому выбор системы компенса¬ ции реактивной мощности нагрузки пред¬ приятия при его проектировании следует производить на основании технико-экономи¬ ческого сравнения возможных конкретных вариантов. Использование аналитических методов, основанных на представлении при¬ веденных затрат как непрерывной функции; возможно лишь при достаточной досто¬ верности этого, точности исходных дан¬ ных и убедительности получаемых резуль¬ татов. Наиболее рациональным является ва¬ риант, имеющий меньшие приведенные за¬ траты и лучшие качественные показатели. Когда приведенные затраты отличаются не¬ значительно (5—10%), предпочтение следу¬ ет отдавать варианту с лучшими качествен¬ ными показателями (см. § 2-7). Пример- 1. Выбор системы компенсации реактивной мощности завода. Потребителя¬ ми электроэнергии завода являются: асин¬ хронные двигатели малой и средней (до 50 кВт) мощностей приводов станков и ме¬ ханизмов, небольшие нагревательные печи, электроосвещение и пр. на номинальное на¬ пряжение 380/220 В; синхронные двигатели мощностью 1250 кВт приводов компрессоров на номи¬ нальное напряжение 6 кВ; дуговые сталеплавильные электрорпечи мощностью 2800 кВ-А на номинальное на¬ пряжение 6 кВ. Большинство из них находятся в трех основных зданиях: главном корпусе (ГК), литейном цехе (ЛЦ) и блоке вспомогатель¬ ных цехов (ВВЦ). Расчетные мощности и показатели графика нагрузки потребителей завода приведены в табл. 2-138 и 2-139. По условиям получения электроэнергии питание завода с указанной нагрузкой дол¬ жно осуществляться от сети НО кВ энер¬ госистемы, через ГПП 110/6 кВ завода. При этом установлено, что мощность реак¬ тивной нагрузки ГПП должна составлять в 1-ю, 2-ю смены 50%, а в 3-ю 70% заявлен¬ ной расчетной реактивной мощности нагруз¬ ки завода. Это соответствует коэффициен¬ там мощности нагрузки 0,93 в 1-ю и 2-ю сме¬ ны и 0,89 в 3-ю смену. Реактивной мощности синхронных дви¬ гателей недостаточно для снижения реак¬ тивной мощности нагрузки завода до ука¬ занных значений. Поэтому независимо от степени использования их необходима уста¬ новка конденсаторов на заводе. Конденсаторы могут быть установлены как на ГПП 110/6 кВ, так и в сети 6— 0,38 кВ. Выбор системы компенсации реак¬ тивной мощности нагрузки производится путем сравнения технико-экономических по¬ казателей конкретных вариантов.
Таблица 2-139 Расчетные показатели графика нагрузки Потребители Относитель¬ ная загрузка смен 2-й 3-й $2 Зз Потребители 380/220 В Главный кор- 5000 0,65 1 0,5 пус Блок вспомо¬ гательных це¬ хов 4000 0,55 0,7 0 Литейный цех 6000 0,85 1 0,8 Прочие по¬ требители 4000 0,8 0,9 0,1 Потребители 6 кВ Дуговые ста¬ леплавильные печи 8000 0,85 1 0,5 Синхронные двигатели 8000 0,75 1 0,6 Вариант 1 предусматривает разме¬ щение всех конденсаторов на ГПП 110/6 кВ завода на напряжение 6 кВ. Сообразно с характером, мощностью,- расположением и условиями питания по¬ требителей электрическая сеть . завода вы¬ полняется: на напряжение 6 кВ кабельной, по схеме с радиальными'н магистральными линиями; на напряжение 380/220 В с при¬ менением шинопроводов, кабелей и прово¬ дов по магистральной и радиальной схемам. От РУ 6 кВ ГПП 110/6 кВ непосредст¬ венно отходят линии ко всем электроприем¬ никам 6 кВ (рис. 2-110): 8 радиальных (к 6 синхронным двигателям и 2 электро¬ печам) и 20 магистральных (к 44 трансфор¬ маторам общей мощностью 35 800 кВ-А це¬ ховых КТП, выбранных на основании соот¬ ветствующих технико-экономических расче¬ тов с учетом требуемого резервирования питания нагрузок). В ГК устанавливаются 24 трансформатора по 1000 кВ-А, в ВВЦ — 8 по 630 кВ-A, в ЛЦ — 4 по 1000 кВ-A н 2 по 630 кВ-А и у прочих потребителей — 6 по 250 кВ-А. Расчетная реактивная нагрузка склады¬ вается из QM электропечей и общей Qcp » QM остальных потребителей завода как на¬ грузки электроприемников с переменным и постоянным графиками нагрузки (см. § 2-5). Мощность компенсирующих устройств опре¬ деляется наибольшей реактивной нагрузкой и условиями получения электроэнергии от питающей энергосистемы при работе завода в 1-ю смену (табл. 2-140) Qk.s—Qm—Qb~ =21,3—10,6=10,7 Мвар. Расчетная номинальная реактивная мощность одного синхронного двигателя привода компрессора номинальной мощно¬ стью Рд,н=1250 кВ-А при номинальном ко¬ эффициенте мощности 0,9 (tg <ри=0,484) и коэффициенте полезного действия т]н=0,95 п Гд,ніёФн 1250-0,484 Сд’н = = —'= 0 квар- В 1-ю и 2-ю смену- нормально работают пять, а в 3-ю смену — три из шести комп¬ рессоров.' Реактивная мощность, развива¬ емая синхронными двигателями, равна в 1-ю и 2-ю смену 5X640=3200 квар, а в 3-ю сме¬ ну 3 x640=1920 квар. Она с избытком по¬ крывает переменную часть реактивной на¬ грузки, создаваемой электропечами (см. табл. 2-140), присоединенными, как и син¬ хронные двигатели, непосредственно к РУ 6 кВ ГПП 110/6 кВ. Это делает целесо¬ образным соответствующее использование синхронных двигателей для компенсации реактивной нагрузки (см. ниже). Согласно расчетному графику нагрузки завода для осуществления требуемой ком¬ пенсации реактивной мощности в 1-ю смену полностью используется реактивная мощ¬ ность синхронных двигателей и предусмат¬ ривается конденсаторная установка мощно¬ стью <2к=<2к,у—(?д=10,7—3,2=7,5 Мвар. Во 2-ю и 3-ю смену соответственно уменьшает¬ ся реактивная мощность, развиваемая син¬ хронными двигателями и конденсаторной установкой (см. табл. 2-140). Конденсатор¬ ная установка по условиям распределения реактивной нагрузки между секциями сбор¬ ных шин 6 кВ ГПП 110/6 кВ и необходимо¬ сти регулирования составляется из 17 ком¬ плектных конденсаторных установок в соот¬ ветствии с их номенклатурой типа УК-6-750 общей мощностью 17 x750= 7650 квар. При принятом использовании реактив¬ ной мощности синхронных двигателей в 1-ю и 2-ю смену по двухступенчатому графику с Гі=Г2=2000 ч в год аді = 1, аД2= =2,7/3,2=0,85 и Кфі«йКф2=1 затраты на развиваемую ими реактивную мощность при опережающем токе, определяемые связан¬ ной с этим потерей электроэнергии в них, при номинальных потерях в двигателях ДРд.н=5-1250(1—0,95) : 0,95= 329 кВт и ко¬ эффициентах потерь Ді=0,1, Д2=0,08, при плате за электроэнергию основной Со,п= =43,1 руб/кВт и дополнительной Сд,п= = 0,0077 руб/(кВт-ч) с учетом коэффициен¬ та совмещения максимумов потерь и на¬ грузки =0,9 будет определяться следу¬ ющими величинами: ДРм.д = 329 (0,1 + 0,08) = 59 кВт; ДГг.д = 329 [0,1 (1 + 0,85) + + 0,08 (1 +0,85)2] .2000 = 2,12- 10е кВт-ч; Зд = Ям.д = 43,1-0,9-59 + + 0,0077-2,12- ІО5 = 3930 руб/год.
Таблица 2-140 Расчетные мощности нагрузки завода Расчетная мощность Нагрузка 1-й смены 2-й смены 3-й смены Годовая МВт Qi, Мвар МВт Q-2* Л'івар МВт Q3, Мвар ^С, Г’ МВт Qc, Г’ Мвар Нагрузка цеховых КТП: ГК 10,7 12,3 10,7 42,3 5,4 6,2 7,0 8,0 БВЦ 2,5 2,9 1,7 2,0 0,3 0,3 1,4 1,6 ЛЦ 2,6 2,4 2,6 2,4 2,1 1,9 2,2 2,0 Прочие потребители 0,8 0,9 0,7 0,8 0,1 0,1 0,6 0,7 Итого 16,6 18,5 15,7 17,5 7,9 8,5 11,2 .12,3 Нагрузка электроприемников 6 кВ: Электропечи 4,8 2,8 4,8 2,8 2,4 1,4 2,5 1,3 Двигатели 5,0 •— 5,0 — 3,0 — 3,8 — Итого 9,8 2,8 .9,8 2,8 5,4 1,4 6,3 1,3 Всего 26,4 21,3 25,5 20,3 13,3 9,9 17 5 13,6 Нагрузка завода, принятая 26,4 10,6 25,5 10,1 13,3 6,9 — — питающей энергосистемой QB Требуемая мощность компен¬ саторов завода QK,y — 10,7 — 10,2 — 3,0 — — Синхронные двигатели <2Д — 3,2 -—. 2,7 —— 0,0 — Конденсаторы QH — 7,5 — 7,5 — 3,0 — — Затраты на заменяющие синхронные двигатели конденсаторы 6 кВ при удельных потерях в конденсаторах АРУ,К=0,003 кВт/ квар и стоимости их установки Ку,н=6 руб/ квар при суммарных начислениях Е3=0,22 будут определяться величинами АРМ.к = 3200-0,003 = 9,6 кВт; ДГГ,К = 9,6-2000 + 2700-0,003-2000 = = 35 400 кВт-ч; Им ,к = 43,1 -0,9-9,6 + 0,007-35 400 = = 646 руб/год; Зк = 646 + 0,22-6-3200 — 4866 руб/год. С учетом стоимости дополнительных устройств затраты на конденсаторы будут еще больше Зд, что указывает на целесо¬ образность предусмотренного использова¬ ния синхронных двигателей. Расчетные показатели приведены в табл 2-141. Вариант 2 предусматривает разме¬ щение всех конденсаторов у цеховых КТП со стороны 6 кВ. По условию более рацио¬ нального использования изготовляемых комплектных конденсаторных установок они присоединяются только к первым КТП ма¬ гистралей ГК, ВВЦ и ЛЦ. Общая мощность конденсаторных установок также 7650 квар. Расчетные показатели варианта приведены в табл. 2-140 и 2-141. Установка конденсаторов 6 кВ на ГПП и у КТП, как явно менее целесообразная, не рассматривается. Вариант 3 предусматривает разме¬ щение всех конденсаторов у цеховых КТП иа стороне 0,38 кВ. Основная часть реактив¬ ных нагрузок завода сосредоточена в ГК и БВЦ. В этих цехах нормальная среда, вы¬ сокая плотность нагрузки и сеть 380 В вы¬ полнена с широким применением шинопро¬ водов, связывающих подстанции. Поэтому конденсаторы 380 В устанавливаются в ГК и ВВЦ. Они,, снижая общую нагрузку, поз¬ воляют уменьшить количество трансформа¬ торов и число питающих линий 6 кВ прак¬ тически без существенного изменения сети 380 В. В ГК устанавливаются 18 КТП с трансформаторами по 1000 кВ-А и конден¬ саторами мощностью по 400 квар, а в
, Таблица 2-141 Технико-экономические показатели сравниваемых вариантов системы компенсации реактивной мощности завода Расчетные значения Показатели Единица изме¬ рения Вариант 1 Вариант 2 Вариант 3 Конденсаторные установки Мощность QH Мвар 7,6 7,6 8,1 Потери мощности ДРм,к кВт 48 48 76 Потери энергии ДІУг,к МВт-ч 96 96 151 Ячейки КРУ ШТ. 4 — — Вложения Электрическая часть Строительная часть тыс. руб. тыс. руб. 45,4 П,2 37,4 5,2 57,7 1,2 Всего Kq тыс. руб. 56,6 42,6 58,9 Стоимость потерь Ик,к тыс. руб. ■ 2,8 2,8 4,4 •Цеховые КТП Мощность S* МВ-А 35,8 35,8 28,5 Потери мощности ДР'М,С кВт 350,6 350,6 287,2 Потери энергии ДѴ^'г.с МВт-ч 1081 1081 880 Вложения Электрическая часть тыс. руб. 426 426 340 Строительная часть тыс. руб. 44 44 36 Всего ДКС тыс. руб. 470,0 470,0 376,0 Стоимость потерь йм с тыс руб. 23,4 23,4 19,1 Линии 6 кВ Кабели j км 8,6 8,6 6,3 Ячейки КРУ шт. 20 20 16 Потери мощности ДРМ кВт 109 71 84,5 Потери энергии ДЧ^, 0 МВт-ч 207 123 165 ' Вложения Электрическая часть тыс. руб. 74 74 55 . Строительная часть тыс. руб. 8 8 6,5 Всего ДКС тыс. руб. 82 82 61,5 Стоимость потерь И'и а тыс. руб. 6,3 4,2 4,8 Расчетные затраты Вложения Электрическая часть тыс. руб. 545,4 537,4 452,7 Строительная часть тыс. руб. 63,2 57,2 43,7 . Всего К=К<г+ДЛ^+К” тыс. руб. 608,6 594,6 496,4 Стоимость потерь Ик=Ик>к-}-И'^ с -j-й", с тыс. руб. 32,5 30,5 28,4 Приведенные затраты 3=ЕвК-}-Им тыс. руб. 155 151 Г36
БВЦ—6 КТП с трансформаторами по 630 кВ-А и конденсаторами по 300 квар. К 36 трансформаторам КТП завода общей мощностью 26 540 кВ-А будут подходить 16 магистральных линий. Расчетные показатели варианта приве¬ дены в табл. 2-141. Установка конденсаторов в пунктах се¬ ти 380 В целесообразна, когда дробление конденсаторной установки 380 В не приво¬ дит к увеличению капитальных вложений. Установка конденсаторов непосредст¬ венно у электроприемннков не может быть осуществлена, так как мощность отдельных электроприемников 380 В завода относи¬ тельно невелика и реактивная нагрузка каждого из них значительно ниже мини¬ мальной мощности изготовляемых конден¬ саторов 0,38 кВ. Проведенные расчеты позволяют опре¬ делить, что наиболее экономичным является вариант 3, предусматривающий установку всех конденсаторов иа 380 В. Пример 2. Выбор пунктов присоедине¬ ния конденсаторов к сети 380 В цеховых КТП с трансформаторами 1000 кВ-А. Схема сети: трансформатор — магистраль (рис. 2-112). Рис. 2-112. Расчетная схема при установке конденсатора в сети 380 В. Расчетные данные сети: Обозначение участка сети . . 01 Сопротивление, мОм 0,4 Проводимость, кСм 2,5 Реактивная на¬ грузка, квар . . 500 Потери от реак¬ тивной нагрузки, кВт 0,69 1 12 2 23 3 0,8 0,6 1,0 0,6 1,0 1,25 1,67 1,0 1,67 1.0 200 300 150 150 150 0,22 0,37 0,15 0,09 0,15 Мощность конденсаторов 320 квар. Комплектные конденсаторные установки на эту мощность могут иметь в своем составе три конденсаторные ячейки, что согласуется с требованиями регулирования. При одной вводной ячейке стоимость установки наи¬ меньшая. В этом случае конденсаторы це¬ лесообразно присоединить к концу головно¬ го участка 0І. Разделение конденсаторов между большим числом пунктов приведет к увеличению количества их вводных уст¬ ройств и соответственно стоимости установ¬ ки. Оно будет целесообразным, если допол¬ нительные вложения будут окупаться соот¬ ветствующим снижением потерь в сети. Наибольшее возможное снижение по¬ терь путем разделения конденсаторов меж¬ ду пунктами сети равно расчетным потерям от реактивной загрузки в рассматриваемой сети 380 В без головного участка. Так как АТ>м<г=0,98 кВт, то при установленных значениях ат=0,65 и 7=6000 ч/год, С0,п = =43,1 руб/кВт и Сд,п—0,0077 руб/кВт, стои¬ мость этих потерь, согласно (2-314в), (2-319) и (2-3206), составит йм=43,1-0,984- + 0,0077• 0,98 • 0,652-5000 = 60 руб/год. Следовательно, согласно (2-323а) сни¬ жение на 60 руб/год стоимости потерь не может оправдать увеличение вложений при £з=0,22 на сумму, превышающую Ев 60 = ——- = 270рѵб. 0,22 Увеличение же числа пунктов присоеди¬ нения иа один при принятом типе конденса¬ торных установок приводит в рассматривае¬ мом случае к увеличению капиталовложе¬ ний почти иа 700 руб., что намного превы¬ шает 6К, поэтому дробление конденсатор¬ ной установки нецелесообразно. 2-80. ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ КОМПЕНСИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ 1. КОНДЕНСАТОРЫ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ Каждый конденсатор (рис. 2-113) со¬ стоит из находящихся внутри его корпуса секций, объединенных в пакеты. У конден¬ саторов на номинальное напряжение 1050-В н ниже секции соединяются параллельно через плавкие предохранители, встроенные вместе с ними в корпус конденсатора. При перегорании предохранителей отключившие¬ ся секции снижают емкость конденсаторов. Замена этих предохранителей возможна прн ремонте с извлечением пакетов секций из корпуса конденсатора. Конденсаторы изготовляются на номи¬ нальные напряжения 660 В и ниже в трех- и однофазном исполнениях, а иа 1050 В и выше — в однофазном. Трехфазные конден¬ саторы соединяются по схеме «треугольник». Однофазные конденсаторы могут быть как. с двумя изолированными выводами, так и с выводами, одни из которых соединен с кор¬ пусом. Конденсаторы могут иметь встроенные разрядные сопротивления, снижающие мак¬ симальное напряжение до 50 В за время не более 1 мин у конденсаторов на напряже¬ ние 660 В н ниже и за время не более 5 мин у конденсаторов на напряжение свы¬ ше 660 В. Нормальная работа конденсаторов обес¬ печивается: иа высоте не более 1000 м над уровнем моря; при температуре окружающего воздуха не выше +40° С (среднесуточная не выше
4-30° С) и не ниже —40° С (эпизодически нё ниже —45° С) ; при относительной влажности воздуха не более 80% (при 20°С); Рис. 2-113. Габариты конденсаторов. Исполнение о 1 1 2 Ht, мм 180 1 325 640 Н2, мм 115 і 160 1 160 Номинальное До 0,66 1,05 3,15 напряжение, кВ Категория УЗ 1 У1 уз I уі УЗ J УІ размещения 1 s Н3, мм 85 1 150 95 1 140 120 1 140 Продолжение Номинальное 6,3 10,5 напряжение, кВ Категория УЗ 1 У1 УЗ 1 УІ размещения . 1 На, мм 150 1 180 200 1 220 во взрывобезопасной и химически не активной среде, не содержащей токопрово¬ дящей пыли, едких газов н паров в кон¬ центрациях, разрушающих металл и изо¬ ляцию; в местах, ие подверженных вибрациям и ударам, защищенных от прямого попада¬ ния воды, масла и эмульсий, а также от солнечной радиации. Основные технические данные конден¬ саторов приводятся в их типовых обозна¬ чениях, где в следующем порядке указыва¬ ется: К — назначение (косинусные), М или С — процитка (маслом или синтетической жидкостью), 0, или 1, или 2 — исполнение корпуса (габарит), номинальное напряже¬ ние, кВ, номинальная мощность, квар, 1, или 2, или 3 — количество, изолированных выводов, У или Т — исполнение (умеренный или тропический климат), 1 или 3 — катего¬ рия размещения (на открытом воздухе нли в закрытом помещении). Сочетания этих данных для косинусных конденсаторов (К), рассчитанных на применение в условиях умеренного климата (У), приведены в табл. 2-142; Таблица 2-142 Основные технические данные конденсаторов Номиналь¬ ное напря¬ жение, кВ Номинальная мощность, квар, при исполнении корпуса К о 3 U О) ф Й m к 0 1 2 Пропитка синте тической жидкостью Э (С) 0,22 4 6; 8 14; 16 1; з 0,38 12,5 14; 20 28; 40 1 12,5 18; 25 36; 50 3 0,5 —_ 14 28 1 18 36 3 0,66 12,5 16; 20 32; 40 1 12,5 20; 25 40; 50 3 1,05 30 60 1 37,5 75 3 3,15; 25 30; 37,5 60; 75 1 6,3; 10,5 25 37,5; 50 75; 100 3 Пропитка маслом (М) 0,22 — 4,9 9 3 0,38; 0,5; — 13 25 3 0,66 3,15; 6,3; .—- 12 24 1 10,5 13 26 3 Пример. Типовое обозначение коси¬ нусного конденсатора с пропиткой синтети¬ ческой жидкостью, исполнение корпуса 1, на номинальное напряжение 6,3 кВ с номи¬ нальной мощностью 50 квар, имеющего два изолированных вывода для умеренного кли¬ мата и установки в закрытом помещении: КС1-6,3-502УЗ. 2. КОМПЛЕКТНЫЕ КОНДЕНСАТОРНЫЕ УСТАНОВКИ Комплектные конденсаторные установ¬ ки рассчитаны на применение в условиях умеренного климата; на высоте до 1000 м над уровнем моря; при температуре окру¬ жающего воздуха в пределах ±40° С; при относительной влажности воздуха не более 80%. при 20° С; в невзрывоопасной среде, ие содержащей токопроводящей пыли, ед¬ ких паров и газов; в местах, не подвержен¬ ных тряске, резким толчкам и ударам. Установки с буквой Л в типовом обо¬ значении имеют отдельную вводную ячёй-
Таблица 2-143 Основные технические данные конденсаторных установок Типовое обозначение Номин альная мощность, квар Число и мощ- ность регу¬ лируемых ступеней, шт. X квар Габариты, мм Рисунок 1 b h Для внутренней установки на 0,38 кВ 2-114, а УК-0,38- 150НУЗ 150 1X150 700 600 1800 УК-0.38-300НЛУЗ УК-0.38-450НЛУЗ УК-0.38-600НЛУЗ УК-0.38-750НЛУЗ 300 450 600 750 2X150 3X150 4X150 5X150 2100 2800 3500 4200 2-114, б УКЛН-0.38-150-50УЗ УКЛН-0.38-300-50УЗ 150 300 3X50 6X50 1200 1900 500 1600 УК-0,38-150УЗ 150 3X50 700 500 1600 2-114, а Для внутренней установки на 6 кВ* УК-6-300г2ЛУЗ УК-6-450-2ЛУЗ УК-6-600-2Л УЗ УК-6-750-2ЛУЗ УК-6-450-ЛУЗ УК-6-675-ЛУЗ УК-6-900-ЛУЗ УК-6-1125-Л УЗ 300. 450 600 750 450 675 900 1125 2100 2800 3500 4200 2100 2800 3500 4200 800 1800 2г114, б Для наружной установки на 6 кВ* УКМ-6.3-400-У1 УКМ-6,3-600-У1 400 600 2800 3500 800 2000 2-114, б * Конденсаторные установки на 10 кВ имеют в типовом обозначении цифры 10 или 10,5 соот¬ ветственно вместо 6 или 6,3. Рис. 2-114. Габариты комплектных конден¬ саторных установок. а — конденсаторная ячейка КВ с вводом; б — кон¬ денсаторная установка с отдельной вводной ячейкой-; В — вводная ячейка; Д — конденсаторная * ячейка. 1 ку, расположенную слева по фасаду отно¬ сительно конденсаторных ячеек (рис. 2-144,6). Вводная ячейка может быть рас¬ положена и справа, тогда в типовом обозна¬ чении имеется, буква Г1. Регулируемые установки (буква Н в ти¬ повом обозначении) оборудованы устройст¬ вом, автоматически изменяющим мощность присоединенных конденсаторов в зависимо¬ сти от напряжения в сети. Основные технические данные комп¬ лектных конденсаторных установок приве¬ дены в табл. 2-143. 2-81. СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ КОНДЕНСАТОРНЫХ БАТАРЕИ 1. СХЕМЫ СОЕДИНЕНИЯ Два и более электрически соединенных конденсатора образуют конденсаторную ба-
тарею. Она может иметь деление на секции, части, которые могут быть отделены (от¬ ключены) от остальной части батареи. Схе¬ ма батареи определяется ее назначением и режимом работы, параметрами сети и тех¬ ническими данными используемых конден¬ саторов (см. § 2-79). , Конденсаторная установка должна быть оборудована защитами, контрольно¬ измерительными приборами и разрядными сопротивлениями. При автоматическом ре¬ гулировании батареи на ее секциях следует предусматривать выключатели, предназна¬ ченные для коммутации с требуемой часто¬ той, но ие рассчитанные иа отключение то¬ ков повреждений, например вакуумные вы¬ ключатели. Конденсаторные батареи на номиналь¬ ные напряжения выше номинальных напря¬ жений конденсаторов составляют путем по¬ следовательно-параллельного соединения конденсаторов с более низким номинальным напряжением (рис. 2-115); трехфазные ба- !'і б) I п ! 1 I и 1 t Рис. 2-115. Принципиальные схемы соедине¬ ния конденсаторных батарей на напряже¬ ния выше 10 кВ. а — схема последовательно-параллельногр соеди¬ нении однофазных конденсаторов; ОТ — случай отключения конденсаторов; б — схема трехфазной конденсаторной батареи, соединенной в звезду; / — конденсаторы одной фазы батареи, соединен¬ ной по схеме рис. 2-115, а; 2— разрядное сопро¬ тивление; 3 — выключатель; 4 — разъединитель. тареи могут быть соединены в звезду. Число последовательно включаемых конденсаторов должно быть не меньше 7И = , (2-324) £7н.к где Umax — максимальное рабочее напря¬ жение, на которое включаются последова¬ тельно соединенные конденсаторы, кВ; ив,к — номинальное напряжение одного конденсатора, кВ; ke — коэффициент, учи¬ тывающий неравномерность распределения напряжения между последовательно вклю¬ ченными конденсаторами, принимается (при надлежащей комплектации и эксплуатации (2-325) звезду (2-325а) батареи с разбросом емкости 1—2%.) рав¬ ным 0,9—0,95. Чем больше М, тем меньше повышает¬ ся напряжение иа конденсаторах при за¬ мыкании части их. При неотключенном к. з. на одном из последовательно включенных конденсаторов цепи (рис. 2-115, с) напря¬ жение на каждом из остальных, не повреж¬ денных конденсаторов £7j увеличится и со¬ ставит относительно их напряжения нор¬ мального режима Ut величину и'і М Ut ~ М — 1 ’ При соединении батареи в іД ЗМ Ut ~37И—2’ При этом нулевая точка звезды будет иметь потенциал при фазном напряжении нормального режима £7ф *4 , 1 “ ЗМ — 2 ’ Число параллельно включаемых кон¬ денсаторов определяется требуемой емко¬ стью батареи. Параллельные цепи последо¬ вательно включенных конденсаторов следу¬ ет соединять поперечными перемычками че¬ рез каждый конденсатор. Напряжение на конденсаторах ряда, где произошло отключение одного из парал¬ лельно соединенных конденсаторов иг (рис. 2-115,«), увеличится и составит отно-; сительно напряжения нормального режима £7і величину U'i MN Ut~ М(TV—1)4-1 ’ где N — число параллельных конденсаторов в ряду. При соединении батареи в звезду ü\ ЗМ(7Ѵ—1)4-3 MN Ut “374^-1)4-2 M(N— 1)4-1 (2-327а) а потенциал нулевой точки Uq 1 £7ф “ — 37W (TV — 1) 4- 2 ’ (2-328) При одинаковом общем количестве кон¬ денсаторов у батарей данной мощности (М/Ѵ=пост.) можно ожидать меньшие пе¬ регрузки конденсаторов, вызванные отклю¬ чением поврежденных, у батареи с меньшим значением М. С повышением N значение UT прибли¬ жается к £7,. При использовании конденсаторов со встроенными секционными предохранителя¬ ми, когда повреждение одной секции незна¬
чительно изменяет Общую емкость ряда, минимально допустимое число конденсато¬ ров в ряду может не определяться. По условиям защиты конденсаторы мо¬ гут быть включены через реакторы (см. ниже). 2. СИСТЕМЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ Режим работы компенсирующих уст¬ ройств потребителей задается энергоснаб¬ жающей организацией на основании балан¬ са реактивной мощности в данном узле энергосистемы в различные часы суток и дни недели. При отсутствии точных данных расчет¬ ный график регулирования мощности ком¬ пенсирующих устройств определяется по расчетному графику реактивной нагрузки. Последний может быть построен по расчет¬ ным нагрузкам рабочих смен. Мощность, развиваемая компенсаторами, не должна превышать реактивную мощность нагрузки. Упорядоченный расчетный график будет ступенчатым. Наиболее простым и достаточно эффек¬ тивным является регулирование по време¬ ни. По заданной программе производится изменение мощности, развиваемой компен¬ сирующими установками, вручную или ав¬ томатически. Регулирование мощности компенси¬ рующих устройств по напряжению произво¬ дится в зависимости от отклонения напря¬ жения в данном пункте. Оно должно быть согласовано с другими средствами регули¬ рования напряжения в сети. В мощных се¬ тях регулирование мощности компенсирую¬ щих устройств по напряжению не всегда осуществимо. Для изменения напряжения на и в долях номинального в точке сети с расчетной мощностью трехфазного коротко¬ го замыкания SK, МВ-А, необходимо изме¬ нить реактивную мощность, вызывающую потери напряжения в этой сети, на Q—uSK, Мвар. Регулирование по реактивной мощно¬ сти автоматически изменяет мощность кон¬ денсаторов в зависимости от величин, не¬ посредственно характеризующих реактив¬ ную нагрузку. Эффективность этих систем, как и регулирования по напряжению, реа¬ гирующих на контролируемый параметр, оп¬ ределяется их быстродействием. Конденса¬ торы допускают повторное включение, сле¬ дующее за отключением, лишь по истечении определенного времени, требуемого для их разряда. Поэтому для регулирования кон¬ денсаторов при колебании нагрузки эти си¬ стемы могут быть не высокоэффективными. В этих случаях применяются специальные синхронные компенсаторы и конденсаторные установки, рассчитанные на изменения раз¬ виваемой ими реактивной мощности в боль¬ ших пределах и с высокой скоростью, тре¬ буемой при колебаниях мощности нагрузки, например, прокатных станов с тиристорным приводом. 3. РАЗРЯД КОНДЕНСАТОРОВ При отсутствии встроенных разрядных сопротивлений для разряда конденсаторов до 1000 В предусматриваются активные со¬ противления. Для батарей конденсаторов на напряжения выше 1000 В в качестве раз¬ рядных сопротивлений применяются транс¬ форматоры напряжения. Разрядное сопротивление должно вы¬ бираться по верхнему пределу допускаемых значений, определяемому продолжительно¬ стью времени разряда отключенной бата¬ реи. Время А, в течение которого разрядное сопротивление 7?р, Ом (для трансформато¬ ра напряжения — активное сопротивление его обмотки высокого напряжения), снизит напряжение на отключенной батарее емко¬ стью С, Ф, от начального Up, В, до данно¬ го Ut, В, определяется по выражению, с, fp = flpCln-^-. (2-329) Ut По условиям безопасности напряжение на отключенной батарее должно снижаться до 65 В в течение примерно 1 мни. При по¬ вторном включении батареи напряжение ее остаточного заряда не должно превышать 5—10% начального. 2-82. КОНСТРУКЦИИ КОНДЕНСАТОРНЫХ БАТАРЕИ И ИХ УСТАНОВКА Конденсаторные батареи, как и одиноч¬ ные конденсаторы, могут устанавливаться как внутри помещений, так и на открытом воздухе. При общем количестве масла в конден¬ саторах до 600 кг онн могут быть установ¬ лены в помещениях щитов управления, рас¬ пределительных устройств до 1000 В и вы¬ ше и производств категории Г и Д по по¬ жарной опасности. Прн количестве масла более 600 кг конденсаторы должны быть расположены в отдельном помещении I и II степени огнестойкости с выходом нару¬ жу или в общие помещения такой же ог¬ нестойкости. При этом под конденсаторами должен быть предусмотрен маслоприемник на 20% общего количества масла, устроен¬ ный в соответствии с требованиями ПУЭ. Количество масла в конденсаторах при от¬ сутствии более точных данных может опре¬ деляться исходя из удельного содержания масла в них 0,7 кг/квар, в том числе сво¬ бодной части, которая может вытечь нз конденсатора при повреждении его корпу¬ са, 0,4 кг/квар. В помещении, где устанавливаются конденсаторы, должна поддерживаться в зоне их размещения температура в допу¬ стимых для них пределах. При наружной установке конденсато¬ ров необходимо соблюдение требований, предъявляемых правилами и нормами к
установкам с маслонаполненным оборудо¬ ванием. При этом устройство маслоприем- ников не требуется. Рекомендуется под кон¬ денсаторными батареями значительной мощности предусматривать слой гравийной засыпки. Следует применять комплектные кон¬ денсаторные установки. Конструкция бата¬ рей с последовательно-параллельным соеди¬ нением однофазных конденсаторов (приме¬ няемом при напряжении примерно 10 кВ) определяется типом используемых конден¬ саторов и принятой схемой батареи. Ее следует составлять из отдельных кассет, платформ с общей дополнительной изоля¬ цией. Наибольшее число пѵ. последователь¬ но соединенных конденсаторов на одной кассете определяется классом изоляции на корпус Пи и номинальным напряжением од¬ ного конденсатора UB,K: ■ Ни = ^и/^н,к- При Пц = ин>к следует применять кон¬ денсаторы с одним выводом, соединенным с его корпусом, который соединяется и с несущей их металлической конструкцией кассеты. Это позволяет устанавливать по два последовательно соединенных конден¬ сатора или ряда на одной кассете (рис. 2-116). Конденсаторы рекомендуется устанав¬ ливать на металлическом каркасе верти¬ кально изоляторами вверх (до выпуска с высоконадежной герметизацией корпуса) в один, два и три яруса прн одно- или двух¬ рядном расположении их в ярусе с расстоя¬ нием между основаниями корпусов 50 мм при помощи конденсаторов до 13 квар, 70 мм — от 13 до 45 квар, 100 мм — от 50- до 75 квар и 120 мм при 100 квар. Присое¬ динение выводов к ошиновке батареи дол¬ жно осуществляться гибкими проводника¬ ми (во избежание возникновения усилий на выводах). Рис. 2-116. Наружная установка конденса¬ торов. Типовая кассета батареи 35 кВ на два последовательных ряда конденсаторов, один из выводов которых соединен с кор¬ пусом. Кассеты устанавливаются на изолято¬ рах. Для наружных установок применяют¬ ся также подвесные изоляторы. Класс изо¬ ляции определяется номинальным напря¬ жением батареи. И. ЗАЩИТА ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ, ПОДСТАНЦИЙ, ВРАЩАЮЩИХСЯ МАШИН И ТОКОПРОВОДОВ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ 2-83. ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ Под перенапряжением понимают повы¬ шение до опасных значений разности потен¬ циалов на изоляции. Перенапряжения мож¬ но разделить на внутренние и внешние. Внутренние перенапряжения могут по¬ являться в период переходных процессов, сопровождающихся резким изменением ус¬ тановившегося режима работы электриче¬ ской сети, и разделяются на коммутацион¬ ные и резонансные. Коммутационные перенапряжения за¬ висят от быстродействия коммутационных аппаратов и значений емкости или индук¬ тивности цепи. Резонансные перенапряже¬ ния возникают при определенном соотноше¬ нии между индуктивностями и емкостями. Значение и длительность резонансных перенапряжений характеризуются интен¬ сивностью преобразования электромагнит¬ ной энергии- индуктивности в электроста¬ тическую энергию в емкости. Рис. '2.-117. Вероятность появления различ¬ ных токов молнии.
К внешним относятся перенапряжения, возникающие при непосредственном пора¬ жении электроустановок разрядами молнии или индуктивным зарядом, например при ■ударах молнии вблизи электроустановки. При расчетах защитных устройств от ат¬ мосферных перенапряжений максимальная амплитуда тока прямого удара молнии при¬ нимается равной 200 кА при максимальной крутизне фронта волны тока 50 кА/мкс. Кривая вероятности появления токов молнии приведена на рис. 2-117. Эффектив¬ ность защиты электроустановок от ударов молнии характеризуется защитным уров¬ нем, выраженным в килоамперах тока мол¬ нии. 2-84. ЗАЩИТА ВОЗДУШНЫХ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ ОТ АТМОСФЕРНЫХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИИ Линии напряжением 110 кВ и выше на металлических н железобетонных опорах защищаются от прямых ударов молнии подвеской тросов по всей длине. Трос за¬ земляется. Отказ от защиты тросами на ВЛ ПО— 220 кВ допускается: в районах со слабой интенсивностью грозовой деятельности при числе грозовых часов в году менее 20; на участках линий с плохо проводящими грун¬ тами с удельным сопротивлением р^г ^1000 Ом-м; на участках линии, где тол¬ щина стенки гололеда превышает 20 мм. Грозовая деятельность определяется по данным метеостанций или по карте райони¬ рования территории СССР по числу грозо¬ вых часов в году. При ударе молнии в середину пролета возникает опасность перекрытия между тро¬ сом и проводом. Минимальное расстояние по вертикали между проводом и тросом в середине пролета должно соответствовать величинам, приведенным в табл. 2-144. Рас¬ чет этого расстояния производится прн тем¬ пературе окружающей среды +15°С без учета отклонения проводов и тросов вет¬ ром. ' Для промежуточных значений величи¬ ны пролета расстояние между тросом и про¬ водом определяется интерполяцией. Крепление тросов линий 220 кВ на ме¬ таллических и железобетонных опорах дол¬ жно выполняться через изолятор, шунти- Таблица 2-144 Расстояния по вертикали между тросом и проводом ВЛ в середине пролета Пролет между опорами, м 100 1S0 200 300 400 500 Расстояние между тросом и проводами, м 2 3,2 4,0 5,5 7,0 8,5 руемый искровым промежутком размером 40. мм. Через каждые 10 км на анкерных опорах этих линий трос присоединяется к заземлению опоры. На подходах к подстан¬ циям на расстоянии 2—3 км трос заземля¬ ется на каждой опоре. На линиях 150 кВ н ниже трос подвешивается через изолятор только на металлических и железобетонных анкерных опорах. На линиях 35 кВ с ме¬ таллическими или железобетонными опора¬ ми допускается отказ от защиты тросо¬ выми молниеотводами. Однако все опоры таких линий должны быть надежно зазем¬ лены. ВЛ напряжением 35—220 кВ на дере¬ вянных опорах тросами по всей длине не защищаются. Тросы подвешиваются только на подходах к подстанциям. Расстояние между фазами на портальных опорах по дереву должно быть не менее 3,0 м для линий напряжением 35 кВ, 4 м — для ПО кВ, 4,5 м — для 150 кВ, 5 м — для 220 кВ. Для ВЛ 35 кВ с одностоечными деревянными опорами это расстояние до¬ пускается уменьшить до 2,5 м. В местах с ослабленной изоляцией (отдельные метал¬ лические и железобетонные опоры, конце¬ вые опоры участков с тросом, переходные опоры) должна осуществляться защита при помощи трубчатых разрядников. На ВЛ 35 кВ и ниже при наличии АПВ вместо трубчатых разрядников допускается приме¬ нение искровых защитных промежутков, выполняемых путем шунтирования дере¬ вянных стоек опор. ВЛ 6—10 кВ специальных защитных мероприятий не требуют. Такие линии на деревянных опорах допускается не зазем¬ лять. ВЛ 6—10 кВ на железобетонных или отдельных металлических опорах должны быть обязательно заземлены. Кабельные вставки от атмосферных перенапряжений защищаются при помощи разрядников, ус¬ танавливаемых на опорах с концевыми ка¬ бельными муфтами. Расстояние между проводами и зазем¬ ленной частью опоры должно быть выбрано так, чтобы электрическая прочность этого воздушного промежутка была не меньше разрядного напряжения по гирлянде. Для ВЛ, проходящих иа высоте до 1000 м над уровнем моря, эти изоляционные расстоя¬ ния должны быть не менее приведенных в табл. 2-145. ' На ВЛ, проходящих в горных условиях, расстояния, указанные в табл. 2-145 для внутренних перенапряжений -и наибольшего рабочего напряжения, должны быть увели¬ чены на 1% на каждые 100 м выше 1000 м над уровнем моря. В связи с пониженной импульсной прочностью воздушного промежутка* между проводами пересекающихся ВЛ по сравне¬ нию с импульсной прочностью изоляций от¬ носительно земли на пересечении преду¬ сматриваются специальные меры молниеза- щнты переходов. Пересечение всегда следует выбирать по возможности ближе к опорам. Защита пересечения ВЛ на железобетонных
Таблица 2-145 Наименьшие изоляционные расстояния по воздуху между токоведущими и заземленными частями ВЛ Расчетные условия Наименьшие изоляционные расстояния, см, при напряжении ВЛ, кВ ДО 10 20 35 по 150 220 По атмосферным перенапряжениям: для штыревых изоляторов 15 25 35 для подвесных изоляторов 20 35 40 100 140 200 По внутрениим перенапряжениям 10 15 30 80 ПО 160 По рабочему напряжению — 7 10 25 35 55 Рис. 2-118. Защитные промежутки, применяемые иа ВЛ 6—1Ô кВ. а — защитный промежуток иа ВЛ 6—10 кВ с деревянными опорами; б — защитный промежуток на ВЛ 6—10 кВ с железобетонными опорами; в — защитный промежуток на опорах линий связи. или металлических опорах с другими ли¬ ниями или инженерными сооружениями, на¬ ходящимися на воздухе, обеспечивается за¬ землением опор. При пересечении иа обеих деревянных опорах ВЛ, ограничивающих пролет пересечения, должны устанавливать¬ ся трубчатые разрядники. На ВЛ 35—6 кВ вместо трубчатых разрядников допускается .устраивать защитные искровые промежут¬ ки, выполняемые в соответствии с рис. 2-118. Эти ВЛ должны быть оборудованы АПВ. При расстоянии от ближайшей опоры до места пересечения менее 40 м установка разрядников или защитных промежутков на второй опоре этой линии не требуется. Прн выполнении указанных мероприятий рас¬ стояния между проводами пересекающихся линий должны быть не менее указанных в табл 2-146. Допускается не устанавливать разряд¬ ники или искровые промежутки, если рас¬ стояния между проводами пересекающихся линий будут не менее указанных в табл. 2-147. Расстояния между проводами „ при из¬ менении их расположения, ответвлениях, а
Таблица 2-146 Наименьшие расстояния между проводами пересекающихся ВЛ При расстоянии от места пересечения Длина до ближайшей опоры ВЛ, м пролета ВЛ' М 30 I 50 I 70 I 100 I 120 I 150 При пересечении ВЛ 500—330 кВ с ВЛ более низкого напряжения До 200 300 450 5 5 5 5 5 5,5 5 5,5 6 5,5 6 7 6 6,5 7,5 6,5 7 8 При пересечении ВЛ 220 —150 кВ между собой и с ВЛ боле е низкого напряжения До 200 4 4 4 4 . 300 4 4 4 4,5 5 5,5 450 4 4 5 6 6,5 7 При пересечении ВЛ 110 —20 кВ между собой и с ВЛ более низкого напряжения До 200 3 3 3 4 — — 300 3 3 4 4,5 5 — При пересечении ВЛ 10 кВ между собой и с ВЛ более низкого напряжения До 100 2 2 — — — 150 2 2,5 2,5 — — — Таблица 2-147 Наименьшие расстояния между проводами пересекающихся ВЛ без молниезащитных мероприятий Пересекающиеся линии Расстояние между прово¬ дами пересе¬ кающихся линий, м ВЛ 330—500 кВ между собой и с линиями более низких напряжений 7 ВЛ 150—220 кВ между собой н с линиями более низких напряжений 6 ВЛ 35—ПО кВ между со¬ бой и с линиями более низ¬ ких напряжений 5 ВЛ 6—20 кВ между со¬ бой и с линиями более низ¬ ких напряжений 4 О1 оно также в местах их пересечения при транс¬ позиции могут быть уменьшены по сравне¬ нию со значениями, установленными по ус¬ ловиям работы проводов в пролете и долж¬ ны соответствовать приведенным в табл. 2-148. Все металлические и железобетонные опоры ВЛ, а также деревянные опоры с тросами или с устройствами молниезащнты должны быть заземлены. Значения сопро¬ тивлений заземления приведены в табл. 2-149. Таблица 2-148 Наименьшие расстояния между фазами ВЛ Расчетные условия Расстояния, см, при напря¬ жении ВЛ, кВ До 10 20 35 по 150 220 По атмосферным перенапряжениям 20 45 50 135 175 250 По внутренним перенапряжениям 22 33 44 100 140 200 По рабочему на¬ пряжению — 15 15 45 60 95 Таблица 2-149 Сопротивление заземления опор ВЛ Удельное сопротивление земли, Ом-м Сопротивле¬ ние заземляю¬ щего устрой¬ ства, Ом До 100 До 10 Более 100 до 500 До 15 Более 500 до 1000 До 20 Более 1000 До 30 Сопротивление заземления опор высо¬ той более 40 м должно быть уменьшено в 2 раза по сравнению со значениями, ука¬ занными в табл. 2-149. Для опор, устанавливаемых в грунтах с р^ЗОО Ом-м, следует использовать в качестве заземлителя арматуру железобе¬ тонных фундаментов. В качестве зазем¬ ляющих спусков железобетонных опор ис¬ пользуется их продольная арматура (с про¬ веркой ее на термическую стойкое г.-. при к. з.). 2-85. ЗАЩИТА ПОДСТАНЦИИ ОТ ПРЯМЫХ УДАРОВ МОЛНИИ На подстанциях 6—220 кВ от прямых ударов молнии должны быть защищены трансформаторы, ОРУ, в том числе шинные мосты и гибкие связи, ЗРУ, маслохозяйст¬ во и другие взрывоопасные и пожароопас¬ ные сооружения.
Для защиты от прямых ударов молнии зданий и сооружений, имеющих металличе¬ ские несущие конструкции кровли или ме¬ таллическую кровлю, достаточно заземлять металлические части. Открытые распредели¬ тельные устройства защищаются стержне¬ выми молниеотводами. Для защиты длин¬ ных шинных мостов могут применяться тросовые молниеотводы. Стержневые мол¬ ниеотводы устанавливаются на конструкци¬ ях ОРУ или прожекторных мачтах подстан¬ ции. Защита металлических маслобіков с верхней стенкой толщиной не менее 5 мм осуществляется путем их заземления. При установке молниеотводов на кон¬ струкциях ОРУ должны быть выполнены требования, приведенные в табл. 2-150 (за исключением трансформаторных порталов). Таблица 2-150 Установка молниеотводов на конструкциях (порталах) ОРУ подстанции ие ОРУ, кВ Удельное сопротивление грунта, Ом-м Площадь, занимаемая зазем- 3 S а к □ S3 S 1 2 к « 4 0# о и „ Класс изоляции на порталах с молниеотводами, кВ р. правлений молнии по а землей ия СТОЙКИ с м ближайше электрода « СЗ « Е »? о 2 к е от м до ново Е 7. В1 га С К О, X Е кС R 2 S & К о « О И И И ® о о О р ф Ф А ‘4 оЕ И « 220 Независимо от сопротивления грунта и площади заземляюшего контура 2—3 3—5 220 110- -150 До 1000 До 2000 Независи¬ мо от площади Не менее 10 000 2—3 3—5 100—150 35 До 500 До 750 Независи¬ мо от площади Не менее 10 000 3—4 3—5 110 Установка молниеотводов на трансфор¬ маторных порталах допускается при сле¬ дующих условиях: удельное сопротивление грунта в гро¬ зовой сезон не превышает 350 Ом-м; непо¬ средственно на вводах 6—35 кВ трансфор¬ маторов или на расстоянии не более 5 м от них по ошиновке, включая ответвления к разрядникам, установлены вентильные раз¬ рядники; от молниеотвода обеспечено растекание тока молнии в трех-четырех направлениях. На расстоянии 3—5 м от молниеотвода установлено два-три вертикальных электро¬ да заземлений длиной 5 м. 'Гросы ВЛ допускается присоединять к линейным порталам ОРУ подстанций при выполнении требований табл. 2-150. При этом сопротивление заземления концевой опоры ВЛ 35 кВ не должно быть более 10 Ом. Не допускается установка молниеотво¬ дов на конструкциях ОРУ, которые нахо¬ дятся на расстоянии менее 15 м от транс¬ форматоров, соединенных гибкими связями или открытыми шинопроводами с вращаю¬ щимися машинами, или от этих связей и шинопроводов. Во всех остальных случаях защита под¬ станций выполняется отдельно стоящими молниеотводами с обособленными зазем¬ лениями. Расстояния по земле и воздуху от мол¬ ниеотвода и его заземлителя до токоведу- щих и заземленных частей РУ должны быть соответственно £3 > 0,27?и; (2-330) Ьъ> 0,127?И + 0,1Я, (2-331) где 7?и — импульсное сопротивление зазем¬ ления отдельно стоящего молниеотвода; 11 высота сооружения ОРУ над землей; £3 должно быть не менее 3 м; £в должно быть не менее 5 м. От прямых ударов молнии допускает¬ ся ие защищать: подстанции 220 кВ и ниже с удельным сопротивлением грунта не менее 2000 Ом-м с интенсивностью грозовой деятельности ие более 20 ч в год; ОРУ 20—35 кВ в районах с интенсив¬ ностью грозовой деятельности не более 20 ч в год; ОРУ 20—35 кВ с трансформаторами до 1600 кВ-A (независимо от интенсивности грозовой деятельности). 2-86. ЗАЩИТА ПОДСТАНЦИЙ ОТ ВОЛН АТМОСФЕРНЫХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ, НАБЕГАЮЩИХ С ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ Защита достигается установкой вен¬ тильных разрядников. Нормированный им¬ пульсный ток в вентильном разряднике не¬ значителен по сравнению с током молнии. Поэтому необходимо, чтобы в землю про¬ исходил отвод большей части тока молнии еще на подходе линии к подстанции. ВЛ 35—220 кВ, не защищенные тросами по всей длине, должны иметь защиту тросом от прямых ударов молнии на подходе к подстанции на длине 1—2 км. Схема защиты подстанций от набегаю¬ щих волн с линии приведена на рис. 2-119, а. Повышение надежности грозозащиты подстанций достигается увеличением числа молниезащитных тросов, уменьшением их защитных углов, снижением сопротивления заземления опор, уменьшением расстояния
между разрядниками и защищаемым обо¬ рудованием. На ВЛ с деревянными опорами без. тросов по всей длине для ограничения амплитуды набегающей с линии волны сле¬ дует устанавливать в начале тросового подхода трубчатые разрядники (FV1 на рис. 2-119,6). Рис. 2-119. Нормальные схемы защиты под¬ станций 35—220 кВ. а — линия, находящаяся под тросом по всей дли¬ не; б — линия на деревянных опорах, не защи¬ щенная тросом по всей длине. Выбор вентильных разрядников произ¬ водится в соответствии с табл. 2-151. При установке разрядников с улучшен¬ ными характеристиками (II или I группы) допускается увеличивать расстояние между Таблица 2-151 Выбор вентильных разрядников Наименование защищаемого оборудования Группа раз¬ рядников (по ГОСТ 16357-70) Аппараты 35—220 кВ III (РВС) Силовые и измерительные трансформаторы 35—НО кВ III (РВС) Обмотки 150—220 кВ си¬ ловых трансформаторов с повышенным уровнем изо¬ ляции III (РВС) Силовые трансформаторы II или I 150—220 кВ с основным (РВМ, РВМГ уровнем изоляции или РВРД-РВТ) разрядником и защищаемым оборудовани¬ ем. Не допускается установка между раз¬ рядником и защищаемым оборудованием коммутационных аппаратов при защите об¬ моток ‘всех силовых трансформаторов, имеющих автотрансформаторную связь, и обмоток 150 и 220 кВ трансформаторов с основным уровнем изоляции. Наибольшие допустимые расстояния между защищаемым оборудованием и раз¬ рядниками приведены в разд. IV ПУЭ-76. Защита подходов линий к подстащиям должна выполняться в соответствии с табл. 2-152. Наибольшие допустимые расстояния* определяются ' исходя из нормального ре¬ жима работы при полном развитии подстан¬ ции (на пятилетний период), Для защиты подходов к подстанциям 35—ПО кВ с трансформаторами мощностью до 40 МВ-А, подключаемыми короткими ответвлениями без выключателей к суще¬ ствующим линиям на деревянных опорах без тросов, применяются упрощенные схе¬ мы молниезащиты, приведенные на рис. 2-120. При этом вентильный разрядник дол¬ жен быть установлен вблизи трансформа¬ тора (на расстоянии не более 10 м). На линии по обе стороны от места ответвления при его длине менее 150 м устанавливается по два комплекта трубчатых разрядников (FV1 и FV2 на рис. 2-120,а). Дополни- Рис. 2-120. Схемы защиты подстанций па ответвлениях. а — длина ответвления до 150 м; б— длина от¬ ветвления 150—500 м. тельно подвешивается трос по одному про¬ лету магистральной линии в обе стороны от ответвления. При длине ответвления 150—500 мтрос подвешивается на магистральной линии и устанавливается три' комплекта трубчатых разрядников (рис. 2-120,6),
Таблица 2-152 Защита подходов ВЛ к подстанциям Номинальное напряжение ВЛ, кВ Тип опор подхода Длина защи¬ щенного под¬ хода с повы¬ шенным уров¬ нем грозо- S s: S 5 3 £ Число тросов Защи тный угол троса, градус Сопротивление заземляющих устройств опор, Ом, при удель¬ ном сопротивлении грунта, Ом-м до 100 100—500 более 500 35 Портальные Одностоечные ные Одностоечные ные одноцеп- двухцеп- 1—2 1,5—2 1,5—2 2 1—2 1—2 25—30 30 30 10 10 5 15 15 10 20 20 15 ПО Портальные Одностоечные ные Одностоечные ные одноцеп- двухцеп- 1—3 1,5—3 1,5—3 2 1—2 1—2 25—30 25 25 10 10 5 15 15 10 20 20 15 150 Портальные Одностоечные ные Одностоечные ные одноцеп- двухцеп- 1—3 1,5—3 1,5—3 2 1—2 1—2 25—30 25 25 10 10 5 15 15 10 20 20 15 220 Портальные Одностоечные ные Одностоечные ные одноцеп- двухцеп- 2—3 2—3 2—3 2 2 2 25 20 20 10 10 5 15 15 10 20 20 15 На ответвлениях от линий на металли¬ ческих и железобетонных опорах установка трубчатых разрядников не требуется. В районах с грозовой деятельностью менее 60 ч в год для подстанций 35 кВ с двумя трансформаторами мощностью до 1600 кВ-А каждый или с одним мощно¬ стью до 1600 кВ-А с резервированием пи¬ тания нагрузки на низшем напряжении до¬ пускается не выполнять защиту тросом подхода ВЛ. При отсутствии резервного питания подстанций с одним трансформа¬ тором длина защищаемого подхода долж¬ на быть не менее 0,5 км при расстоянии от трансформаторов до разрядников не более 10 м. Защита подходов к таким подстан¬ циям тросом не требуется, если ВЛ выпол¬ нена на металлических или железобетонных опорах либо на деревянных опорах с зазем¬ лением на подходе креплений подвесных гирляид или штыревых изоляторов с уста¬ новкой в начале подхода трубчатых раз¬ рядников. Сопротивления заземления опор и труб¬ чатых разрядников должны соответствовать данным, приведенным в табл. 2-152. Защиту распределительных устройств 6—20 кВ подстанций от набегающих волн рекомендуется выполнять в соответствии со схемами, приведенными на рис. 2-121. В РУ устанавливается вентильный разряд¬ ник. На ВЛ с деревянными опорами сопро¬ тивление заземления трубчатых разрядни- Шииы Б-20 кВ 1ОП-2ППи Рис. 2-121. Защита подходов ВЛ 6—20 кВ к подстанциям. а — воздушный ввод; б — кабельный ввод. ков не должно превышать 10 Ом. На ВЛ с металлическими или железобетонными опорами установка трубчатых разрядников FV1, указанных на рис. 2-121, а, не требу¬ ется. Защита РУ 6—20 кВ с кабельными вводами от воздушных линий выполняется в соответствии с рис. 2-121, а. Трубчатый разрядник FV2, установленный на опоре с
концевой кабельной муфтой, должен быть кратчайшим путем присоединен к броне или оболочке кабеля. Защита киосков, столбовых подстан¬ ций и РУ 6—10 кВ подстанций 35 кВ с трансформаторами мощностью до 630 кВ-А обеспечивается вентильными разрядниками, устанавливаемыми на сборке у трансфор¬ маторов или на вводе линий. Защита переключательных пунктов осу¬ ществляется при помощи трубчатых раз¬ рядников, устанавливаемых на каждой под¬ ходящей линии. Для подстанций с воздушной связью между трансформаторами и РУ 6—10 кВ расстояние между трансформатором и раз¬ рядниками не должно превышать 90 м при ВЛ на металлических или железобетонных и 60 м при ВЛ на деревянных опорах. 2-87. ЗАЩИТА ВРАЩАЮЩИХСЯ МАШИН ОТ АТМОСФЕРНЫХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИИ Вращающиеся машины (генераторы, синхронные компенсаторы и др.), связанные с воздушными линиями электропередачи че¬ рез трансформаторы, не требуют защиты от атмосферных перенапряжений. В случаях питания потребителей по ВЛ на генераторном напряжении защиту вра¬ щающихся машин от атмосферных перена¬ пряжений выполнять следует. Для защиты применяют вентильные разрядники. Вероятность возникновения индуктиро¬ ванных перенапряжений с амплитудой, большей пробивного напряжения разрядни¬ ка, снижается емкостями, для чего исполь¬ зуют конденсаторы, соединяемые в трех¬ фазные батареи. Непосредственная защита вращающихся машин от набегающих волн с линии осуществляется при помощи маг¬ нитно-вентильных разрядников РВМ нли РВМГ и конденсаторов. Схемы защиты вращающихся машин приведены на рис. 2-122. При выполнении вышеуказанных меро¬ приятий допускается присоединение к воз¬ душным линиям генераторов и синхронных компенсаторов мощностью до 50 000 кВ-А и двигателей мощностью более 3000 кВт. Для защиты двигателей мощностью менее 3000 кВт допускается применение упрощен¬ ной схемы без установки молниеотводов. Емкость присоединенных к шинам кон¬ денсаторов должна быть равной 0,5 мкФ на фазу. Подходы ВЛ к подстанциям или элект¬ ростанциям с вращающимися машинами за¬ щищаются в соответствии с рис. 2-122. 1. Подход ВЛ с железобетонными опо¬ рами защищается тросом и трубчатыми раз¬ рядниками FV1, как показано на рис. 2-122, а. Траверсы этих опор должны быть деревянными. На ВЛ с деревянными опора¬ ми устанавливается дополнительный комп¬ лект трубчатых разрядников FV2. 2. При кабельном подходе длиной до 0,5 км защита подхода выполняется также в соответствии с рис. 2-122, а с установкой дополнительного комплекта вентильных раз¬ рядников на опоре с кабельной муфтой. При длине кабельного подхода длиной более 50 м с присоединением через реактор за¬ щита подхода от прямых ударов молнии не требуется (см. рис. 2-122, в). Рис. 2-122. Схемы защиты вращающихся машин. Рис. 2-123. Схема защиты электродвигателя мощностью до 3000 кВт при наличии ка¬ бельной вставки.
Таблица 2-153 3. При присоединении ВЛ к подстанции через реактор защита подхода ее выпол¬ няется в соответствии с рис. 2-122, б. 4. При присоединении ВЛ на железо¬ бетонных или металлических опорах к под¬ станции с генераторами или синхронными компенсаторами мощностью 3000 кВ-А устанавливаются на расстоянии 150 м от подстанции вентильные разрядники, а защита подхода тросом не требуется. При- соедннёние ВЛ к электродвигателям мощ¬ ностью до 3000 кВ-А выполняется в соот¬ ветствии с рис. 2-123, а- при наличии ка¬ бельной вставки — в соответствии с рис. 2-123, б. 2-88. ЗАЩИТА ТОКОПРОВОДОВ ОТ АТМОСФЕРНЫХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ Токопроводы 6—10 кВ обычно отходят от шин мощных понижающих подстанций или от шин генераторного напряжения электростанций к цеховым подстанциям промышленных предприятий. Мощные (на большие токи) токопровэ- ды применяются также для связи трансфор¬ маторов подстанций с РУ, При присоединении открытых токопоо- водов 6—10 кВ к шинам генераторного на¬ пряжения или питания от токопроводов электродвигателей высокого напряжения токопроводы по всей длине должны защи¬ щаться от прямых ударов^ молнии стержне¬ выми молниеотводами, устанавливаемыми в шахматном порядке вдоль трассы по обе стороны токопровода. Вместо стержневых молниеотводов иногда /применяют тросо- Рис. 2-124. Расстояние между отдельно стоящими молниеотводами и токопровода¬ ми. Дополнительные защитные емкости Номинальное напряжение генератора, кВ Защитная емкость на три фазы, мкФ, не менее 6 0,8 10 0,5 13,8—20 0,4 вые, подвешенные на отдельных опорах. Расстояние между молниеотводами и токо¬ ведущими частями токопровода по воздуху должно быть не менее 5 м с учетом откло¬ нения фаз токопровода ветром при грозо¬ вых условиях. Расстояние между заземлителем мол¬ ниеотвода и заземлителем опор токопрово¬ да должно быть не менее 5 м (рис. 2-124). Для участков токопровода, проходящих вблизи высоких зданий и сооружений и рас¬ положенных в зоне их защиты, установка отдельных стержневых молниеотводов не требуется. Методика и формулы для рас¬ чета зон защитного действия молниеотводов приведены в § 7-6 «Справочника по проек¬ тированию электрических сетей и оборудо¬ вания». На шинах подстанций и электростан¬ ций с вращающимися машинами и~распре- делительных пунктов промышленных пред¬ приятий, к которым подходит токопровод, защищенный молниеотводами, устанавли¬ ваются вентильные разрядники, предназна¬ ченные для защиты вращающихся машин, и защитные емкости. Емкость определяется в соответствии с табл. 2-153. Установка дополнительных емкостей не требуется, если к шинам без реакторов присоединены кабели, емкости которых больше приведенных в табл. 2-153 или рав¬ ны им. 2-89. ЗАЩИТА ОТ ВНУТРЕННИХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ В промышленных электроустановках защита от внутренних перенапряжений осу¬ ществляется в тех случаях, когда перена¬ пряжения являются следствием повторяю¬ щихся в процессе эксплуатации процессов, например при отключениях трансформато¬ ров мощных дуговых электропечей и т. п. В сетях 6—35 кВ, работающих с изолиро¬ ванной нейтралью, возможны перенапряже¬ ния вследствие повторных зажиганий и по¬ гасаний электрических дуг емкостного тока при замыкании на землю. Для защиты от внутренних перенапря¬ жений, связанных- с отключением трансфор¬ маторов, линий в промышленных электро¬ установках применяются вентильные раз¬ рядники, устанавливаемые в непосредствен¬ ной близости к защищаемому оборудова¬ нию. При токах замыкания на землю боль-
Таблица 2-154 Допустимый емкостный ток Характер и напряжение сети Макси¬ мальный емкостный ток, А 35 кВ 10 6—20 кВ на металлических или железобетонных опорах 10 20 кВ на деревянных опорах 15 10 кВ на деревянных опорах 20 6 кВ на деревянных опорах 30 6—20 кВ схема-блок генера¬ тор — трансформатор 5 ше приведенных в табл. 2-154 должна применяться компенсация емкостного тока при помощи дугогасящих аппаратов. Мощность дугогасящих аппаратов вы¬ бирается по значению полного емкостного тока замыкания на землю с учетом разви¬ тия сети за 5 лет при помощи коэффици¬ ента развития сети. При правильном выборе дугогасящих аппаратов и правильном подборе изоляции нейтралей трансформаторов перенапряже¬ ния при дуговых замыканиях на землю не должны вызывать повреждения изоляции. Эта изоляция должна соответствовать уров¬ ню испытательных напряжений, приведен¬ ных в табл. 2-155. Таблица 2-155 Испытательные напряжения изоляции нейтрали силовых трансформаторов Номинальное напря¬ жение трансформаторов, кВ Уровни изоляции нейт¬ рали \£ с а 1 на нейтрали, кВ-- Испытательное напряжение изоляции, кВ внутренней внешней 1 і промышлен¬ ной частоты импульсное промышлен¬ ной частоты импульсное по I 47 по 200 145/100 200 II 59 130 260 180/150 260 150 I 64 130 260 180/150 260 II 81 200 340 300/240 340 220 1 94 200 340 300/240 340 II 120 260 400 370/300 400 Примечание. В числителе указано на¬ пряжение для сухой изоляции, в знаменателе™ под дождем. Ï уровень изоляции должен соответствовать эффективному заземлению нейтрали, П — неэф¬ фективному. В нейтралях параллельно дугогасящнм- ка¬ тушкам должны устанавливаться вентильные раз¬ рядники. 2-90. ЗАЩИТНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И УСТРОЙСТВА (РАЗРЯДНИКИ, КОНДЕНСАТОРЫ, МОЛНИЕОТВОДЫ) Разрядники служат для ограничения атмосферных перенапряжений. Основным элементом разрядников является искровой промежуток, отделяющий токоведущий эле¬ мент установки от заземляющего контура. При перенапряжении происходит пробой искрового промежутка и срез волны пере¬ напряжения. В функцию разрядника входит также гашение дуги сопровождающего тока промышленной частоты, протекающего че¬ рез искровой промежуток вслед за им¬ пульсным пробоем. Зависимость времени пробоя искрового промежутка разрядника от приложенного напряжения называется вольт-секундной ха¬ рактеристикой, Расположение польт-секунд- ной характеристики (ее крутизна) определя¬ ется конструктивными особенностями искро¬ вых промежутков (их формой, размерами, расстояниями между ними). Для надежного снижения перенапря¬ жения вольт-секундная характеристика искрового промежутка разрядника должна быть ниже вольт-секундной характеристики защищаемой изоляции (рис. 2-125). Рис. 2-125. Вольт-секундная характеристика разрядника и защищаемой изоляции. 1 — импульсная характеристика разрядника; 2 — импульсная характеристика изоляции. Если вольт-секундная характеристика разрядника (рис. 2-125, пунктир) будет крутой и пересечет вольт-секундную харак¬ теристику изоляции, то изоляция не будет защищаться разрядником при малых време¬ нах разряда. В схемах защиты от перенапряжений применяются два вида разрядников с гаше¬ нием дуги сопровождающего тока: вентиль¬ ные и трубчатые. Вентильные разрядники предназначены для защиты от перенапряжений изоляции трансформаторов и аппаратуры напряже¬ ния выше 1000 В подстанций. Защитные ха¬ рактеристики разрядников должны соответ¬ ствовать уровням изоляции защищаемого оборудования.
Таблица 2-156 Электрические характеристики вентильных разрядников Тип разрядников Группа по ГОСТ 16357-70 Номинальное напряже¬ ние, кВ Наибольшее допусти¬ мое напряжение на раз¬ ряднике (действующее значение), кВ Пробивное на¬ пряжение на разряднике при частоте 50 Гц в сухом СОСТОЯ¬ НИИ и под дож¬ дем (дейст¬ вующее значе¬ ние), кВ Импульсное пробивное напряжение разрядника при предза¬ рядном вре¬ мени 2—20 мкс и при полной волне 1,5 (40 мкс) кВ, не более Остающееся напря¬ жение разрядника, кВ, не более, при импульсном токе с длиной фронта волны 8 мкс с ам¬ плитудой. А не менее не более 3000 5000 10 000 Для защиты от перенапряжений под станционного оборудования РВС-15 III 15 19 38 48 67 57 61 67 РВС-20 III 20 25 49 60,5 80 75 80 88 РВС-35 III 35 40,5 78 98 125 122 130 143 РВС-ИОм III НО 100 200 250 285 315 335 367 РВС-ІБОм III 150 138 275 345 375 435 465 510 РВС-220м III 220 200 400 500 530 630 670 734 Для защиты от перенапряжений под станционного оборудования (разрядники с магнитным дутьем) РВМ-15 II 15 19 35 43 57 47 51 57 РВМ-20 II 20 25 47 56 74 62 67 74 РВМ-35 II 35 40,5 75 90 116 97 105 116 РВМ-НОм II 110 100 170 195 260 245 265 295 РВМ-150м II 150 138 230 265 370 340 370 410 PBM-22ÛM II 220 200 340 390 515 475 515 570 Для защиты от перенапряжений оборудования неответственных подстанций небольшой мощности (облегченные разрядники) РВО-6 IV 6 1 7,2 I 16 I 19 1 32 I 25 1 27 — РВО-10 IV 1 ю 1 12,7 1 26 1 30,5 1 48 1 43 1 45 — Для защиты от перенапряжений вращающихся машин РВРД-ЗУ1 I 3 3,8 7,5 9 7 7 8 9 РВРД-6У1 I 6 7,6 15 18 14 14 16 18 РВРД-10У1 I 10 12,7 25 30 23,5 23,5 26,5 30,5 Таблица 2-157 Характеристики трубчатых разрядников Тип разрядника Номинальное напряжение, кВ Пределы отключа¬ емого тока, кА Минимально допустимый внешний ис¬ кровой про¬ межуток, мм Масса, кг Примечание нижний 1 верхний 3 РТФ ■ „ 3 0,3 5 5—10 1,38 Данные 0,3—5 ГОСТ 11475-69 6 и Номенклатуры РТФ —— 6 0,5 10 10 1,68 Белореченского 0,5—10 электротехничес- 6 кого завода РТВ : 6 0,5 2,5 10 3,45 0,5—2,5 6 РТВ 6 2 10 10 3,55 2—10 10 РТФ 10 0,2 1 15 1,68 0,2—1
Продолжение табл. 2-157 Тип разрядника Номинальное напряжение, кВ Пределы отключа¬ емого тока, кА Минимально Допустимый внешний ис¬ кровой про¬ межуток, мм Масса, кг Примечание иижний 1 верхний РТВ РТФ 10 0,5—2,5 10 10 10 0,5 0,5 2,5 5 15 15 3,45 [ ,68 Данные ГОСТ 11475-69 и Номенклатуры Беловеченского 0,5—5 10 РТВ 10 2 10 15 3,55 электротехничес¬ кого завода 2—10 РТФ 35 0,5—2,5 35 0,5 2,5 100 2,34 РТФ 35 35 1 5 100 2,36 1—5 РТФ 35 2—10 35 2 10 100 3,37 РТВ 35 2—10 35 2 10 100 4,05 НО НО 1 5 400 Данные ГОСТ 11475-69 р 1 1—5 РТ - НО 5—20 ПО 5 20 400 — НО НО 8 30 400 Р| 8—30 150 150 5 20 500 р 1 5—20 220 220 2 10 700 р 1 2—10 220 220 5 20 700 Р1 5—20 Электрические характеристики, типы и назначение вентильных разрядников приве¬ дены в табл. 2-156. Трубчатые разрядники предназначают¬ ся для защиты линейной изоляции и явля¬ ются вспомогательными в схемах защиты подстанций (табл. 2-157). Трубчатые разрядники состоят из внеш¬ него искрового промежутка н трубки из газогенерирующего материала, в которой находится внутренний искровой (дугогася¬ щий) промежуток. Внутренний искровой промежуток не регулируемый. Внешний искровой промежуток выбирается в зави¬ симости от уровня изоляции защищаемого оборудования. Однако, обеспечивая требу¬ емый уровень изоляции, внешний искровой промежуток не должен допускать возмож¬ ности его пробоя при рабочем напряжении. Выпускается два вида трубчатых раз¬ рядников: с фибробакелитовыми (РТФ) и винипластовыми (РТВ) трубками. Выбор трубчатых разрядников произ¬ водится в зависимости от номинального напряжения сети, а также верхнего и ниж¬ него пределов' отключаемого разрядниками токов. Нижний предел отключаемого раз¬ рядником тока должен обеспечить интенсивное газообразование в трубке, до¬ статочное для надежного гашения дуги. Верхний предел отключаемого тока, обеспе¬ чивая надежное гашение дуги, не должен приводить к разрушению разрядника. Верх¬ ний предел отключаемого разрядником тока должен быть не менее максимального эф¬ фективного значения тока короткого замы¬ кания в точке подключения разрядника (обычно это бывает ток трехфазного или однофазного к. з. с учетом апериодической составляющей). Нижний предел отключае-
Таблица 2-159 Таблица 2-158 Защитные промежутки Напряжение, кВ 6 10 35 110 150 220 Защитный про¬ межуток, мм 40 60 250 650 930 1350 мого- разрядником тока должен быть мень¬ ше минимально возможного тока к. з. (обычно ток двухфазного или однофазного к. з. без учета апериодической составляю¬ щей) . В случае' отсутствия трубчатых раз¬ рядников необходимых параметров иногда применяют защитные искровые промежут¬ ки, значения которых приведены в табл. 2-158. Молниеотводы. Защита электротехниче¬ ских установок от прямых ударов молнии осуществляется при помощи молниеотводов. Молниеотвод представляет собой возвыша¬ ющееся над защищаемым объектом устрой¬ ство, воспринимающее прямой удар молнии, отводящее токи молнии в землю. Для за¬ щиты электротехнических установок приме¬ няются стержневые или тросовые молние¬ отводы. Защищаемый объект должен нахо¬ диться в зоне защиты молниеотвода. Мето- Характеристики конденсаторов Тип конденсатора юе на- кВ Емкость, мкФ Испыта¬ тельное напряже¬ ние, кВ 1 Мощность, кВ>А НоминальЕ г» г» г-Тчіл : X между об¬ кладками на корпус КМП-6,3 6,3 2,25 13,9 25 28 КМП-10,5 10,5 0,76 23,1 35 27 КМ-6,3 6, 3 0,8 13,86 25 10 КМ-10,5 10,5 0,29 23,1 35 10 КМ2-6.3 6, 3 2,0 13,86 25 25 КМ2-10,5 10,5 0,65 23,1 35 22,5 дика расчета зон молниеотводов, их конст- ' руктивное выполнение и другие их харак¬ теристики приведены в разд. 7 «Справочни¬ ка по проектированию электрических сетей и электрооборудования». Конденсаторы. В качестве защитных применяются конденсаторы типа КМ, ос¬ новные параметры которых приведены в табл. 2-159. Указанные конденсаторы обыч¬ но применяют в батареях, состоящих из одной-двух банок на фазу. К. ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ И СИСТЕМЫ ОПЕРАТИВНОГО ТОКА 2=91. СИСТЕМЫ ОПЕРАТИВНОГО ТОКА Питание оперативных цепей управле¬ ния, защиты, автоматики и сигнализации, а также включающих и отключающих уст¬ ройств коммутационных аппаратов глав¬ ных Цепей (выключателей, отделителей, разъединителей с дистанционным управле¬ нием и т. п.) осуществляется от специаль¬ ных источников оперативного тока. Сово¬ купность источников питания, кабельных линий, шинок питания, переключающих уст¬ ройств и других элементов оперативных цепей составляет систему оперативного то¬ ка данной электроустановки. К системам оперативного тока предъ¬ являются требования высокой надежности, а также безотказности действия при к. з. и других ненормальных режимах в цепях главного-тока. Применяются следующие системы опе¬ ративного тока на подстанциях: постоянный оперативный ток — система питания оперативных цепей, при которой в качестве источника питания используется аккумуляторная батарея; переменный оперативный ток — система питания оперативных це¬ пей, при которой в качестве основных источ¬ ников питания используются измерительные трансформаторы тока защищаемых присое¬ динений, измерительные трансформаторы напряжения, трансформаторы собственных нужд. В качестве дополнительных источни¬ ков питания импульсного действия исполь¬ зуются предварительно заряженные кон¬ денсаторы; выпрямленный оперативный ток — система питания оперативных цепей переменным током, в которой переменный ток преобразуется в постоянный (выпрям¬ ленный) с помощью блоков питания и вы¬ прямительных силовых устройств. В каче¬ стве дополнительных источников питания импульсного действия могут использоваться предварительно заряженные конденсаторы; смешанная система опера¬ тивного тока — система питания опе¬ ративных цепей, при которой используются разные системы оперативного тока (посто¬ янный и выпрямленный, переменный и вы¬ прямленный). В системах оперативного тока разли¬ чают: зависимое питание, когда ра¬ бота системы питания оперативных цепей зависит от режима работы данной электро¬ установки (подстанции) ; независимое питание, когда работа системы питания оперативных цепей не зависит от режима работы данной элек¬ троустановки. К независимым системам относится, на¬ пример, постоянный оперативный ток.
Таблица 2-160 Область применения различных систем оперативного тока на подстанциях Сторона высшего напряжения Сторона среднего напряжения Сторона низшего напряжения (6—10 кВ) Вид оперативного тока Примечание Напряжение, кВ, и схема электричес¬ ких соедине¬ ний Выключатели и приводы Напряже¬ ние, кВ, и схема электри¬ ческих, соединений Выключа¬ тели и приводы Схема элект-. рических со¬ единений Выключате¬ ли и приводы НО—220, сбор¬ ные шины Масляные пли воздушные 35—110 сборные шины Масляные нли воз¬ душные Любая Масляные с электро¬ магнитным приводом Посто¬ янный 35—220, лю¬ бая схема Воздушные 35—110 любая схема То же То же То же То же X- 35—220, лю¬ бая схема Масляные 35—110 любая схема Масляные с электро¬ магнит¬ ным при¬ водом Любая Масляные с электро¬ магнитным приводом Посто¬ янный Установлены вы¬ ключатели, для которых не под¬ тверждена воз¬ можность зави¬ симого питания электром а гннтов включения от вы¬ прямительных устройств ,110—220, с малым чис¬ лом выклю¬ чателей («мостик», «четырех¬ угольник» и Т. п.) Масляные с пофазным электромаг¬ нитным при¬ водом НО сбор¬ ные шины Масляные То же То же Посто¬ янный либо смешан¬ ный Смешанная систе¬ ма для выключа¬ телей на стороне ВН и СН, допу¬ скающих питание включающих электром агнитов от выпрямитель¬ ных силовых уст¬ ройств НО, с малым Масляные 35, сбор- Масляные сПюбая Масляные Выпр ям~ Выключатели до- •числом вы¬ ключателей с трехфазиым электромаг¬ нитным при¬ водом ные шнны с электро¬ магнитным приводом с электромаг¬ нитным при¬ водом ленный пускают вклю¬ чение от выпря¬ мительных уст¬ ройств при зави¬ симом питании 35, любая схема с вы¬ ключателями Масляные с пружинным приводом — — Любая Масляные с пружинным приводом Пере¬ менный — То x<ej Масляіяые с электромаг¬ нитным при¬ водом Любая Масляные с электромаг¬ нитным при¬ водом на вводах и с пружинным на остальных присоедине¬ ниях Сме¬ шанный Выкл юч атели с электромагнит¬ ным приводом допускают вклю¬ чение от выпря¬ мительных уст¬ ройств при зави¬ симом питании То же Масляное с электромаг¬ нитным при¬ водом — — То же Масляные с электромаг¬ нитным при¬ водом Выпрям¬ ленный То нее
Продолжение табл. 2-160 Сторона высшего напряжения Сторона среднего напряжения Сторона низшего напряжения (6—10 кВ) Вид оперативного • тока Примечание Напряжение, кВ, и схема электричес¬ ких соедине¬ ний Выключатели и приводы Напряже¬ ние. кВ, и схема электри¬ ческих соединений Выключа¬ тели и приводы Схема элект¬ рических со¬ единений Выключатели и приводы 35—220, без выключа¬ телей 35, сбор¬ ные шины Масляные с пружин¬ ным при¬ водом Любая Масляные с пружинным приводом Пере¬ менный — Масляные с элекро- магнитным приводом на вводах питания и с пру¬ жинным на осталь¬ ных при¬ соедине¬ ниях То же Масляные с электромаг¬ нитным при¬ водом на вво¬ дах питания и с пружин¬ ным на ос¬ тальных при¬ соединениях Смешан¬ ный Выключатели с электромагнит¬ ным приводом до¬ пускают включе¬ ние от выпрями¬ тельных устройств при зависимом питании Масляные с электро¬ магнитным приводом То же Масляные с электромаг¬ нитным при¬ водом Выпрям¬ ленный То же Область применения различных систем оперативного тока на подстанциях в зави¬ симости от схемы электрических соедине¬ ний, типа выключателей и приводов к ним приведена в табл. 2-160. Постоянный оперативный ток должен применяться на подстанциях ПО—220 кВ со сборными шинами этих напряжений; на подстанциях 35—220 кВ без сборных шин на этих напряжениях, с масляными выклю¬ чателями с электромагнитным приводом, для которых возможность включения от выпрямительных устройств при зависимом питании не подтверждена заводом-изгото¬ вителем. В качестве источника постоянного опе¬ ративного тока для подстанций использу¬ ются: аккумуляторные батареи типа СК (или СН) на напряжение, как правило, 220 В без элементного коммутатора, работающие в режиме постоянного подзаряда; шкафы управления оперативного типа ШУОТ01. Переменный оперативный ток должен применяться на подстанциях 35/6—10 кВ с масляными выключателями 35 кВ, на подстанциях 35—22076—10 кВ, ПО—220/35/ 6—10 кВ без выключателей на стороне высшего напряжения, в случае, когда вы¬ ключатели 6—10—35 кВ оснащены пру¬ жинными приводами. При переменном оперативном токе наи¬ более простым способом питания электро¬ магнитов отключения выключателей являет¬ ся непосредственное включение их во вто¬ ричные цепи трансформаторов тока (схемы с реле прямого действия или с дешунтиро¬ ванием электромагнитов отключения при срабатывании защиты). При этом предель¬ ные значения токов и напряжений в токо¬ вых цепях защиты не должны превышать допустимых значений, а токовые электро¬ магниты отключения (реле типа PTM, РТВ, или ТЭО) должны обеспечивать необходи¬ мую чувствительность защиты в соответст¬ вии с требованиями ПУЭ-76. Если эти реле не обеспечивают необхо¬ димой чувствительности защиты, питание цепей отключения производится от предва¬ рительно заряженных конденсаторов. На подстанциях с переменным опера¬ тивным током питание цепей автоматики, управления и сигнализации производится от шин собственных нужд через стабилиза¬ торы напряжения. Выпрямленный оперативный ток дол¬ жен применяться: на подстанциях 35/6—10 кВ с масляны¬ ми выключателями 35 кВ, на подстанциях 35—220/6—10 кВ, 110—220/35/6—10 кВ без выключателей на стороне высшего на¬ пряжения, когда выключатели оснащены электромагнитными приводами; на подстанциях ПО кВ в малым чис¬ лом масляных выключателей на стороне 110 кВ. Возможность зависимого питания цепей включения выключателей 6—10—35— ПО кВ с электромагнитным приводом дол¬ жна быть подтверждена соответствующими испытаниями.
Перечень масляных выключателей с электромагнитным приводом, для которых испытаниями подтверждена возможность зависимого питания цепей включения, при¬ веден в табл. 2-161. Таблица 2-161 Масляные выключатели с электромагнитным приводом, для которых подтверждена возможность зависимого питания цепей включения от силовых выпрямительных устройств Выключатель Привод Коммутацион¬ ная способ¬ ность, кА 1 с индук¬ тивным палити с- лем без ин¬ дуктивно¬ го нако¬ пителя ВМП-10Э-2500-20 ПЭВ-12 20 0 ВМПЭ-І0-3200-20УЗ ПЭВ-12А 20 0 ВМПЭ-10-3200-31.5УЗ ПЭВ-12А 31,5 0 ВМП-10Э-3000-20 ПЭВ-12 20 0 ВМП-10-600, 1000. 1500-20 Пэ-11 20 9 ВМГ-133-1000/20 ПЭ-11 20 9 ВМГ-10-630-20 пэ-п 20 0 ВМП-10Э-1000-20 ПЭ-ПУ Не нужен 20 ВМП-35Э-1000/26 пэв-пм 16 10 ВТД-35-630-10 пэ-п Не нужен 10 ВМК-35Э-0.63/8 ПЭ-11 8 0 С-35-630/10 ПЭ-11У Не нужен 10 МКП-110М-630, 1000/20 ШПЭ-33 ' То же 20* МКП-ПОМ-630/18,4 ШПЭ-33 » » 18,4* У-220-І0 ШПЭ-44 ШПЭ-44-1 » » 25* * В зимнее время должно быть обеспечено напряжение на зажимах электромагнита включе¬ ния не менее 220 В. Для выпрямления переменного тока ис¬ пользуются: блоки питания стабилизированные ти¬ па БПНС-1 совместно с токовыми типа БПТ-1002 — для питания цепей защиты, ав¬ томатики, управления; блоки питания нестабилизированные типа БПН-1002 — для питания цепей сиг¬ нализации и блокировки, что уменьшает разветвленность цепей оперативного тока и обеспечивает возможность выдачи . всей мощности стабилизированных блоков для срабатывания защиты и отключения вы¬ ключателей; силовыб выпрямительные устройства ти¬ па УКП с индуктивным накопителем для питания включающих электромагнитов приводов масляных выключателей. Индук¬ тивный накопитель обеспечивает включение выключателя на короткое замыкание с по¬ садкой на защелку при зависимом питании цепей включения. Как видно из табл. 2-161 для некото¬ рых типов выключателей индуктивный на¬ копитель не требуется. В этом случае мо¬ жет быть использовано выпрямительное устройство, входящее в комплект устройст¬ ва УКП, без индуктивного накопителя (ящик УКП-1). Блоки питания нестабилизированные БПЗ-401 для заряда конденсаторов. Пред¬ варительно заряженные конденсаторы ис¬ пользуются для отключения отделителей, включения короткозамыкателей, отключе¬ ния выключателей 6—10 кВ защитой ми¬ нимального напряжения, а также отключе¬ ния выключателей 35—ПО кВ при недоста¬ точной мощности блоков питания. Смешанная система постоянного и вы¬ прямленного оперативного тока применяет¬ ся для уменьшения емкости аккумулятор¬ ной батареи за счет применения силовых выпрямительных устройств для питания цепей электромагнитов включения масля¬ ных выключателей. Целесообразность применения этой сис¬ темы должна быть подтверждена технико¬ экономическими расчетами. Смешанная система переменного и вы¬ прямленного оперативного тока применя¬ ется: для подстанций с переменным опера¬ тивным током при установке на вводах пи¬ тания выключателей с электромагнитным приводом, для питания электромагнитов включения которых устанавливаются сило¬ вые выпрямительные устройства; для подстанций 35—220 кВ без выклю¬ чателей на стороне высшего напряжения, когда не обеспечивается надежная работа защит от блоков питания при трехфазных к. з. на стороне среднего или низшего на¬ пряжения. В этом случае защита трансформаторов выполняется на переменном токе с исполь¬ зованием предварительно заряженных кон¬ денсаторов, а остальных элементов подстан¬ ции — на выпрямленном оперативном токе. 2-92. ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ АККУМУЛЯТОРОВ И ЗАРЯДНЫХ УСТРОЙСТВ В качестве источников постоянного опе¬ ративного тока применяются свинцово-кис¬ лотные аккумуляторные батареи: а) из отдельных аккумуляторов (эле¬ ментов) типа СК — в открытых сосудах, отличающихся усиленными соединительны¬ ми пластинами; б) из отдельных аккумуляторов (эле¬ ментов) типа СН — в герметически закры¬ тых сосудах с намазными пластинами; в) комплектные аккумуляторные бата¬ реи типа ШУОТ01, собранные из аккумуля¬ торов АБН-80. Номинальное напряжение аккумулято¬ ра равно 2 В. Номинальная емкость Q акку¬ мулятора— это наименьшее значение емко¬ сти, соответствующее 10-часовому режиму разряда. Аккумулятор с типовым номером 1 имеет номинальную емкость 35 А-ч для СК-1 и 40 А-ч для СН-1.
Таблица 2-164 Номинальная емкость аккумулятора, А-ч, с другими типовыми номерами опреде¬ ляется по формуле QN=~QtN, (2-332) где Qi — номинальная емкость аккумулято¬ ра с типовым номером 1 ; N — типовой но¬ мер аккумулятора, например СК-2, СК-14 или СН-3, СН-20 и т. п. Допустимое значение длительного раз¬ рядного тока аккумулятора получается умножением ' номера аккумулятора на соот¬ ветствующее значение тока для аккумуля¬ тора с /Ѵ=1. Кратковременный разрядный ток аккумуляторов должен быть не более 250% одночасового разрядного тока. Заливают аккумуляторы водным рас¬ твором серной кислоты плотностью 1,18. Характеристики аккумуляторов, наи¬ более часто применяемых на подстанциях, приведены в табл. 2-162—2-164. В качестве зарядно-подзарядных уст¬ ройств для аккумуляторных батарей типа СК и СН применяются выпрямительные аг¬ регаты типа ВАЗП-380/260-40/80 с автома¬ тической стабилизацией напряжения и есте¬ ственным охлаждением, технические данные которых приведены в табл. 2-165. Габариты (ширина, глубина, высота) 800X600X1900 мм; масса не более 430 кг. Агрегаты обеспечивают постоянный подзаряд аккумуляторных батарей до но¬ мера 20 включительно, их дозаряд напря- Таблица 2-162 Характеристики стационарных свинцово-кислотных аккумуляторов в открытых сосудах (тип СК-1) Характеристика Продолжительность разряда, ч 1 2 3 5 10 Емкость, А-ч 18,5 22 27 30 36 Разрядный ток, А 18,5 11 9 6 3,6 Наименьшее допустимое на¬ пряжение в конпе разряда, В 1,75 1,75 1,8 1,8 1,8 Таблица 2-163 Характеристики стационарных свинцово¬ кислотных аккумуляторов в герметически закрытых сосудах с намазными пластинами (тип СН-1) Характеристик а Продолжительность разряда, ч 0,25 0,5 1 3 10 Емкость, А-ч 10 15 20 30 40 Разрядный ток, А 40 30 20 10 4 Основные размеры свинцово-кислотных аккумуляторов Тип Размеры, мм Масса с электро¬ литом, KF Длина Ширина Высо¬ та СК-1 80 215 270 12,14 ск-2 130 215 270 20,6 ск-з 180 215 270 28,0 СК-4 230 215 270 36,7 ск-5 260 215 270 41,0 СК-6 195 220 485 50,0 СК-8 205 220 485 58,7 СК-10 260 220 485 74,9 СК-12 270 220 485 83,1 СК-14 315 220 485 94,3 СН-1 97 223 296 10 СН-3 181 221 296 20,5 СН-8 234 256 440 49,5 СН-10 277 256 440 61 СН-20 294 381 530 114 Таблица 2-165 Технические данные зарядно-подзарядного агрегата ВАЗП-380/260-40/80 Режим работы агрегата Напряжение пи¬ тающей сети пе¬ ременного тока, В Пределы выпрям¬ ленного Максимальная по¬ требляемая мощ¬ ность при cos Ѵ= =0,86, кВт напряже¬ ния, В тока, А Стабилиза- 380Іід 220—260 4—80 20,8 ция напряже¬ ния 260—380 4—40 15,2 Плавное регулирова- ине напряже¬ ния — 2—11* 4—80 0,88 * Область стабилизации 2—11 В предназначе¬ на для формовки нескольких (до четырех) акку¬ муляторов. жением 2,3 В на элемент, первичный фор¬ мовочный заряд после монтажа или капи¬ тального ремонта, питание длительной нагрузки постоянного тока в размере, обычно встречающемся на подстанциях. 2-93. ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ БЛОКОВ ПИТАНИЯ, КОНДЕНСАТОРОВ И ЗАРЯДНЫХ УСТРОЙСТВ Блоки питания (БП) — устройства, ко¬ торые подключаются к измерительным трансформаторам или к трансформаторам собственных нужд подстанции и дают на
выходе постоянное (выпрямленное) напря¬ жение для питания цепей релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации. Делятся на токовые блоки и блоки напря¬ жения. Токовый блок питания состоит из про¬ межуточного насыщающегося трансформа¬ тора тока с выпрямительным мостом на выходе. Параллельно вторичной обмотке трансформатора включается емкость, обес¬ печивающая вместе с ветвью намагничива¬ ния феррорезонансную стабилизацию вы¬ ходного напряжения. Токовые блоки вклю¬ чаются в цепи трансформаторов тока и яв¬ ляются источниками питания только в ре¬ жиме к. з., когда ток в цепи оказывается достаточным для обеспечения необходимой мощности на выходе блока. Блок напряжения представляет собой промежуточный трансформатор напряже¬ ния с выпрямительным мостом на выходе. Блоки напряжения подключаются к транс¬ форматорам напряжения или собственных нужд и являются источниками питания в ■режимах, когда обеспечен достаточно высо¬ кий уровень напряжения. Блоки напряжения и токовые могут использоваться как самостоятельные источ¬ ники питания или в комбинации друг с другом. Блоки питания и заряда типов БПЗ-401 и БПЗ-402 предназначены для заряда кон¬ денсаторных батарей, используемых для приведения в действие аппаратов и уст¬ ройств релейной защиты (режим зарядно¬ го устройства), или питания выпрямленным током аппаратуры автоматики, управления и релейной защиты (режим блока питания). Технические данные блоков приведены в табл. 2-166. Схемы блоков приведены на рис. 2-126, 2-127. Схемы включения блоков приведены на рис. 2-128. Блоки типа БПЗ-401 должны Таблица 2-166 Технические данные блоков питания и заряда серии БПЗ Параметры БПЗ-401-У4 БПЗ-402-У4 Уставки по току наступления феррорезонанса, А* Номинальное первичное напряжение, В Номинальная частота, Гц Номинальное выпрямленное напряжение, В Номинальное напряжение заряда, В Время заряда конденсаторов емкостью 200 мкФ до напряжения 0,8 установившегося, мс, не более Длительно допустимое сопротивление нагрузки (режим блока пи¬ тания), Ом, для номинального'выпрямленного, напряжения: НО В 220 В Минимально допустимое сопротивление нагрузки, Ом, для номи¬ нального выпрямленного напряжения: 100 В 220 В Пятисекундный первичный ток термической стойкости при мини¬ мально допустимом сопротивлении нагрузки, А Потребляемая мощность, В-А, не более: при отсутствии нагрузки при минимально допустимом сопротивлении нагрузки при длительно допустимом сопротивлении нагрузки в установившемся режиме (с заряженной емкостью) Максимальная емкость заряжаемых конденсаторов, мкФ Габариты (длина, ширина, высота), мм Масса, кг 100, ПО; 127, 220 50 ПО, 220 400±5% 70 150 600 50 200 5** 400 200 20*** 2000 222X2' 8,8 4,65; 6,0; 8,5; 9,3; 12; 17 50 ПО, 220 400±5% 70 130 520 50 200 75 550 550 550 550 2000 10X147 9,6 * Феррорезонанс в схеме наступает при намагничивающей силе в первичной обмотке проме¬ жуточного трансформатора блока, равной 1020±100 А. ** На уставке выпрямленного напряжения 110 В. *** На уставке выпрямленного напряжения 220 В.
Pc. 2-126. Принципиальная схема блока пи¬ тания и заряда БПЗ-401. ТА включаться на измерительные трансформа¬ торы напряжения или на трансформаторы собственных нужд. Рис. 2-129. Зависимость напряжения на входе блока типа БПЗ-402 от первичного тока без нагрузки на выходе при последо¬ вательном соединении первичных обмоток с числом витков. / —г»і=120; 2 — і»! = 170; 3 — г»і=220. При парал- лельном соединении первичных обмоток характе¬ ристики можно получить из кривых 1—3, при этом для каждой точки ток нужно увеличить, а напряжение уменьшить в 2 раза. блока Рис. 2-127. Принципиальная схема питания и заряда БПЗ-402. Питание иагрдзкв ЗаряВ'кае- Веисатдрпв Рис. 2-128. Схема включения блоков БПЗ-401 и БПЗ-402. а — с включением токового блока на разность токов двух фаз и с одним блоком напряжения; б — с включением токового блока на ток одной фазы и двумя блоками напряжения. Блок типа БПЗ-402 на уставках по то¬ ку феррорезонанса 9,3; 12; 17 А может включаться на все трансформаторы тока, отдаваемая мощность которых при дву¬ кратном номинальном токе составляет не менее 500 В-А; на уставках 4,65; 6,0 и 8,5 А блок включается на трансформаторы тока типа ТВ-35, ТВД-35 и другие с анало¬ гичными вольт-амперными характеристика¬ ми— в соответствии с табл. 2-167. Таблица 2-167 Выбор числа витков первичной обмотки блока БПЗ-402 Коэффициент трансфор¬ мации трансформаторного тока Число витков пер¬ вичной обмотки блока 150/5 120 200/5 170 300/5 200 Использование трансформаторов тока, на которые включены блоки питания, для других целей не допускается. Характеристики блоков приведены на рис. 2-129—2-131. Блоки питания серии БП-1002 (типов БПН-1002 и БПТ-1002) предназначаются для питания выпрямленным током аппара-
Рис. 2-130. Зависимость первичного напря¬ жения блока питания БПЗ-401 от сопро¬ тивления нагрузки при постоянном значении выпрямленного напряжения на- выходе. а—ш2=1000 витков; б—w2=1100 витков; е — w2= — 1200 витков; / —t7BblX—t7H= const; 2~ ^’вых ~ =0,9 U„—const; 3 — Z7T>,1T==0,8t7„= const; 4 — Н ВЬІЛ JH ^вых=^’7^^н =consl- Секции первичных и вторич¬ ных обмоток включены параллельно. При после¬ довательном включении секций вторичной обмот¬ ки сопротивление нагрузки должно быть увеличе¬ но в 4 раза, значение выпрямленного напряжения в 2 раза.. туры релейной защиты, сигнализации и уп¬ равления, выполненной на номинальное на- пряжение 110 или 220 В и имеющей номи¬ нальную мощность до 1500 Вт в кратко¬ временном режиме. Токовые блоки питания БПТ-1002 включаются на комплекты транс¬ форматоров тока, использование которых для других целей не допускаются. Технические данные блоков питания серии БП-1002 приведены в табл. 2-168. Характеристики блоков приведены на рис. 2-132—2-134. 2Z7Z7 W 600 800 WOO 1200 ПО 0160018000м б) Рис. 2-131. Зависимость перйичпой и. с. блока типа БПЗ-402 от сопротивления нагрузки при постоянном значении выпрямленного напряжения на выходе. 1 — = U„ 2 — U =0,9СЛ. _,,ѵ при числе витков: а —га2“380; б— г»г=750; в — БЫЛ Н|БЫЛ БЫЛ Hj-Db. Л —80С; г — г»г>=825.
Таблица 2-168 Технические данные блоков питания серии Б П-1002 Параметры БПТ-1002 БПН-1002 Номинальное напряжение, В: входное выходное Среднее значение выходного напряже¬ ния, В: в режиме холостого хода, не более при нагрузке, Hè менее Сопротивление нагрузки, Ом Длительно допустимый ток нагрузки, А Допустимый ток в первичной обмотке на¬ сыщающегося трансформатора в течение 5 с при указанном сопротивлении нагрузки, А Намагничивающая сила первичной об¬ мотки насыщающегося трансформатора блока, при котором наступает феррорезо¬ нанс при отсутствии нагрузки, А Длительно допустимый ток в первичной обмотке насыщающегося трансформатора при отсутствии нагрузки, А: до наступления феррорезонанса после наступления феррорезонанса (прн полном числе витков первичной обмот¬ ки) Длительно допустимое напряжение, % номинального входного Потребление на фазу, В-А: при холостом ходе, не более . при нагрузке Габариты (длинаХширинаХвысота), мм Масса, кг ПО 136 90 10 7 220 260 180 40 3,5 50 840—1000 Не превыша¬ ет тока фер¬ рорезонанса 9,5 750 J 750 100 ПО 220 380 220 140 280 80 86 160 172 5 1 10 20 40 6,4 3,2 ПО 1500 25 1 750 J1500 J 750 340X 354 X302 30 Рис. 2-132. Вольт-амперные характеристики ненагруженного блока питания типа БПТ-1002. / —^->200; II — га, = 175; III — ш, = 150; IV — Ші-125; V — Ші-100; VI — Wi = 75; VII — oh-50.
Все характеристики на этих рисунках построены для номинального входного и выходного напряжения ПО В. При номи- Рис. 2-133. Зависимость намагничивающей силы надежной работы блока типа БПТ-1002 от сопротивления нагрузки при постоянном выходном напряжении. — ^вых = Р|И: 11 ~ = O.8L7 ; ВЫХ JlJ.» Б dia Б Eh-Х. fl - иЫХ Ш - ^вых = °’9ин вы*; !Ѵ - = и„ ВЫЛ М,ЬЫл НЫЛ Н,ВЫл 510 20 30 W 50 0м а.) иальнрм входном напряжении 220 и 380 В напряжение надежной работы следует умножать соответственно на 2 и 21^3 . При номинальном выходном напряжении 220 В сопротивление нагрузки увеличива¬ ется в 4 раза. Принципиальные схемы блоков приве¬ дены на рис. 2-135, 2-136. Первичная обмотка промежуточного трансформатора блока БТП-1002 выполне¬ на из отдельных электрически изолирован¬ ных секций, позволяющих изменять число витков первичной обмотки от 25 до 200 че¬ рез каждые 25 витков в зависимости от ти¬ па трансформатора тока и требуемого тока надежной работы (см. § 2-95). Каждая фаза первичной обмотки промежуточного трансформатора блока БПН-1002 выполне¬ на из двух секций, которые могут включать¬ ся последовательно или параллельно. При параллельном включении секций и соеди¬ нения обмоток в треугольник номинальное входное напряжение блока 110—127 В; *) Рис. 2-134. Зависимость напряжения надежной работы блока питания типа БПН-1002 от сопротивления нагрузки при постоянном выходном напряжении. 1 ^вых ' ^н.вых’ 11 ^вых ~0,9£7н,вых; 1,1 ивьгх°’8г7н,вых: ІѴ ~ Рвых 0,73Цц,вых> a — Wg — SSi 6 — — 95- в — uys == 105; г — wz = 115.
Рис. 2-135. Принципиальная схема блока питания типа БПТ-1002. Я 1Z 13 іч Рис. 2-136. Принципиальная схема блока питания типа БПН-1002. при последовательном включении секций оно равно 220 В при соединении обмоток в треугольник и 380—400 В при соединении в звезду. Выходное напряжение регулиру¬ ется переключением ответвлений на вторич¬ ных обмотках. Блок питания стабилизированным на¬ пряжением типа БПНС-1 предназначен для питания выпрямленным стабилизированным напряжением аппаратуры релейной защиты, сигнализации и управления, выполненной на номинальное напряжение 220 В и имею¬ щей номинальную мощность до 2500 Вт кратковременно. Блок подключается к трансформатору напряжения или собствен¬ ных нужд и обеспечивает надежное пита¬ ние аппаратуры при всех видах несиммет¬ ричных к. з., а также при трехфазных к. з., когда напряжение на входе блока не мень¬ ше 0,5 ии. Принципиальная схема блока да¬ на на рис. 2-137. В основу работы блока положен принцип действия трехфазного магнитного усилителя (ДѴ) с самонасыще- нием. Стабилизация выпрямленного напряже¬ ния блока БПНС-1 осуществляется за счет изменения индуктивного сопротивления ра¬ бочих обмоток дросселей насыщения (X, V, Z), включенных последовательно с выпря¬ мителями в плечи трехфазного моста. При несимметричном питании блока на его вы¬ ходе появляется большая переменная со¬ ставляющая (100 Гц) выпрямленного на¬ пряжения, ухудшающая управляемость магнитного усилителя. Для ее уменьшения в цепи обмотки управления усилителя пре¬ дусмотрен фильтр-пробка (£, С1), наст¬ роенный на частоту 100 Гц. Для сигнализа¬ ции о неполнофазных режимах работы бло¬ ка предусмотрен выпрямительный мост Ѵ51—Ѵ54, конденсатор С2, резистор R5 и сигнальное реле Л7. При асимметрии пита¬ ющего напряжения вследствие появления гармонических составляющих на выходе увеличивается напряжение на зажимах фильтра. При этом сигнальное реле сраба¬ тывает и замыкает свои контакты в цепи сигнализации. Для отключения только по¬ врежденного БПНС-1 при параллельной
Таблица 2-169 работе нескольких блоков предусмотрен разделительный диод V55. Технические данные блоков питания БПНС-1 приведены в табл. 2-169. Зависимость напряжения на¬ дежной работы блока от нагрузки приведе¬ на на рис. 2-138. Рис. 2-137. Принципиальная схема блока питания типа БПНС-1. Рис. 2-138. Зависимость напряжения на¬ дежной работы блока БПНС-1 от нагруз¬ ки. 1 — трехфазное питание; 2 — однофазное питание. Токовый блок БПТ-1002 необходим для надежного действия аппаратуры релейной защиты и электромагнитов отключения вык¬ лючателей при близких трехфазных к. з., сопровождающихся снижением напряжения ниже 0,5 Пн. Блоки конденсаторов серии БК-400 предназначены для создания запаса энер¬ гии, используемой для приведения в дейст¬ вие отключающих электромагнитов приво- щов выключателей, реле защиты и т. п. Схема блока и схемы его включения приве¬ Технические данные блоков питания серии БПНС-1 Параметры Значение Номинальное напряжение, В: входное 400, 230, 100 выходное 220 Диапазон допустимого из¬ менения входного напряже¬ ния при трехфазном пита¬ нии в режиме х. х. и при 50—110 номинальной нагрузке 40 Ом, % (/н То же при однофазном питании*, % t/H при соеди- нении разделительного трансформатора по схеме: У/У 70—110 Д/У 75—110 Диапазон изменения среднего значения выход но- 85—110 го напряжения при трех¬ фазном и однофазном пита- нии в режиме х. х. и при но¬ минальной нагрузке 40 Ом, % Выходная мощность бло¬ ка. Вт: длительная при напря- 650 жении 220 В в течение 30 мин 1200 кратковременная в те¬ чение 1 с 1500, 2500** Потребление на фазу, В-А, при холостом ходе 140 Габариты (высота, шири- Н00Х600Х на, глубина), мм . Масса, кг Х350 150 * Под однофазным питанием следует пони¬ мать возможные случаи обрыва фазы илн несим¬ метричного к. з. трехфазной сети, питающей блок. ** 1500 Вт при напряжении на выходе не ме¬ нее 0,85; 2500 Вт при напряжении на выходе не менее 0,7. дены на рис. 2-139. Блоки выполняются из металлобумажных конденсаторов типа МБГП на 400 В, 20 мкФ, соединяемых па¬ раллельно для получения необходимой емкости, и кремниевых диодов типа Д-226Б. Технические данные блоков конденсаторов приведены в табл. 2-170. Устройства питания комплектные типа УКП предназначены для питания выпрям¬ ленным током электромагнитов включения приводов выключателей напряжения выше 1000 В с током потребления до 320 А. Устройство состоит из двух сборочных единиц:
Таблица 2-170 Технические данные блоков конденсаторов серии БК-400 Тип Емкость конден¬ саторов, мкФ Габариты, мм Масса, кг БК-401 40 185X145X180 2,5 БК-402 80 185X145X180 3,5 БК-403 200 282X143X180 8 Рис. 2-139. Схемы блоков конденсаторов серии БК-400. а — принципиальная схема блока; б — схема включения. УКП1 (ящик № 1) —силовой выпрями¬ тель с распределительным устройством вы¬ прямленного тока и аппаратурой сигнали¬ зации; УКП2 (ящик .№ 2) — индукционный накопитель. Возможна поставка устройства питания как в сборе, так и раздельная. Технические данные устройства УКП приведены в табл. 2-171. Схема устройства на напряжение 380/220 В приведена на рис. 2-140. Схема (рис. 2-140, а) содержит переключатель пи¬ тания S1 типа ПКП-63-3-27-1-УЗ; автоматический выключатель S2 типа АП50-ЗМТ-50/П для защиты от внут¬ ренних к. з, и перегрузок; силовой выпрямитель VI—ѴЗ типа В200-14-УЗ и Ѵ5, Ѵ7 типа В200-5-УЗ; выпрямитель Ѵ4, Ѵб, Ѵ8 типа Д1004 для цепей сигнализа¬ ции; распределительное устройство вы¬ прямленного тока на шесть присоединений с переключателями S3—S5 типа ПКП-100- 40п-1-УЗ и быстродействующими предохра¬ нителями с сигнальными вспомогательными контактами типа ПП57-3427-УЗ на ток 160 A (F1—F4 для присоединений на мак¬ симальный ток 320 А) и 100 A (F5—F12 для присоединений на максимальный ток 150 А с выходом через общий накопитель); резисторы R1—R9 для регулирования тока Таблица 2-171 Технические данные устройства УКП Параметры УКП-220 УКП-380 Напряжение питающей сети — трехфазное, В 220 380; 400; 415; 440 с заземлен¬ ной нейтралью Частота питающей сети, Гц 50; 60 50; 60 Выпрямленное напряжение в режиме холостого хо¬ да, В 297 257; 270; 280; 297 Номинальное выпрямленное напряжение нагрузки, В 230 230 Допустимые отклонения выпрямленного напряжения н напряжения питающей сети Максимальный выпрямленный ток нагрузки, А, с вы¬ ходом: 4-10%ч—10% +10%-s—ю% через накопитель 150 150 без накопителя 320 320 Диапазон регулирования тока на выходах: 150 А 55—150 55—150 320 А 150—320 150—320 Характер нагрузки Импульсный Импульсный Длительность импульса нагрузки, с 1 1 Минимально допустимое время между импульсами, с 0,5 0,5 Количество импульсов в цикле (не более) при токе, А: 320 . 4 4 150 5 5 100 10 10 Время между циклами, мин 10 10 Габарит (ширина, глубина, высота), мм 800 X 400X1600
Рис. 2440. Схема устройства питания УКП-380. а—шкаф УІ<П1; б — шкаф УІ<П2; всоединение шкафоз УКП1 и УКП2.
электромагнитов включения; контроль об- рыва фазы питающего напряжения или об¬ рыва плеча силового выпрямителя (реле КЗ и указательное реле 7(7); контроль нали¬ чия выпрямленного напряжения (реле КЗ и указательное реле Кб). Входящий в комплект устройства индук¬ тивный накопитель энергии (рис. 2-140, б) обеспечивает полное включение (с по¬ садкой механизма привода на зашелку) одного масляного выключателя с током потребления электромагнита включения до 150 А в режиме зависимого питания, ког¬ да при включении выключателя на короткое замыкание исчезает переменное напряже¬ ние на входе устройства. Схема работает в такой последователь¬ ности: переключатель S7 устанавливается в положение 2 «Включено», а S2 — в поло¬ жение 1 «Работа». При включении масля¬ ного выключатели одновременно с началом протекания тока через электромагнит вклю¬ чения импульсом со вторичной обмотки трансформатора ТА2 открывается тиристор Ѵб. При этом начинается заряд коммути¬ рующих емкостей С2—С4 и накопление электромагнитной энергии в индуктивно¬ сти L3. Если выключатель включается на ко¬ роткое замыкание, то в момент возникно¬ вения к. з. выпрямленное напряжение рез¬ ко снижается и на обмотке трансформато¬ ра ТА1 появляется импульс напряжения, который открывает тиристор VS. Начинает¬ ся разряд коммутирующих емкостей по цепи L1, КЗ, Ѵб, С2—С4, вследствие чего тиристор Ѵб закрывается и создается путь разряда индуктивности КЗ через диод Ѵ10 на элекромагнит включения выключателя, что обеспечивает довключение выключате¬ ля с посадкой на защелку. Если включение выключателя не сопро¬ вождается коротким замыканием, то им¬ пульс на открытие тиристора ѴЗ создается системой реле К1 и К2 после включения выключателя. Разряд индуктивности L3 в этом случае происходит по цепи замыкаю¬ щиеся контакты Kl, S2 и диод Ѵ12. Предусмотрена проверка исправности накопителя. В этом случае переключатель S2 устанавливается в положение 2 «Опро¬ бование», запуск схемы производится кноп¬ кой SB. Все элементы накопителя функцио¬ нируют в той же последовательности, что и в рабочем режиме. При исправном на¬ копителе должно сработать указательное реле КЗ. При работе с накопителем допускается только поочередное подключение нагрузки с соблюдением цикличности, указанной в табл. 2-171. При использовании устройства питания без накопителя допускается одно¬ временное подключение нагрузки к выходам «150 А» (III и V или IV и VI) с суммарным током нагрузки не более 320 А. Одинаковые типоисполнения устройств питания допускают соединения на парал¬ лельную работу через зажимы «4-, —» и переключатель S6. Зажимы выходов допускают присоеди- нение кабелей с алюминиевыми жилами се¬ чением до 70 мм2 на выходах «150 А» и до 185 мм2 на выходах «320 А». 2-94. ВЫБОР И УСТАНОВКА АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ Различают три группы потребителей постоянного оперативного тока: 1) потребители, включенные длительно (реле контроля, повторители и другие ре¬ ле, постоянно обтекаемые током); 2) потребители, подключаемые крат¬ ковременно в режиме аварийного разряда при исчезновении переменного тока на вре¬ мя до 0,5—1,5 ч (лампы аварийного осве¬ щения, электродвигатель агрегата резерв¬ ного питания устройств связи и телемеха¬ ники и т. п.); Для большинства подстанций нагрузка в режиме аварийного разряда находится в пределах 20—80 А для подстанций до НО кВ и 60—100 А для подстанций 220 кВ и выше; 3) потребители, подключаемые весьма кратковременно (до 1 с), например электро¬ магнитные приводы разного рода выключа¬ телей. Как правило, при выборе батареи учитывается одновременное включение од¬ ного наиболее мощного масляного выклю¬ чателя или отключение группы выключате¬ лей, что может иметь место как в нормаль¬ ном, так и в аварийном режимах. Длительная нагрузка на подстанциях незначительна и практически не изменяется во времени. Толчковые токи, достигающие нескольких сотен ампер, накладываются на длительные и аварийные нагрузки и вызы¬ вают посадки напряжения на шинах по¬ стоянного тока, в значительной мере опре¬ деляя выбор аккумуляторной батареи. Аккумуляторная батарея должна быть выбрана так, чтобы она совместно с кабе¬ лями, питающими цепи включения приво¬ дов выключателей, и зарядно-подзарядны¬ ми устройствами обеспечивала надежное и экономичное питание потребителей постоян¬ ного тока во всех возможных режимах работы. Аккумуляторная батарея (ее емкость и число элементов) должна удов¬ летворять следующим основным требова¬ ниям: 1) уровни напряжения на зажимах приемников во всех режимах работы бата¬ реи должны находиться в пределах, указан¬ ных в табл. 2-172; 2) напряжение иа зажимах наиболее мощного электр омагнита включения приво¬ да самого удаленного от батареи выключа¬ теля в конце получасового аварийного разряда должно быть не ниже минимально допускаемого (табл. 2-172); 3) при срабатывании в конце получасо¬ вого аварийного разряда наиболее мощно¬ го электромагнита привода, ближайшего к батарее выключателя, напряжение на ши¬ нах, от которых питаются устройства ре-
Таблица 2-172 Допускаемые отклонения напряжения от номинального для приемников постоянного тока Приемник Пределы напряжения. 0/ 77 /о тіп max Отключающие электро¬ магниты приводов всех вы¬ ключателей 65 120 Включающие электромаг¬ ниты приводов масляных выключателей при токах включения до 50 кА 80 НО То же, ио при токах включения больше 50 кА 85 НО Включающие электромаг¬ ниты пневмоприводов воз¬ душных выключателей 65 120 Лампы накаливания — 110 Реле электромагнитные 70 ПО Шины ' питания устройств релейной защиты и автома¬ тики 80 ПО Электродвигатели масло- насосов синхронных ком¬ пенсаторов и резервного аг¬ регата связи 75 НО лейной защиты, автоматики и телемехани¬ ки, не должно быть ниже 0,8 Выбор аккумуляторных ба¬ тарей. При применении шкафов ШУОТ01 расчет сводится к определению длитель¬ ной и получасовой аварийной нагрузки по¬ требителей постоянного тока, которые в сумме не должны превышать 20 А. При применении аккумуляторной бата¬ реи из элементов типа СК(СН) задачей расчета установки постоянного тока явля¬ ется выбор номера и- количества элементов батареи, а также определение сечения кабе¬ лей к электромагнитам включения масля¬ ных выключателей. В отдельных случаях необходима также проверка сечения кабе¬ лей питания электромагнитов отключения при одновременном отключении нескольких выключателей, например при действии за¬ щиты шин, автоматической частотной разгрузки и т. п. Параметры аккумуляторной батареи и сечение кабелей к электромагнитам вклю¬ чения приводов масляных выключателей взаимосвязаны — их выбор является единой задачей, решаемой путем технико-экономи¬ ческого сравнения вариантов. В качестве исходных данных для расчета должны быть заданы: типы выклю¬ чателей и приводов к ним; номинальный ток электромагнитов включения приводов 1ев; ток аварийного получасового разряда /0,5; длина кабеля от щита постоянного то¬ ка до наиболее удаленного выключателя при наиболее неблагоприятной (ремонтной) схеме питания ZK и до ближайшего выклю¬ чателя Іг, минимально допустимое напря¬ жение на зажимах электромагнита вклю¬ чения Ас. Минимальное количество элементов батареи п, работающей в режиме постоян¬ ного Подзаряда без элементного коммута¬ тора с напряжением 2,15 В на элемент, определяется из условия поддержания на шинах постоянного тока напряжения 1,05 UH-, l,05L/H П~ 2,15 ' При номинальном напряжении батареи 220 В п=108. Количество элементов аккумуляторной батареи принимается равным 108 при толч¬ ковых токах до 200 А. При больших токах рекомендуется применять батареи из 120, 128 или 140 элементов (по расчету), что дает существенный экономический эффект по расходу свинца в батарее и затратам на кабели, питающие электромагниты вклю¬ чения приводов. Во всех случаях исходным является наименьший номер аккумуляторной батареи N, определяемый по условию обеспечения минимально допустимого напряжения на устройствах релейной защиты при толчко¬ вых токах от наиболее мощного привода в конце аварийного режима разряда батареи. В практике проектирования, как пра¬ вило, встречаются сочетания различных ти¬ пов выключателей в распределительных устройствах разных напряжений. В этих случаях аккумуляторная батарея и кабели выбираются в первую очередь для распре¬ делительного устройства с выключателями, имеющими наибольшие толчковые токи электромагнитов включения, затем делается проверка выбранного номера аккумулято¬ ров для других распределительных уст¬ ройств и, если не возникает необходимость в увеличении номера, определяется сечение кабелей для каждого распределительного устройства. Данные, необходимые для выбора ак¬ кумуляторной батареи типа СК и кабелей, приведены в табл. 2-173, которая составле¬ на для типовых компоновок щитовых бло¬ ков и типовых схем соединений подстанций исходя из сечения кабелей с медными жи¬ лами между аккумуляторной батареей и щитом постоянного тока 70 мм2 при 7с,н до 170 А, 120 мм2 при /с,н=170ч- 440 А, 240 мм2 при /с,н=500 А и 2Х У 240 мм2 при /с,н = 720 А. Таблица 2-173 дает возможность опре¬ делить сечения кабеля F' на 100 м длины. Искомое сечение кабеля FK для фактичес¬ кой длины ZK определяется по формуле FK>0,01ZKF' (2-334) с округлением до стандартного значения в соответствии с рекомендациями табл. 2-174.
Таблица 2-173 Выбор аккумуляторных батарей и кабелей Сечение кабеля F' с алюминиевыми жиламр , мм2, АГ* на 100 м длины при номере аккумуляторе пип о 3 1 4 ) 5 1 6 ) 8 1 10 1 12 1 и 1 16 ! 181 20 п=108 0,8 3 57 27 18 15 13 11 10 9 9 9 9 oU OU 0,85 5 — — 60 38 28 21 17 16 15 15 14 100 0,8 4 — 104 49 39 24 23 20 18 18 17 17 OU 0,85 6 — — — 440 58 48 37 33 31 29 28 по 0,8 4 153 57 50 28,5 26 22 20 20 19 18 Ou 0,85 6 — — — 645 99 56 45 39 37 37 37 135 0,8 5 — - 122 80 48 34 33 28 26 24 24 ou 0,85 8 — •— — — 595 87 70 59 54 44 42 150 0,8 5 -,—■ 250 107 60 42 37 33 30 28 28 OU 0,85 10 — — — — — 186 91 73 68 54 50 170 0,8 5 — 530 185 87 58 46 43 36 32 32 ou 0,85 10 — — — — — 274 124 97 79 73 62 п—120 100 60 0,85 4 — 36 28 25 20 16 15 14 13 12,5 12 НО 60 0,85 4 — 46 35 28 23 19 17 16 15 14 14 150 60 . 0,85 5 — — 66 47 35 27 24 23 22 21 19 170 0,8 5 - - - 48 34 27,5 24 21 20 19 18,5 18 ou 0,85 6 — — — 57,5 46,5 37 30,5 29 27 26 25 60 0,8 6 .— 42,5 34 30 24,5 24 22 21 21 0,85 6 — — — 96 59 48 41 35 33 30 29 250 0,8 6 — _ 53 48,5 39,5 36 31,5 31 28,5 27 ou 0,85 6 — — — 314 98 71 57 52 45 42 40 300 fin 0,8 8 —- — 77,5 58 49,5 42 40,5 38 37 0,85 10 — — .— — — 132 99 79 59 59 55 360 Ял 0,8 10 — _ 89,5 71,5 62 58 50 48,5 OU 0,85 10 — — — — — 250 149 112 101 91 77 400 80 0,85 12 — — — — — — 235 154 133 112 92 440 80 0,85 12 — — — — — — 334 210 156 145 122 500 80 0,85 14 — — — — — — — 300 220 170 155 720 80 0,85 18 — — — — — — — — — 380 340 400 100 0,85 12 ■ ■ .. _ .— 285 180 143 119 106 440 100 0,85 14 —» — .— .—- — 263 245 158 130 500 100 0,85 ’ 14 — — — — — — 340 250 195 160 720 100 0,85 18 — — — —' — — — — — 480 382
Продолжение табл. 2-173 < Сечение кабеля F' с алюминиевыми жилами, мм2, на 100 м длины < при номере аккумулятора /V* 1» 4 С 1 min 3 4 5 s 8 10 12 14 16 18 1 20 n=128 170 0,8 5 — .—- 28 22 19 16,5 15,5 14,5 14 14 13,5 0,85 6 — — — 33 27 23 21 19,5 18,5 16 17;5 200 ЕЛ 0,8 6 — — — 27 23 20,5 18 17 16,5 16 15,5 0,85 6 — ■—- — 44 33 28,5 26 24 22 21 20,5 250 0,8 6 —. — —_ 41 31,5 27,5 25 23 22 21 20,5 0,85 6 — —■ — 76 50,5 41 35,5 33 30 28 27 300 0,8 8 — — — —. 44,5 38 34,5 33 29 27 27 0,85 10 — — — — — 61 53 46,5 41,5 38 36 360 0,8 10 — — —- — 52,5 47 42,5 40,5 37 - 35 0,85 10 '— — — — — 91 74 64 58 54,5 49 400 80 0,85 12 • 92 81 73 64 57 440 80 0,85 12 — — — —■ — 110 95 83 75 70 500 80 0,85 14 — -— — —. — —_ — 115 98 91 85,5 720 80 0,85 18 — — ■—1 — — — — — —- 165 145 400 100 0,85 12 — - - — 102 82,5 73,5 68,5 61 440 100 0,85 14 —— —1 — —, — — .— 102 90 80,5 73 500 100 0,85 14 — — — — -— —121 112 95 85 720 100 0,85 18 — — — — — — 180 151 n=140 170 0,8 5 — — 16 14 13 12 11 10,5 10 10 10 oU 0,85 6 — — —■** 19 16 15 13,5 13 12,5 12,5 12 200 0,8 6 — — - 17 15 14 13 12 12 12 11,5 oU 0,85 6 — — — 24 20 18 17 15,5 15 14,5 14 0,8 6 21 20,5 19 18 16 15 15,5 15 ou 0,85 8 — — — 35 27 25 22 21 20 19 19 300 0,8 8 —- — — —. 28 25 23 22 20 19,5 19 oU 0,85 10 —» — — — — 34 31 29 27 25 24 0,8 10 . —. 33 30 28 27 25 24 ou 0,85 10 — — —- — — 47 40,5 37 35,5 33,5 31 400 80 0,85 12 — — — — 48 44,5 41 39 37 440 80 0,85 12 ■—■ — ■—. — — — 56,5 51,5 47,5 45 42 500 80 0,85 14 —. V. — — — — — — 64 56,5 54 51 720 80 0,85 18 — ■— — — — — —• — — 90 84 400 100 0,85 12 —. — — — 51 46 43,5 41 39 440 100 0,85 14 —. —. — -—. — -—. — 53,5 49,5 46,5 44 500 100 0,85 14 — — — — ■—. — 66 53 56,5 53,5 720 100 0,85 18 — — —■ — — — —. — — 92 86 В случае применения кабеля с медными жилами сечение умножить на 0.58.
Таблица 2-174 Рекомендуемые кабельные линии для питания электромагнитов включения приводов масляных выключателей і ® ET1 ° - О о ф 5S та О S И Е к И Количест¬ во кабелей в линии О Ф Е w в* □ er о s я u К Soss Количество жил в одном направ¬ лении в обрат¬ ном на¬ правлении До 150 1 До 2X150 1 1 До 180 1 До 3X120 2 1 До 225 1 3X150 2 1 До 278 1 3X185 2 I До 360 1 3X240 2 1 До 405 1 3X150 3 — 1 3X120 •— 3 До 450 2 3X150 3 3 1 3X185 3 — До 503 1 3X150 — 3 До 555 2 3X185 3 3 1 3X240 3 — Доэ38 1 3X185 — 3 До 720 2 3X240 3 3 Для выключателя, ближайшего к щи¬ ту постоянного тока, должна быть выпол¬ нена проверка, чтобы при принятом сече¬ нии кабелей напряжение на электромагните включения не превышало максимально до¬ пустимого (табл. 2-172). Минимально допустимая длина кабелей до ближайшего выключателя при п—128 и 140 и сечении Таблица 2-175 Минимально допустимые длины кабелей от щита постоянного, тока до ближайшего выключателя 'с,н-А Чтіп' м-пРиА 6 8 10 12 14 16 18 20 200 9 19 п= 25 -.140 32 34 35 37 27 250 — 10 21 26 31 33 34 36 300 — 0 9 16 23 24 29 32 360 —~ — 2 12 19 21 24 29 400 » '■■■■ — —л 4 10 18 20 22 440 — — — 0 5 13 15 19 500 -— — — — 0 7 10 14 600 — — — — — 0 0 6 .720 —— ■—- —• -— — -— 6 200 0 0 п- 0 128 2 9 10 13 16 250 0 0 0 0 0 8 9 12 300 — 0 0 0 0 0 0 6 кабеля, выбранном по табл. 2-173, опреде¬ ляется по табл. 2-175. Для перехода к при¬ нятому сечению FK необходимо табличную длину умножить на отношение Fe/F'. При п=108, 120, а также при п=128 в той части, которая отсутствует в табл. 2-175, проверка по максимально допусти¬ мому напряжению не требуется, так как это условие всегда удовлетворяется. Данные, необходимые для технико-эко¬ номических расчетов вариантов питания це¬ пей электромагнитов включения, приведены в табл. 2-176—2-178. Порядок пользования таблицами показан на примере выбора ак¬ кумуляторной батареи для подстанции 110/10 кВ с масляными выключателями. Таблица 2-176 Масса свинца в аккумуляторных батареях из элементов СК Типовой номер аккумулятора Масса свинца, т, при числе аккумуляторов п 108 120 J 128 J 140 3 1,35 1,50 1,60 1,74 4 1,77 1,96 2,10 2,29 5 2,20 2,40 2,60 2,80 6 2,50 2,80 2,90 3,20 8 3,30 3,60 3,90 4,20 10 4,10 4,50 4,80 5,30 12 4,80 5,40 5,70 6,30 14 5,60 6,30 6,70 7,30 16 8,30 9,40 10,00 10,80 18 9,30 10,30 11,30 12,40 20 10,20 11,30 12,10 13,30 Таблица 2-177 Стоимость аккумуляторной батареи из элементов СК Типовой номер аккумулятора N Стоимость, тыс. руб., при п 108 120 128 140 5 4,1 4,5 4,8 5,2 6 4,5 5,0 5,3 5,7 8 5,3 5,9 6,3 6,8 10 6,4 7,2 7,6 8,3 12 7,2 8,1 8,6 9,3 14 8,6 9,6 10,2 ИД 16 13,0 14,4 15,4 16,9 18 13,8 15,3 16,5 18 20 15,6 17,3 18,5 20,2 Пример 2-1. Исходные данные: выключатель НО кВ типа У-110-8 с приво¬ дом ШПЭ-44У-1, /сн=360 А, Ас=0,8 С/н, 1к=300 м, 11 = 100 м; выключатель 10 кВ типа МГУ-20 с приводом ПЭ-31, /с,я= = 155 А, Ке=0,85 UB, 1к=140 м, А=60 м; /0,6=80 А.
Таблица 2-178 Стоимость кабеля, руб., на 100 м длины при прокладке в канале Сечение, им2 ААШв с -чис¬ лом жил АВВГ с чис¬ лом жил 2 3 2 3 16 98 114 112 124 25 115 134 128 150 35 125 147 133 158 50 142 169 —- 190 70 165 200 — 207 95 200 242 —- 262 120 223 273 — — 150 253 312 — — 185 —— 363 —- — 240 •— 437 — — По табл. 2-173 для /с,н~360 А опреде¬ ляем А=10. Далее выбирают сечения кабеля и срав¬ нивают варианты для числа' элементов п— = 120, 128 и 140. Результаты расчетов сведены в табл. 2-179. Таблица 2-179 Данные п 120 128 140 F', мм2 89,5 52,5 33 Ек, мм2 268,5 157,5 99 Принятое сечение кабеля (табл. 2-174), мм2 3X185 3X120 2X120 Расход свинца (табл. 2-176), т Стоимость, руб: 4,5 4,8 5,3 аккумулятор¬ ной батареи (табл. 2-177) 7200 7600 8300 кабеля ААШв 400 м (табл. 2-178) 1452 1092 892 Итого, руб. 8652 8692 9638 Принимается вариант с п= 120 как наи¬ более выгодный. Сечение кабелей для РУ 10 кВ опре¬ деляется по табл. 2-173; при п=108 Е'=186 мм2, Ек=0,01-140-186=260,4 мм2 сечение кабеля принято по табл. 2-174 3><185 мм2. Установка аккумуляторных батарей. Шкафы ШУОТ01 могут уста¬ навливаться в общем помещении со щита¬ ми подстанции с учетом необходимых зон обслуживания. Над вытяжными каналами аккумуляторных отсеков шкафов должны устанавливаться вентиляционные зонты, от которых для отвода газов в атмосферу выводится вверх короб естественной венти¬ ляции на высоту 1 м от кровли здания. Пер¬ воначальная зарядка аккумуляторных ба¬ тарей и их переразрядка при глубоком раз¬ ряде должны производиться в отдельном зарядном помещении площадью 12—15 м2 с вентиляцией, обеспечивающей; не менее чем однократный обмен воздуха в час. При зарядном помещении должно быть предусмотрено помещение кислотной пло¬ щадью не менее 6 м2, оборудованное есте¬ ственной вентиляцией, водопроводом и ка¬ нализацией. Установка кислотных аккумуляторных батарей из элементов типа СК должна производиться в отдельном помещении в соответствии с требованиями ПУЭ. Установка в одном помещении щелоч¬ ных и кислотных аккумуляторов не допус¬ кается. Аккумуляторы устанавливаются на од¬ норядных и двухрядных металлических или деревянных стеллажах по ГОСТ 1226-76. Расстояние между отдельными элементами, а также между элементами и стенами при¬ нимается по ГОСТ 1226-76. Ошиновка выполняется голыми медны¬ ми шинами на изоляторах типа ИАБ или ТФ-3. Отопление аккумуляторной — электри¬ ческое при помощи трубчатых электрона¬ гревателей типа ТЭН-13, монтируемых в металлических шкафах во внутренней сте¬ не помещения. Стены, потолок и зсе метал¬ локонструкции окрашиваются кислотоупор¬ ной краской. Исключение из практики эксплуатации подстанционных аккумуляторных батарей режимов, сопровождающихся повышением напряжения выше 2,3 В на элемент, позво¬ лило отказаться от постоянно действующей приточно-вытяжной вентиляции. Для при¬ нудительной вентиляции при первоначаль¬ ной формовке батареи, при заряде (фор¬ мовке) после капитального ремонта и пос¬ ле контрольного разряда устанавливается стационарный вытяжной вентилятор. При температуре наружного воздуха выше +10° С приток воздуха осуществляется че¬ рез специально открывающийся оконный проем, а при температуре ниже +10°С должна устанавливаться инвентарная пе¬ редвижная вентиляционная установка с калорифером, подающая шлангом нагретый воздух через оконный проем. Перед вклю¬ чением зарядного устройства должны быть отключены электропечи отопления помеще¬ ния аккумуляторной. 2-95. ВЫБОР БЛОКОВ ПИТАНИЯ И КОНДЕНСАТОРОВ Выбор блоков питания. Тип блока питания выбирается по максималь¬ ной мощности (минимальному сопротивле-
Таблица 2-180 нию) нагрузки, необходимой для надежной работы реле и электромагнитов отключения. Номинальное выходное напряжение выби¬ рают, руководствуясь следующими сообра¬ жениями. Если блок предназначен для за¬ мены существующей аккумуляторной ба¬ тареи, то его напряжение по возможности должно быть равно номинальному напря¬ жению последней, что сводит к минимум}' работы по реконструкции схем релейной защиты. Если возможен произвольный вы¬ бор напряжения, то рекомендуется напря¬ жение 220 В, так как на это напряжение в основном рассчитаны применяемые типо¬ вые схемы управления, защиты и сигнали¬ зации. Минимальное напряжение на выходе блока при нагрузке должно быть не ниже 80% номинального и лишь в редких, слу¬ чаях (например, при работе автоматической частотной разгрузки АЧР) может быть до¬ пущено снижение напряжения до 70—75%. На подстанциях, обрудованных устрой¬ ствами АЧР, должны применяться стабили¬ зированные блоки напряжения в связи с возможностью отказа-в отключении при од¬ новременном понижении частоты и напря¬ жения*. Дальнейший выбор сводится к опреде¬ лению первичных тока и напряжения на¬ дежной работы и проверке обеспеченности питания оперативных цепей в. любых воз¬ можных режимах работы подстанции и пи¬ тающей энергосистемы. Ток надежной работы — это ток, пода¬ ваемый на токовый блок, при котором вы¬ ходное напряжение при данной нагрузке равно минимально допустимому. Напряжение надежной работы — это напряжение, подаваемое на блок, при ко¬ тором выходное напряжение при дан¬ ной нагрузке равно минимально допусти¬ мому. Выбор числа витков первичной обмот¬ ки блока типа БПЗ-402 производится сле¬ дующим образом: вольт-амперная характе¬ ристика трансформатора тока (снятая экс¬ периментально, взятая из паспортных дан¬ ных или построенная расчетным путем) сравнивается с семейством вольт-амперных характеристик ненагруженного блока типа БПЗ-402, снятых с первичной стороны (рис. 2-129), число витков первичной обмотки трансформатора блока выбирается таким образом, чтобы вольт-амперная характери¬ стика трансформатора тока проходила вы¬ ше вольт-амперной характеристики блока при токах более 5 А. Определение первичного тока надеж¬ ной работы блоков БПТ-1002 производится в следующем порядке: 1. Вольт-амперная характеристика трансформатора тока (снятая эксперимен¬ тально, взятая из паспортных данных или построенная расчетным путем) сравнивает- * Решение Главтехстройпроекта и Главтехуп- равления Минэнерго СССР № 185 от 12.05.69' г. Выбор числа витков первичной обмотки блока БПТ-1002 Теп трансформатора тока Коэффициент тран сформации Число витков первичной об¬ мотки блока ь£Г- г~ _ 1, бл ТВТ-35М 150/5, 200/5 50 300/5 100 400/5 125 Остальные • 200 ТВТ-35/10 600/5 50 750/5 75 1000/5 100 1500/5 150 ТВТ-110 (вари- 100/5 50 анты исполнения 150/5 75 300 и 600 А) 200/5 100 300/5 175 400/5, 600/5 200 ТВТ-110 (вари- 400/5 150 антъ; исполнения 1000 и 2000 А) Остальные 200 ТВТ-220 200/5 125 Остальные 200 ТВ ДМ-35-1 200/5 50 300/5 75 400/5 100. 600/5 125 ТВ-35/10, 200/5, 300/5 50 ТВ-35/25 400/5 75 600/5 125 ТВС-35/6,3 150/5, 200/5 50 300/5 75 400/5 100 ТВ-110/20, 100/5 50 ТВ-110/50 (вари- 150/5, 200/5 100 анты исполнения) 300/5 175 200, 300, 600, 1000А Остальные 200 ТВ-220/25 (ва- 200/5 100 рианты исполне- 300/5 150 ния 600, 1000, 2000 А) Остальные 200 ТВС-220/40 Остальные 200
ким образом, чтобы м. д. с. Арасч не превы- шала 24 750 А: - Продолжение табл. 2-180 Тип трансформатора тока Коэффициент трансформации Число витков первичной об¬ мотки блока wi, бл ТПОЛ-10 (об¬ мотка класса Р) 600/5, 1000/5 800/5, 1500/5 50 75 ТШІ-10 (об¬ мотка класса Р) 400/5 Остальные 75 50 ТВЛМ-10 (об¬ мотка класса Р) 600/5, 1000/5 800/5 1500/5 75 100 125 ТПЛМ-10, ТПЛМУ-10 (об¬ мотка класса Р) 300/5 400/5 50 75 ТЛМ-10 (об¬ мотка класса Р) 300/5 800/5, 1000/5 1500/5 75 100 125 ТФНДгЗБМ, обмотка класса: ■ Р 0,5 15—600/5 200 100 Р 0,5 Остальные 200 100 ТФНД-110М, обмотки класса: Р 0,5 50—600/5 150 50 Р 0,5 400—800/5 200 75 ТПЩЛ-10 (об¬ мотка класса Р) 2000/5—5000/5 200 Арасч — Йсх.бл ®1,бл < 24 750 А, (2-335) где mmBX=I-maxlh,n — максимальная расчет¬ ная кратность первичного тока; /таж— мак¬ симальный расчетный ток, А, при трёхфаз¬ ном к. з. в режиме, при котором ток в бло¬ ке максимально возможный; Л,н— номи¬ нальный первичный ток трансформатора то¬ ка, А; /ісх.б.ті — коэффициент схемы, равный 1 или Кз~ при включении блока на фазный ток илн на разность фазных токов соответ¬ ственно. Если условие (2-335) ие выполняется, необходимо уменьшить число витков шч,вл таким образом, чтобы это условие было вы¬ полнено. 2. По кривым рис. 2-133 определяется м. д. с. надежной работы (ампер-витки) AwH,p. Вторичный ток надежной работы, А, определяется по выражению Лк'н,р !Н,Р <®1,бл (2-336) 3. Определяется первичный ток надеж¬ ной работы, А, умножением вторичного то¬ ка надежной работы ін,р на коэффициент трансформации трансформатора тока пт: ^н,р — 1н,р пт- (2-337) Если блок включается на трансформа¬ торы тока, соединенные по схеме разности фазных токов, то вольт-амперная характе¬ ристика трансформаторов тока при тех же значениях напряжения будет иметь вдвое большие значения токов, а первичный фаз¬ ный ток, А, надежной работы определяет¬ ся по выражению ^н,р —■ 1н,р «т ~7—’ (2-338) Ѵз ся с семейством вольт-амперных характе¬ ристик блоков при X. X. (рис. 2-132). Выби¬ рается число витков блока таким образом, чтобы вольт-амперная характеристика трансформатора тока проходила выше вольт-амперной характеристики блока при токах более 5 А. Рекомендуемое число витков для неко¬ торых типов наиболее часто используемых трансформаторов тока приведено в табл. 2-180. Выбранное число витков ВЧ.вя проверя¬ ется по уровню перенапряжений при мак¬ симальной кратности первичного тока та¬ Полученный расчетный ток надежной работы должен быть с запасом меньше ми¬ нимального тока при трехфазпом к. з. в той точке сети, при повреждении в которой ос¬ таточное напряжение в месте подключения блока напряжения равно напряжению на¬ дежной работы. Следует иметь в виду, что при необхо¬ димости снижение тока надежной работы может быть достигнуто за счет последова¬ тельного соединения двух вторичных обмо¬ ток трансформаторов тока. Напряжение надежной работы блоков напряжения определяется в зависимости от сопротивления нагрузки и допустимого вы¬ ходного напряжения по кривым рис. 2-130
и 2-138. Выходное напряжение при дли¬ тельной нагрузке не должно превышать максимально допустимого напряжения на реле и аппаратах. При питании оперативных цепей от комбинированного блока (токовый блок БПТ-1002 и блок напряжения БПНС-1) ми¬ нимально допустимая кратность первичного тока надежной работы ттлп может быть определена по кривым рис. 2-141 в зависи¬ мости от коэффициента схемы включения Рис. 2-141. Кривые минимальных кратно¬ стей первичного тока надежной работы комбинированного блока (БПТ-1002 сов¬ местно с БПНС-1) при трехфазном питании блока БПНС-1 при І7Пых = 0,85 17н,вых= =const. C-fccx = I: 6-fecx=K3; 7-ші>бл = 200; 2~wi,6n^ï7S- 3-wï,6n=1S0- 4~Wi,6n=125- = б-»і,бл = 75: 7-Обло¬ токового блока, выбранного числа витков W'i, бл и нагрузки. Надежность питания оперативных це¬ пей обеспечивается, если соблюдено условие трасч,тіп fitmiri’ (2-339) где иірасч) теги=== Апги/А.н — расчетная крат¬ ность трехфазного к. з. в расчетной точке в режиме работы системы, когда ток (Ітлп) в токовом блоке минимально возможный. Расчетной является точка сети, в которой установлен блок напряжения. На подстанциях без выключателей на стороне высшего напряжения и при наличии на этой стороне трансформаторов напряже¬ ния питание оперативных цепей может осу¬ ществляться только от блоков напряжения БПНС-1, если соблюдено условие ^-с,*ггіп 0,9хттцг, (2-340) где Хс.тіп—сопротивление прямой после¬ довательности питающей системы в мини¬ мальном режиме ее работы; хТ, mtn — сопро¬ тивление рассеяния трансформатора при крайнем минусовом положении регулятора напряжения. Возможность такого питания определя¬ ется высокими остаточными напряжениями на стороне высшего напряжения трансфор¬ маторов при к. з. на стороне среднего или низшего напряжения, включением защит трансформатора на встроенные трансформа¬ торы тока и возможностью неучета трех¬ фазных к. з. на стороне высшего напряже¬ ния в баке трансформатора (в масле), что подтверждено опытом эксплуатации. Расчет в этом слўчае сводится к опре¬ делению нагрузки на блок напряжения, ко¬ торая не должна превышать значений, при¬ веденных в табл. 2-171, как в нормальном режиме, так и в аварийных режимах при действии защит и автоматики (АЧР н т. п.) Выбор конденсаторов. Необхо¬ димая для отключения привода энергия за¬ ряда конденсатора определяется выраже¬ нием, Вт-с, 0,125t/;? if <2- где і/н— номинальное напряжение отклю¬ чающего электромагнита, В; ft— сопротив¬ ление катушки отключающего электромаг¬ нита, Ом;.? — время отключения привода, С. Необходимая емкость конденсатора, мкФ, определяется по выражению 2Æ-I06 — US где U — напряжение на конденсаторе, В (при заряде от блока БПЗ-401 принимается равным 320 В). Рекомендуемые емкости конденсаторов для разных типов приводов приведены в табл. 2-181.
Таблица 2-181 Емкости конденсаторов для цепей отключения приводов Тип привода Характеристика отключаю¬ щего электромагнита Емкость, мкФ Рекомендуемый тип блока конденсаторов ПП-67, ПП-70, ШПКМ, ШПОМ, встроенный в выключатель ВПММ-10, ПЭ-11, ПС-10, ПЭВ-12, ПЭ-20 Электромагнит отклю¬ чения от независимого источника 220 В 80 БК-402 ПЭ-3, ПС-30, шпэ-зз, ШПЭ-44-1 220 В 200 БК-403 Пневмопривод выклю¬ чателя ВМК-110 Серийная катушка от¬ ключения (660 витков) 400 на фазу 2 X БК-403 2-96. СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ На подстанциях с постоянным опера¬ тивным током устанавливается, как прави¬ ло, одна аккумуляторная батарея 220 В, схема включения которой приведена на рис. 2-142. Батарея нормально работает в режиме постоянного подзаряда без элементного ком¬ мутатора при стабильном напряжении 2,15 В на элемент, без периодических урав¬ нительных перезарядов и тренировочных разрядов. Щит постоянного тока имеет главные (силовые) шины ШП и шины управле¬ ния ШУ. Для аккумуляторной батареи из 108 элементов ШП состоят из шин «+» и «—», Рис. 2-142. Схема включения аккумуляторной батареи. 1 ■— электромагниты приводов 110 кВ и выше; 2— электромагниты приводов 35—6 кВ; 3 — резерв¬ ный агрегат связи; 4 — лаборатория; 5 — блок переключения аварийного освещения; 6 — ввод от щита переменного тока 380/220 В; 1 — аварийное освещение; 8 — управление, защита, сигнализация и автоматика; 9 — контроль изоляции; 10 — контроль уровня напряжения в мигающий свет.
при большем числе элементов добавляется шина «(—■)» повышенного напряжения. Шина «+» присоединяется к плюсу ак¬ кумуляторной батареи, шина «—» к минусу 108-го элемента, и шина «(—)» к минусу 120, 128 или 140-го элемента. К шинам ШП подключается сеть ава¬ рийного освещения, резервный агрегат свя¬ зи и цепи питания электромагнитов включе¬ ния приводов масляных выключателей 6— 35 кВ, толчковые токи до 200 А. Шина по¬ вышенного напряжения используется для подключения линий питания электромагни¬ тов включения приводов масляных выклю¬ чателей 110 кВ и выше. Шины ШУ в режиме постоянного под¬ заряда присоединены к 108 элементам ба¬ тареи. При дозарядке батареи при напря¬ жении 2,3 В на элемент шины ШУ должны переключаться на 100 элементов во избежа¬ ние повышения напряжения на ннх свыше 1,05 номинального. Шина (+) ИІМ предна¬ значена для подключения Пеней мига¬ ния сигнальных ламп положения выклю¬ чателей. Регулируемое (балластное) сопротивле¬ ние RR служит для обеспечения одинаково¬ го заряда, подзаряда и разряда как основ¬ ных («=100, 108), так и дополнительных (при п=120, 128, 140) элементов. В каче¬ стве балластного сопротивления использует¬ ся регулятор возбуждения РЗВ-41 В на 40 А, 4,5 кВт со 100 ступенями сопротивле¬ ния, без отключения, с маховичным при¬ водом. Для дублирования питания ответствен¬ ных потребителей постоянного тока и улуч¬ шения условий эксплуатации каждая си¬ стема шин щита постоянного тока разделе¬ на на две секции, связанные между собой рубильниками. В качестве зарядно-подза- рядных агрегатов применены стабилизиро¬ ванные выпрямительные агрегаты (VI, Ѵ2) — один — рабочий, второй — резерв¬ ный. Для повышения надежности питания потребители оперативного постоянного тока разделяются на группы (сеть питания электромагнитов включения; сеть управле¬ ния, защиты и автоматики, сеть сигнализа¬ ции и т. п.), каждая из которых подключа¬ ется не менее чем двумя взаимно-резерви- руемыми линиями к разным секциям шин щита постоянного тока. Сеть питания электромагнитов включе¬ ния приводов масляных выключателей ПО кВ и выше должна быть запроектиро¬ вана так, чтобы расчетная длина кабеля /к до наиболее удаленного выключателя в наиболее неблагоприятном ремонтном режи¬ ме не увеличивалась значительно по сравне¬ нию с нормальной схемой. При однорядном расположении выклю¬ чателей оба кабеля магистрали заводятся в каждый шкаф питания приводов, а при двухрядном расположении выключателей предусматриваются перемычки между ряда¬ ми, количество которых определяется рас¬ четом. 2-97. СХЕМЫ ПИТАНИЯ ПЕРЕМЕННЫМ И ВЫПРЯМЛЕННЫМ ОПЕРАТИВНЫМ ТОКОМ. КОНТРОЛЬ ИЗОЛЯЦИИ Схема питания переменным оперативным .током цепей управле¬ ния, сигнализации и автоматики РУ с двумя секциями шин и пружинными или ручными приводами выключателей приведена на рис. 2-143. Питание осуществляется от двух секций щита собственных нужд 380/220 В или 3X220 В через два стабилизатора на¬ пряжения (TS1, TS2): одни рабочий, вто¬ рой резервный с автоматическим замеще¬ нием на стороне стабилизированного напря¬ жения 220 В. Мощность стабилизатора вы¬ бирается по максимальной нагрузке в ава¬ рийном режиме (например, при работе га¬ зовой защиты трансформатора на отключе¬ ние всех его выключателей). Для понизи¬ тельных подстанций 35—220 кВ с двухоб¬ моточными трансформаторами может быть принят стабилизатор типа С-1, 7 мощностью 1,7 кВ-А; для подстанций с трехобмоточны¬ ми трансформаторами —• типа С-Зс мощно¬ стью 3 кВ-А. На выходе стабилизаторов напряжения сооружаются шинки обеспечен¬ ного питания (ШОП). К'щитд ВН Рис. 2-143. Схема питания переменным опе¬ ративным током. / — измерение напряжения и контроль изоляции; 2 — телемеханика; 3 — связь; 4 — резерв; 1ШУ и 2ШУ— шинки управления; 1ШС и 2ШС — шинки сигнализации; TS1, TS2 — стабилизаторы напря¬ жения; KL1, K.L2 — реле промежуточные РП-256; SF1 ... SF5 — выключатели автоматические АП-50. Стабилизаторы предназначены для: а) разделения оперативных цепей и ос¬ тальных цепей собственных нужд подстан¬ ции (освещение, вентиляция, сварка ит. д.), что существенно повышает надежность.опе¬ ративных цепей; б) поддержания необходимого уровня напряжения оперативных цепей при работе АЧР, когда возможно одновременное сни¬ жение частоты и напряжения. Схема питания выпрямлен¬ ным оперативным током цепей уп-
равлення, защиты, сигнализации и автома¬ тики РУ с двумя секциями шин и с электро¬ магнитными приводами выключателей при¬ ведена на рис. 2-144. Для питания цепей управления, защиты и автоматики преду¬ смотрены блоки стабилизированного напря¬ жения БПНС-1 и токовые блоки БПТ-1002 с выпрямленным напряжением 220 В по 1 шт. на каждую секцию. Блок БПНС-1 обеспечивает надежное питание при удаленных трехфазных и лю¬ бых несимметричных к. з. При близких трех¬ фазных к. з. питание обеспечивается от Од¬ ного токового блока БПТ-1002, включенного на трансформатор тока средней фазы вво¬ да. Выходы постоянного тока блоков пита¬ ния обеих секций соединяются параллельно на шинках управления ±ШУ панели вы¬ г К щитд ОН К tuning СИ Резерв Шинка питания В PH 6-10 кВ Б) , Раги ст рам л иглиная 1— электромагнитов ~— Включения Выключа¬ телей 110-2'ВО кВ I 1Л1 1ЛВ 1ЛЗ 012Л1 ВЛ2 ВЛЗ ОКП1 'ВыхоВы ЗВОА Вых с Вы 15О А 1Л1 1ЛВ1ЛЗ 01 2Л12Л2 ВЛЗ xz с I I ХЗ o-j-oZŸ- I ХЧ о-г-оХЗ I оков . Рис. 2-144. Схема питания выпрямленным оперативным током. о —питание цепей управления и защиты (/ЯУ), сигнализации (ШС) и блокировки (ШБ); б —пи¬ тание цепей электромагнитов включения (111П)‘ 1, 2 — трансформаторы тока; 5 —измерение и конт¬ роль изоляций; UG13, UG28-—блоки питания напряжения БПН-1002; UG12, UG22—блока питания стабилизированным напряжением БПНС-1; UG11, UG21-—’блоки питания токовые БПТ-1002; 1ВУ. 2ВУ — силовой выпрямитель с распределительным устройством (УКП1) и индукционным накопи¬ телем (УКП2). XI XZo-i-oX1 Резерв
прямленного тока. Питание шинок +1ШУ в РУ осуществляется кабелями, подключае¬ мыми к шинам +ШУ панели выпрямлен¬ ного тока через автоматические выключа¬ тели. Шинки ±1ШУ секционируются по чис¬ лу секций шин РУ. Питание цепей сигнали¬ зации (шинки +ШС на панели выпрямлен¬ ного тока и ±1ШС в РУ) и блокировки (шинки±ДЛБ/, II) осуществляется от от¬ дельных блоков напряжения БПН-1002. Та¬ кая схема позволяет отделить цепи защи¬ ты, управления н автоматики от других це¬ пей, что существенно повышает их надеж¬ ность. Для питания цепей электромагнитов включения выключателей предусмотрены комплектные устройства типа УКП. Количе¬ ство устройств УКП принимается равным количеству секций шин РУ. Питание на шинки ±ШП в РУ 6—10—35 кВ с выклю¬ чателями, электромагниты включения кото¬ рых потребляют ток до 150 А, подается че¬ рез индукционные накопители УКП2. Пи¬ тание в магистраль электромагнитов вклю¬ чения масляных выключателей НО кВ и выше подается с выходов «320 А» силового выпрямителя УКП1. Устройства УКП сое¬ диняются параллельно на стороне выпрям¬ ленного напряжения, чем обеспечивается практически независимое питание при вклю¬ чении на короткое замыкание. При проектировании РУ и подстанций на выпрямленном оперативном токе необхо¬ димо учитывать следующее: 1. Токовые блоки обеспечивают на¬ дежную работу при определенных (мини¬ мальных) значениях первичных токов транс¬ форматоров тока. Поэтому обязательно дол¬ жна проводиться проверка обеспечения на¬ дежной работы блоков в защищаемой сети (см. § 2-95). 2. Отключение электродвигателей 6— 10 кВ при действии защиты минимального напряжения должно выполняться с помо¬ щью предварительно заряженных конденса¬ торов, так как при исчезновении напряже¬ ния блок напряжения не обеспечит питания цепей, защиты. 3. Пульсации выпрямленного напряже¬ ния на выходе блоков питания превышают 5%. в связи с чем должны приниматься специальные меры для обеспечения надеж¬ ной работы устройств, чувствительных к пульсациям (например, защиты с полупро¬ водниковыми элементами, реле РИС-Э2М и т. п.). Для сглаживания пульсаций использу¬ ются сглаживающие фильтры, поставляе¬ мые в комплекте блоков питания БПНС-1. Контроль изоляции цепей оперативного тока. Изоляция аппа¬ ратуры, применяемой во вторичных цепях, должна соответствовать нормам, определяе¬ мым рабочим напряжением источника опе¬ ративного тока, питающего данные цепи. Контроль изоляции цепей оперативно¬ го постоянного и переменного тока должен предусматриваться на каждом независимом источнике, не имеющем заземления. Конт¬ роль изоляции может не выполняться при неразветвленной сети оперативного тока (например, при применении схем с индиви¬ дуальными блоками питания). Устройство контроля изоляции должно обеспечивать по¬ дачу сигнала при снижении сопротивления изоляции ниже установленного значения, а на постоянном (выпрямленном) токе также измерение сопротивления изоляции полю¬ сов. Схема контроля изоляции цепей пере¬ менного тока приведена на рис. 2-145. Рис. 2-145. Схема контроля изоляции цепей переменного оперативного тока. Контроль осуществляется при помощи двух реле напряжения KS1 и KS2 типа РН-54/160 и вольтметра РѴ. В нормаль¬ ном режиме сопротивление изоляции фаз по отношению к земле /■и,і=гп,г и к каждо¬ му реле приложена половина напряжения; при выборе соответствующей уставки UCp> >0,5 UH реле не срабатывают. При нару¬ шении изоляции одной фазы ее сопротив¬ ление относительно земли снижается (на¬ пример, Ги,і<Гп,2). В этом случае на реле KS2 напряжение станет больше напряжения уставки, реле сработает и подаст сигнал. Поочередным подключением вольтметра РѴ с помощью переключателя SN между фазой и землей находится поврежденная фаза. Схема контроля изоляции постоянного (выпрямленного) оперативного тока приве¬ дена на рис. 2-146. Схемой предусмотрено (рис. 2-146, а): а) измерение напряжения на шинах и каждого полюса по отношению к «земле» с помощью вольтметра РѴР, б) измерение эквивалентного сопротив¬ ления изоляции полюсов по отношению к «земле» с помощью вольтметра с двусто¬ ронней шкалой РѴ2-, в) автоматическая сигнализация при нарушении изоляции одного полюса с по¬ мощью реле KS типа РН-51/М78. Работа схемы контроля и измерения сопротивления изоляции основана на прин¬ ципе моста, плечами которого являются со¬ противления потенциометра П и изоляции полюсов, а диагональю — обмотка реле KS или вольтметра РѴ2 (рис. 2-146,6).
Рис, 146. Схема контроля изоляции цепей постоянного (выпрямленного) оператив¬ ного тока. а — принципиальная схема; б — схема замещения. Если изоляция полюсов относительно земли одинакова, т. е. Ги,і=Ги,2, то напря¬ жение между точками моста а и 6 отсутст¬ вует и ток через прибор и реле не проте¬ кает. При уменьшении сопротивления одно¬ го полюса равновесие моста нарушается, реле срабатывает и подает сигнал. Л. РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА И СЕТЕВАЯ АВТОМАТИКА 2-98. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Основные распределительные сети 6— 10, НО, 220 кВ промышленных предприятий имеют простую конфигурапию и выполня¬ ются, как правило, радиальными или маги¬ стральными. Трансформаторы главных по¬ низительных подстанций, узловых распре¬ делительных пунктов и цеховых подстан¬ ций' обычно работают раздельно. В редких случаях применяются сети кольцевые или с радиальными параллельными линиями. Поэтому промышленные электросети для своей защиты от аварийных и анор¬ мальных режимов работы обычно не требу¬ ют сложных устройств защиты и автомати¬ ки,- используемых в сетях энергосистем. В промышленных электроустановках широкое применение находят устройства защиты с реле косвенного действия с пита¬ нием от источника оперативного постоянно¬ го и выпрямленного тока, реже — на опера¬ тивном переменном токе с реле прямого действия; Как правило, используются за¬ щиты с электромеханическими реле. Начали применяться защиты с полупроводниковы¬ ми элементами, обеспечивающие высокое быстродействие, надежность, чувствитель¬ ность и потребляющие малую мощность. 1 Для повышения надежности электро¬ снабжения промышленных предприятий применяются: автоматическое включение ре¬ зерва (АВР), автоматическое повторное включение (АПВ) и автоматическая частот¬ ная разгрузка (АЧР). При проектировании релейной защиты и автоматики должны учитываться: требуемый уровень надежности по ус¬ ловиям технологии производства; техниче¬ ские требования, предъявляемые к защи¬ те электрооборудования (преобразователь¬ ных агрегатов, электродвигателей, мощных трансформаторов и т. п.), исходя из техни¬ ческих условий заводов-изготовителей; тех¬ нические требования энергосистемы; режи¬ мы работы основных электроприемников (тиристорных электроприводов прокатных станов, дуговых электропечей и т. п.), пуска и сапозапуска электродвигателей; виды по¬ вреждений и анормальные режимы защи¬ щаемого электрооборудования и сетей. Особое внимание должно быть обра¬ щено на обеспечение требуемого быстро¬ действия, чувствительности, надежности и селективности релейной защиты; Ниже освещены вопросы проектирова¬ ния релейной защиты и автоматики в соот¬ ветствии с требованиями ПУЭ и рекоменда¬ циями руководящих материалов по релей¬ ной защите для электроустановок промыш¬ ленных предприятий.
2-99. ЗАЩИТА ТРАНСФОРМАТОРОВ 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ На трансформаторах, устанавливаемых в сетях напряжением 6 кВ и выше, долж¬ ны предусматриваться устройства релей¬ ной защиты, действующие при повреждени¬ ях внутри баков маслонаполненных транс¬ форматоров; многофазных к. з. в обмотках и на их выводах; однофазных замыканиях на землю в обмотке и на выводах, присое¬ диненных к сети с глухозаземленной ней¬ тралью; витковых замыканиях в обмотках; внешних к. з.; перегрузках (если они воз¬ можны); понижениях уровня масла в мас¬ лонаполненных трансформаторах. 2. ЗАЩИТА ОТ ПОВРЕЖДЕНИЙ И ПОНИЖЕНИИ УРОВНЯ МАСЛА ВНУТРИ БАКОВ МАСЛОНАПОЛНЕННЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ Тип защиты — газовая, реагирующая на образование газов внутри трансформа¬ тора. Защита действует в зависимости от интенсивности газообразования на сигнал или на отключение. В соответствии с действующими ПУЭ установка газовой защиты обязательна для трансформаторов мощностью 6300 кВ-А и более, а также для трансформаторов мень¬ шей мощности при отсутствии быстродей¬ ствующих защит (дифференциальной или максимальной, со времени действия не бо¬ лее 0,5—1 с). Для внутрицеховых понижающих тран¬ сформаторов мощностью 6300 кВ-А и бо¬ лее газовую защиту следует устанавливать независимо от наличия быстродействующей защиты. Газовая защита может, выполнять¬ ся реагирующей на выделение газа или на повышение давления в кожухе трансформа¬ тора. При выполнении газовой защиты на отключение необходимо обеспечение на¬ дежного срабатывания выключателей тран¬ сформатора при кратковременном замыка¬ нии контактов газового реле. Зашита вы¬ полняется двухступенчатой с действием первой ступени на сигнал, а второй — на отключение или на сигнал. 3. ЗАЩИТА ОТ МНОГОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИИ, ОДНОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ И ВИТКОВЫХ ЗАМЫКАНИЙ В ОБМОТКАХ ТРАНСФОРМАТОРА Типы защит: а) продольная дифференциальная то¬ ковая защита, действующая без выдержки времени на отключение всех выключателей трансформатора; б) токовая отсечка без выдержки вре¬ мени, устанавливаемая со стороны питания и действующая, как защита п. «а». Токовая отсечка, охватывающая часть обмотки трансформатора, должна преду¬ сматриваться во всех случаях, когда не ус¬ танавливается дифференциальная защита. Таблица 2-182 Исходные данные и выбор трансф'орматоров тока I № п/п Величина Расчетная формула Числовое значение (простав¬ ляется в процессе расчета) ВН 1 НН 1 Первичные номинальные токи обмоток j *н— ]/ здн 2 Соединение вторичных об¬ моток транс¬ форматоров тока А 3 Расчетный коэффициент трансформации трансформа¬ торов тока п - *г/\ 5 — _ Л* 5 — 4 Токи в пле¬ чах зашиты при номинальном первичном токе Пт »1, ЛтДТ — принятые зна¬ чения коэффи¬ циентов транс¬ формации трансформа¬ торов тока і -УЗЪ ‘нд птІ — (в 'на = птц — 5 Максималь¬ ное значение тока в обмот¬ ках трансфор¬ матора при внешнем трех¬ фазном к. 3. (для определе¬ ния небаланса при внешнем к. 3.) 7(3) к, max
Продолжение табл. 2-182 г № п/п 1 Величина Расчетная формула Числовое значение (простав¬ ляется в процессе расчета) ВН НН 6 Минималь¬ ное значение тока в обмот¬ ках трансфор¬ матора при трехфазном к. з. на выво¬ дах НН на среднем ответвле¬ нии РПН 7(3) к, mîn 1 на крайнем ответвле¬ нии РПН 7(3) к, тіп 2 Продольная дифференциальная защита без выдержки времени выполняется, как правило, на трансформаторах мощностью 6,3 МВ-А и более. Допускается предусмат¬ ривать дифференциальную защиту на тран¬ сформаторах меньшей мощности (4000 кВХ ХА) при параллельной работе их с целью селективного отключения поврежденного трансформатора, а также на трансформато¬ рах 1000 кВ-А и более, если токовая от¬ сечка не! удовлетворяет требованиям чув¬ ствительности, а максимальная токовая за¬ щита имеет выдержку времени более 0,5 с и отсутствует газовая защита. Окончательный выбор типа защиты производится в соответствии с рекоменда¬ циями ПУЭ и Руководящими указаниями по релейной защите трансформаторов. Трансформаторы тока для продольной дифференциальной защиты, как правило, должны устанавливаться со всех сторон защищаемого трансформатора. Выбор ко¬ эффициента трансформации трансформато¬ ров тока и схем их соединения для различ¬ ных сторон трансформатора производится в порядке, изложенном в табл. 2-182. Обычно продольная дифференциальная защита выполняется с двумя реле тока в дифференциальной цепи. Трехрелейная схема может оказаться необходимой для защиты трехобмоточного трансформатора 220—110/35/10—6 кВ с сое¬ динением обмоток У/У/Д из-за недостаточ¬ ной чувствительности двухрелейной схемы при к. з. на стороне 35 кВ. В этом случае на стороне 10—6 кВ за¬ щищаемого трансформатора следует уста¬ навливать три трансформатора тока. Увеличение числа трансформаторов то¬ ка на стороне 10—6 кВ вызвано необходи¬ мостью исключения возможных излишних срабатываний дифференциальной защиты трансформаторов при внешних повреждени¬ ях на стороне 6—10 кВ. Для защиты мо¬ гут применяться реле типов РНТ-565, ДЗТ-11, ДЗТ-13. Исполнение защиты с реле РНТ или ДЗТ принимается на основании расчетов, позволяющих определить минимальное зна¬ чение коэффициента чувствительности защи¬ ты при к. з. на выводах защищаемого тран¬ сформатора. Первичный ток срабатывания защиты с реле РНТ-565 выбирается по следующим условиям: 1) по условию отстройки от расчетного максимального тока небаланса /иб.расч при переходных режимах внешних коротких за¬ мыканий: Іс,з ^отс Аіб.расч, (2-343) где £отс= 1,3; 2) по условию отстройки от броска тока намагничивания при включении нена- груженного трансформатора под напряже¬ ние /с,з feoTc^H» (2-344) где Іа — поминальныя ток, соответствую¬ щий номинальной мощности трансформато¬ ра; kmc ■— коэффициент отстройки защиты от бросков тока намагничивания; принима¬ ется обычно равным 1,3. Если реле РНТ-565 не обеспечивают необходимой чувствительности при выборе тока срабатывания защиты по условию от¬ стройки от установившихся токов небалан¬ са, следует применять реле типа ДЗТ. Расчет продольной дифференциальной зашиты сводится к определению первичного тока срабатывания защиты, токов срабаты¬ вания реле, числа витков обмоток реле РНТ или ДЗТ и в конечном итоге коэффициен¬ тов чувствительности защиты при повреж¬ дении в зоне ее действия. Расчет защиты с реле РНТ-565 для по¬ нижающего двухобмоточного трансформа¬ тора производится в соответствии с табл. 2-183. Примерный порядок расчета продоль¬ ной дифференциальной защиты понижаю¬ щего двухобмоточного трансформатора со схемой соединения обмоток У/Д/Д с реле ДЗТ-11 приведен в табл. 2-184. Токовая отсечка без выдержки времени включается на те же трансформаторы тока, что и максимальная токовая защита от внешних к. з. Токовая отсечка выполняется: на трансформаторах, питающихся от сети с большим током замыкания иа землю, дву¬ мя реле тока, включенными на фазные то¬ ки, и одним реле, включенным на ток нуле¬ вой последовательности; на трансформато¬ рах, питающихся от сети с малым током замыкания на землю — двумя реле, вклю¬ ченными на фазные токи, или одним реле, включенным на разность токов, в зависимо¬ сти от чувствительности. Токовая отсечка действует на отклю¬ чение трансформатора со всех его сторон.
Таблица 2-183 Определение уставок и чувствительности продольной дифференциальной защиты с реле РНТ-565 № п/п Величина Расчетная формула 1 Первичный ток небаланса, обуслов¬ ленный погрешностью трансформаторов тока при внешнем к. з., приведенный к основной стороне (с наибольшим током в плече защиты при номинальном пер¬ вичном токе), А. Ток к. з. из п. 5 табл. 2-182 і' ВІ^ Jn6 к.тсл’ е = 0,1 — относительная полная погреш¬ ность трансформаторов тока 2 Первичный ток небаланса при внеш¬ нем к. з., обусловленный регулировани¬ ем ответвлениями обмоток защищаемого трансформатора, А. Ток к. з. из п. 5 табл. 2-182 'нб — At/ ~ относительная погрешность, обус¬ ловленная РПН; принимается равной по¬ ловине суммарного диапазона регулирова¬ ния напряжения 3 Первичный расчетный ток небаланса при внешнем к. з„ А Ліб,расч Ліб “Ь ^нб 4 Первичный ток срабатывания защиты из условия отстройки от расчетного то¬ ка небаланса при внешнем к. з., А /с,з > ^отс Лгб.расч! ^отс =1,5 — коэффициент отстройки 5 Первичный ток срабатывания защиты из условия отстройки от броска тока намагничивания, А Л;,з = 1,3ZH 6 Принятый расчетный ток срабатыва¬ ния защиты. Большее значение токов из пп. 4 и 5, А ■^с.з.расч 7 Расчетный ток срабатывания реле, от¬ несенный к основной стороне, А 3 /с,з,расч ‘с.Р.расчд — Л?,з,расч 1с,Р,расчЛ - птП 8 Расчетное число витков обмотки реле, включаемой в* плечо защиты' на основ¬ ной стороне s _ 100 ^осн.расч — . 1с,р,расч 9 Принятое число витков обмотки реле, включаемой в плечо защиты на основ¬ ной стороне ^осн ^осн.расч 10 Расчетное число витков обмотки реле, включаемой в плечо защиты на неоснов¬ ной стороне — *н-осн ^осн ^неосн.расч ” 1н,неосн 11 Принятое число витков обмотки реле, включаемой в плечо защиты на неоснов¬ ной стороне И'неосн
Продолжение табл. 2-183 № П/П Величина 1 Расчетная формула 12 Первичный ток небаланса при внеш¬ нем к. з„ обусловленный округлением расчетного числа витков обмотки реле, включенной в плечо защиты на неоснов¬ ной стороне, А rw _^неосн,раеч ^неосн нЗ) 7нб и'неосн.расч 13 Уточненный первичный ток небаланса, А / — / -L нб нб.расч 1 нб 14 Первичный ток срабатывания защиты из условия отстройки от уточненного тока небаланса, А ^с,з — 1 >3/нб 15 Ток срабатывания реле из условия отстройки от уточненного тока небалан¬ са, отнесенный к основной стороне, А _ ^с,3 . 1с.рд— пт} ’ ^с.з ‘с.РА “ птП 16 Число витков обмотки реле, включае¬ мой в плечо защиты на основной сто¬ роне (рассчитывается для проверки на¬ дежной отстройки от токов небаланса) 100 W — гс,р 17 Проверка надежной отстройки от то¬ ков небаланса W > ®ОСН 18 Минимальное значение тока в реле при двухфазном к. з. на выводах НН: на среднем ответвлении РПН на крайнем ответвлении РПН tpl~ «T.J 1 »UIK,mfn,2 tp2“ «TJ 19 Минимальное значение коэффициен¬ тов чувствительности при двухфазном к. з. на выводах НН: на среднем ответвлении РПН на крайнем ответвлении РПН ,(2) _ »P,Ï о. 41 ■ 100 fe(2)= Wù J 5 42 100 (a?j — число витков обмотки реле, вклю¬ ченной с стороны ВН)
Таблица 2-184 Определение уставок и чувствительности продольной дифференциальной защиты с реле ДЗТ-11 № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Величина Расчетная формула Первичный ток срабатывания защиты из условия отстройки от броска тока намагничивания, А Ток срабатывания реле, приведенный к стороне ВН, А Расчетное число витков рабочей об¬ мотки реле, включаемых в плечо защи¬ ты со стороны ВН Принятое число витков рабочей об¬ мотки реле, включаемых в плечо защи¬ ты со стороны ВН Расчетное число витков рабочей об¬ мотки реле, включаемых в плечо защи¬ ты со стороны НН Принятое число витков рабочей об¬ мотки реле, включаемых в плечо защи¬ ты со стороны НН Расчетное число витков тормозной об¬ мотки реле, включаемой в плечо защи¬ ты со стороны НН /с,з = 1,5/н г 7С 8 С р ” «ТІ 100 , расч г ' с,р “'і < К'ірасч WI гнД ШПрасч — ; ®n — ближайшее целое число ^т.расч—I 6 A Af7 Ч~ 1,5®n tgtx ’ К'п.расч “'ll, расч где е=0,1—относительная полная по¬ грешность трансформаторов тока; Д{7 — относительная, погрешность, обусловлен¬ ная РПН, принимается равной половине суммарного диапазона регулирования напряжения tgcc=0,87; Принятое число витков тормозной об¬ мотки реле Минимальное значение тока в реле при двухфазном к. з. на выводах НН: на среднем ответвлении РПН на крайнем ответвлении РПН Минимальное значение коэффициента чувствительности защиты при двухфаз¬ ном к. з. на выводах НН: на среднем ответвлении РПН ®т>Щт.расч выбирается из ряда чисел: I; 3; 5; 7; 9; II; 13; 18; 24 ‘р-і = Ір-2 ~ «ТІ на крайнем ответвлении РПН
Таблица 2-185 Первичный ток срабатывания токовых защит трансформатора Тип защиты Расчетная формула ъ отс feB Расчетный параметр Максимальная токо¬ вая защита от внешних к. 3. Г _ ^отс , ^с,з — , Ітах 1,2 0,8 (пмх — наибольшее зна¬ чение тока нагрузки транс¬ форматора с учетом само¬ запуска электродвигателей Максимальная токо¬ вая защита с комбини¬ рованным пуском по на¬ пряжению от внешних к. 3. 1 ^отс , . 1С,3 — < *н> і^с,з “ 0,4—г0,56/н; (/2,С,р ” 6 :12В 1,2 0,8 /н, UK — номинальные ток и напряжение трансформа¬ тора Минимальная токовая защита от перегрузок г ^ОТС Г *с,з — , а:в 1,05 0,85 /н — номинальный ток трансформатора Токовая отсечка \ 1 —. А /С3) 1 с.з отс к., max 1,4 — І^.тах — максимальное значение периодической со¬ ставляющей (/=0) тока трехфазного к. з. на сторо¬ не НН Выбор тока срабатывания защиты произ¬ водится по формулам табл. 2-185. Чувстви¬ тельность защиты оценивается коэффициен¬ том чувствительности /гч^2 при к, з. в ме¬ сте установки защиты в минимальном ре¬ жиме питания. 4. ЗАЩИТА ОТ ТОКОВ ВНЕШНИХ к. з. Защита предназначена для прекраще¬ ния питания внешних многофазных к. з. при отказе защиты или выключателя смеж¬ ного поврежденного элемента, а также слу¬ жит резервом собственных защит транс¬ форматоров (дифференциальной, газовой и т. п.). На отдельных сторонах трансформа¬ тора могут устанавливаться комплекты за¬ щиты от токов внешних к. з., отключающие выключатели данной стороны. При наличии короткозамыкателей действие этой защиты, установленной со стороны ВН трансформа¬ тора, распространяется на включение корот- козамыкателя. На трансформаторах, имею¬ щих питание с разных сторон, с целью обеспечения селективности действия отдель¬ ные комплекты рассматриваемых защит могут снабжаться органами направления мощности. Они, как правило, выполняются с независимыми от тока выдержками вре¬ мени, выбираемыми по ступенчатому прин¬ ципу. Для резервной защиты желательно использовать отдельные сердечники транс¬ форматоров тока. В качестве защиты от внешних к. з. (резервной) обычно используются токовые защиты, основные разновидности которых приведены ниже: максимальная токовая защита: трех¬ фазная трехрелейная; двухфазная двухре¬ лейная; двухфазная трехрелейная; максимальная токовая защита с пуско¬ выми органами в исполнениях: с одним ре¬ ле напряжения обратной последовательно¬ сти и одним реле напряжения, включенными на междуфазное напряжение (комбиниро¬ ванный пуск.) ; с тремя реле напряже¬ ния, включенными на междуфазные на¬ пряжения. Различные исполнения защит применя¬ ются в зависимости от конфигурации сети, к которой подключен трансформатор, на¬ значения, типа и мощности трансформато¬ ра, а также условий чувствительности. Для питания напряжением пусковых органов могут быть использованы шинные трансформаторы напряжения и трансфор¬ маторы напряжения, ■ установленные до вводных выключателей 6—10 кВ. Выбор стороны многообмоточных трансформаторов для питания трансформаторов напряжения определяется условиями чувствительности защиты. При наличии у комплекта защиты пус¬ ковых органов, питающихся с шин другого напряжения, и возможности отключения выключателя, связывающего трансформа¬
тор с указанной системой шин, необходимо выведение пускового органа из работы с помощью реле — повторителя положения выключателя. Для защиты нулевой последовательно¬ сти может использоваться трансформатор тока, устанавливаемый в цепи заземленной нейтрали силового трансформатора. На понижающих трансформаторах, имеющих расщепленные обмотки низшего напряжения, а также ответвления, на раз¬ ные секции шин или работающих через сдвоенный (расщепленный) реактор, на указанных ответвлениях, как правило, уста¬ навливаются отдельные комплекты защи¬ ты трансформатора от внешних к. з., осу¬ ществляющие одновременно защиту шин 6—10 кВ. В некоторых случаях (например, после действия АПВ) защита от внешних к. з., осуществляющая также и защиту шин {6— 10—35 кВ) с выдержкой времени, может быть снабжена устройством «ускорения» этих защит. Определение первичных токов сраба¬ тывания максимальных токовых защит с пуском минимального напряжения и токо¬ вых отсечек производится в соответствии с рекомендациями табл. 2-185. При отсутст¬ вии пускового органа максимальной токо¬ вой защиты при определении первичных то¬ ков срабатывания необходимо учитывать возможность увеличения расчетного тока (выше номинального тока трансформатора) за счет пусковых токов и токов самозапус¬ ка двигателей, присоединенных к шинам 6—10 кВ, а также возможность перегрузки трансформаторов при отключении одного из них. 5. ЗАЩИТА -ТРАНСФОРМАТОРОВ ОТ ПЕРЕГРУЗОК На трансформаторах, подверженных перегрузкам, защита, как правило, преду¬ сматривается с действием на сигнал с вы¬ держкой времени.^ Защита устанавливается: на двухобмо¬ точных трансформаторах со стороны пита¬ ния (допустима установка и со стороны низшего напряжения), на трехобмоточных трансформаторах с односторонним питани¬ ем—на стороне питания и на стороне об¬ мотки меньшей мощности. При одинаковой мощности трех обмоток достаточна уста¬ новка защиты только на стороне питания. Для двухобмоточных трансформаторов с расщепленными обмотками 6—10 кВ уста¬ новка защиты должна быть осуществлена на каждой расщепленной обмотке тран¬ сформатора. Определение первичных токов сраба¬ тывания см. табл. 2-185. Пример выполне¬ ния релейной защиты трансформатора с расщепленной обмоткой НН приведен на рис. 2-147, где Т — трансформатор; QR— отделитель, QN — короткозамыкатель; QSG — заземляющий разъединитель; Q1, Q2 — выключатели; ТѴ1 — ТѴЗ—трансфор¬ маторы напряжения; TAI, ТА2 — трансфор¬ маторы тока типа ТВТ; ТАЗ—ТА6 — транс¬ форматоры тока, встроенные в КРУ 6— 10 кВ, ТА7 — трансформатор тока типа ТВТ; KAS1, KAS2 — реле тока с торможе¬ нием типа ДЗТ-11; RA1—RA8— реле тока типа РТ-40; АК — комплект защиты типа КЗ-12; KVZ1, RVZ2— фильтр-реле напря¬ жения обратной последовательности; К.Ѵ1,
Дифференциальная защита Тринсірар- магпира Газовая защита РИН ВыхоВныв лрамвжутичныв рвле Реле Включения кврогпквзамыкаптвлл Промеждтичные реле пдскиВых органов напряжения Максимальная токовал защита с комбинированным ндеком напряжения от многофазных к.з. Максимальная токовал защита с комбинированным пдеком напряжения ит многофазных к.з. на стороне 6-10 кВ Защита вт лврвгррзки ■а- Ни отключение 1В Рис. 2-147. См. про¬ должение на 366 стр.
В схвмд ивреВкчи отключающаго сигнала (ввнивноS .канал) В схему лерввачи нгпключнющвго сигнала (резервный канал) . На отключение синхронных злвктроВвагатвлвй Iсекции На отключение синхронных 'электродвигателей ГСсвкции KHZ *) кнз Т Сигнал „Газовая защититранвдіирмвтора,итклнгчающай ) контакт” Сигнал „Газовая защита РПН, отключающай контакт KS63 } Согнал в выдержкой Врвмвни „Газовал защита траис/рирмитовк, сигнальный контакт" КТ5 Сигнал „Вврвгрдзка К7 Сигнал а КВ Сигнал а з) +С КНГ Клампа ^казатель нвлвВнлт KHZ- КНР КНБ КН7 o' о КПЗ О' о- КНЧ- V) Рис. 2-147.. Схема защиты двухобмоточного транс¬ форматора ПО—220/6—Г0/6—10 кВ. а — поясняющая схема; б ■—■ токовые цепи дифференци¬ альной защиты; в — токовые цепи максимальной защиты на стороне 110—220 кВ и реле тока управления отделите¬ лем; г — токовые цепи максимальной защиты от внеш¬ них многофазных к. з. и от перегрузки на стороне б— 10 кВ; д — цепи напряжения аащит от внешних много¬ фазных к. з.; е — цепи оперативного тока; ж — выходные цепи; з —цепи предупредительной сигнализации; цепи сигнала «Указатель не поднят».
KV2— реле напряжения типа РН-54/160; КУЗ, КУ4 — реле напряжения типа РН-53/60 Д; KSG1—KSG3 — контакты га¬ зовых реле; К.Т1, КТ5— реле времени типа ЭВ-133; КТ— реле времени типа ЭВ-114; КТЗ-, КТ4 — реле времени типа ЭВ-132; К1—К4, Кб—К8—реле промежуточные ти¬ па РП-23; KL1, KL2 — реле промежуточное типа РП-232; SGI—SG3 — блоки испыта¬ тельные типа БИ-4; XI—Х9 — оперативные накладки; R1—R3 — резисторы; KSA — ре¬ ле тока типа РТ-40/Р; KQR — контакт ре¬ ле положения отделителя «Включено»; KQ.C1, KQC2 — реле положения выключате¬ лей Q1 и Q2 «Включено»; KQT1, KQT2— контакты реле положения выключателей Q1 и Q2 «Отключено»; КН1—КН7 — реле указательные типа РУ-21. 2-100. ЗАЩИТА ОТ ОДНОФАЗНЫХ К. 3. ТРАНСФОРМАТОРОВ 6—10/0,4—0,23 кВ и 6—10/0,69—0,4 кВ С ГРУППОЙ соединения ОБМОТОК У/Ун-0 ИЛИ Д/Ун-11 и y/ZH-ll, ИМЕЮЩИХ ГЛУХОЗАЗЕМЛЕННЫЕ НЕЙТРАЛИ НА СТОРОНЕ НИЗШЕГО НАПРЯЖЕНИЯ Для расчета релейной защиты от одно¬ фазных к. з. на стороне 0,4—0,23 или 0,69— 0,4 кВ трансформаторов принимаются ука¬ зания ГОСТ 11677—75, что двухобмоточ¬ ный трансформатор должен быть рассчитан на продолжительную нагрузку нейтрали об¬ мотки НН для схемы соединения: У/Уп—0— не более 25%, Д/Ун —75%, У/2Н — 75% номинального тока обмотки НН. При этом ни в одной из фаз не должен превышать 1,05 номинального тока. Нейтраль освети¬ тельного трансформатора или трансформа¬ тора, общего для силовой и осветительной нагрузок, может перегружаться от не'сим- метрии осветительной нагрузки, а также от токов третьей гармоники, имеющей наи¬ большее значение при питании газоразряд¬ ных ламп. В соответствии с ГОСТ ток сра¬ батывания 7с,р реле защиты, присоединен-’ ного к трансформатору тока в нулевом проводе у нейтрали трансформатора, с уче¬ том допустимых кратковременных перегру¬ зок трансформатора должен составлять для схемы соединения обмоток У/Ун—0: 7с,р = 0,25йотс ; Д/Уи-11 или y/ZH: Zc>D=0,75*OTCfcD^-, где Лою = 1,1-^-1,2 — коэффициент отстрой¬ ки; /гп — коэффициент, учитывающий допу¬ стимую кратковременную перегрузку транс¬ форматора по ГОСТ 14209—69, и ПУЭ; /и,т — номинальный ток трансформатора; ит — коэффициент трансформации транс¬ форматора тока. Чувствительность защиты определяется коэффициентом чувствительности: k4 = ~ , JC,3 где /к.гпіп — минимальное значение тока однофазного к. з. на сборных • шинах или вблизи них на стороне НН КТП; 7С,3 — первичный ток срабатывания защиты:, ко¬ эффициент чувствительности должен быть /?ч^1,5. Выдержка времени защиты должна быть согласована с временем действия за¬ щита на отходящих линиях НН. Для защиты от однофазных к. з. на стороне НН трансформаторов обычно ис¬ пользуются реле типа РТ-81, присоединен¬ ные к трансформатору тока в нулевом проводе и имеющие зависимую ампер-се¬ кундную характеристику выдержки време¬ ни индукционного элемента. Эта характе¬ ристика позволяет обеспечить более высо¬ кую селективность и лучше согласуется с характеристикой автоматических выключа¬ телей (с зависимой характеристикой) на отходящих линиях низшего напряжения. Однако действие индукционного эле¬ мента реле зависит как от тока в обмотке реле, так и от его частоты. Поэтому при наличии в нулевом проводе третьих и дру¬ гих гармоник тока реле РТ-81 может при¬ ходить в действие при меньших токах, чем принятый ток срабатывания. В связи с этим для з'ащиты трансфор¬ маторов, питающих чисто осветительную нагрузку с газоразрядными лампами или существенным преобладанием ее при об¬ щих трансформаторах для силовой и осве¬ тительных нагрузок, целесообразно приме¬ нять защиту в нейтрали трансформатора с независимой выдержкой времени на реле серии РТ-40 ( с реле времени), у которого сила поворота якоря не зависит от частоты переменного тока. В настоящее время преимущественно применяются трансформаторы с соединени¬ ем обмоток треугольник — звезда, у кото¬ рых активные и индуктивные сопротивле¬ ния нулевой .последовательности практиче¬ ски равны сопротивлениям прямой последо¬ вательности и токи однофазного к. з. при повреждении у выводов НН трансформато¬ ра практически равны по значению токам трехфазного к. з. В этом случае может оказаться, что достаточно использовать максимальную токовую защиту на стороне высшего напряжения, не применяя защиту в нулевом проводе. Условием допустимости использования этой защиты является соотношение: у _ ^°тс &Р ^м,р ^к,пр П'р kxi где /?отс, Пт, /гч — см. выше; feCx — коэффи¬ циент схемы: /гсх=1 при включении реле на фазные токи трансформаторов тока и
йсх=1,73 при включении на разность токов двух фаз; — кратность сверхтока нагруз¬ ки по отношению к расчетному току; /м,р — максимальный рабочий ток, принимаемый равным /н,т; къ — коэффициент возврата реле; ^к, пр — минимальное значение тока однофазного к. з. на стороне НН, приведен¬ ное к первичному напряжению трансформа¬ тора: а) при схеме соединения обмоток трансформатора Д/Ун-11 Кзкт этот ток протекает по двум линейным про¬ водам стороны ВН; б) при схеме соединения обмоток трансформатора У/Ун-0 в линейном прово¬ де, соответствующем поврежденной фазе на стороне НН, 9 /(1) Я1) к’пр 3 в двух других линейных проводах 1 /(1) /(H _-L к 'к,пр— 3 . где —минимальное значение тока одно¬ фазного к. з. в месте повреждения на сто¬ роне НН; Кт — коэффициент трансформа¬ ции защищаемого трансформатора. При однофазных к. з. на стороне НН в линейных проводах на стороне ВН транс¬ форматора протекают только токи прямой и обратной последовательности. Ток нулевой последовательности отсутствует. При решении релейной защиты на сто¬ роне ВН должно быть учтено направление и распределение токов по фазам. При недостаточной чувствительности максимальной токовой защиты на стороне ВН могут быть использованы: автоматические выключатели с макси¬ мальными расцепителями в трех фазах при условии достаточной чувствительности, устанавливаемые у выводов НН трансфор¬ маторов (защита от однофазных к. з. с ис¬ пользованием указанных выше автоматиче¬ ских выключателей является наиболее це¬ лесообразной); предохранители, устанавливаемые у вы¬ водов НН трансформаторов мощностью до 400 кВ-А. В случаях, отмеченных в ПУЭ, защита от однофазных к. з. может не устанавли¬ ваться. 2-101. ПЕРЕДАЧА ОТКЛЮЧАЮЩЕГО ИМПУЛЬСА На понизительных подстанциях глубо¬ ких вводов НО—220/6—10 кВ без выключа¬ телей на стороне ВН во многих случаях це¬ лесообразно применение схем с передачей отключающего импульса от защит транс¬ форматора на отключение головного выклю¬ чателя питающей линии. Наибольшее распространение получили способы передачи отключающего импульса по кабелям связи или по проводам ВЛ с помощью высокочастотной аппаратуры. Передача отключающего сигнала по кабелям применяется при длине их пример¬ но до 10 км. .Учитывая, что кабели связи прокладываются, как правило, недалеко от сооружаемой ВЛ, приходится считаться с наводками, опасными и мешающими влия¬ ниями, оказываемыми на кабели связи ВЛ ПО—220 кВ. Поэтому применяются, специальные кабели дальней связи, имею¬ щие звездную скрутку, хорошее экраниро¬ вание и коэффициент защитного действия. В связи с этим в последнее время наи¬ большее распространение для передачи от¬ ключающего сигнала получил специально предназначенный для прокладки в зоне влияния ВЛ симметричный четырех- или сёмичетверочный кабель связи с полиэтиле¬ новой изоляцией в алюминиевой оболочке марки МКПуАБп (ТУ16.505. 931-76), име¬ ющий повышенную электрическую проч¬ ность: испытательное напряжение между жилами, а также между жилами и обо¬ лочкой 5000 В. Такую же прочность имеет вновь разработанный кабель связи марки ТЗПуАБп (ТУ. ОМА.505.069-77), который отличается от предыдущего пониженными требованиями к затуханиям и симметриро¬ ванию жил по активному сопротивлению, а также емкости их относительно оболочки. Это не влияет на передачу отключающего сигнала, так как она осуществляется на низкой частоте. Когда контуры заземления питающей и питаемой подстанций связаны между со¬ бой силовыми кабелями в металлической оболочке, стальными трубопроводами, рельсами ж.-д. путей, грозозащитными тросами ВЛ и т. п., т. е. когда имеет место значительное экранирование и когда фак¬ тическое сопротивление контуров заземле¬ ния обеих подстанций значительно ниже нормируемой величины 0,5 Ом, могут ис¬ пользоваться кабели связи, имеющие элек¬ трическую прочность 1500,..., 2000 В, марок ТЗАБл, ТЗПАБп, МКСБв, МКСАБп, ЗКПБ или других с аналогичными параметрами. Защита кабелей связи, предназначен¬ ных для передачи отключающего сигнала, от опасного и мешающего влияния ВЛ дана в § 1-8 Справочника по проектированию электрических сетей и электрооборудования. Обязательно должен осуществляться контроль исправности жил кабеля, исполь¬ зуемых для передачи отключающего сигна¬ ла на головной выключатель. Устройства контроля должны действовать на сигнал и реагировать на обрыв жил кабеля, на за¬ мыкание между ними и на землю. На рис. 2-148 показана структурная схема передачи отключающего сигнала по кабелю связи с помощью специально пред¬
назначенных для этой цели панелей ЭПО-1053-72 и ЭПО-1054-72. Эти панели выпускаются серийно, причем панель при¬ ема сигнала ЭПО-1054 выпускается на на¬ пряжение оперативного постоянного тока НО или 220 В, а панель передачи сигнала Рис. 2-148. Структурная схема передачи от¬ ключающего сигнала по кабелю связи. ЭПО-1053 — как на напряжение оператив¬ ного постоянного тока 220 В (исполнение ЭПО-Ю53А), так и на напряжение опера¬ тивного переменного тока 220 В, 50 Гц (ис¬ полнение ЭПО-1053Б). Каждая панель ЭПО-1053, ЭПО-1054 состоит из двух одинаковых монтажных единиц; таким образом, с помощью одной панели передачи и одной панели приема можно осуществить две схемы передачи от¬ ключающего импульса. В качестве примера на рис. 2-149 при¬ ведена принципиальная схема передачи, а на рис. 2-150 — принципиальная схема при¬ ема отключающего импульса от защит си¬ лового трансформатора, не имеющего отде¬ лителей на стороне ВН, причем передача сигнала осуществляется с помощью выше¬ указанных типовых панелей, имеющих ис¬ полнение на 220 В оперативного постоянно¬ го тока. В нормальном режиме по кабелю связи проходит ток контроля, источником которо¬ го является устройство АК типа УК-1 (рис. 2-149), присоединенное к трансформатору напряжения 1 или 2 секций шин 6—10 кВ. Циркулируя по проводам, ток контроля (примерно 1,1 мА) удерживает в сработав¬ шем состоянии поляризованное реле КР, входящее в блок реле АК1 типа БРО-1 ОЛ OOQ (рис. 2-150). При этом размыкающий кон¬ такт реле КР находится в незамкнутом со¬ стоянии, звуковой и световой сигналы от¬ сутствуют. При снижении изоляции между жилами кабеля связи, а также при их об¬ рыве поляризованное реле возвращается в исходное положение и своим контактом за¬ мыкает цепь обмотки промежуточного реле К. Срабатывание реле К приводит к запу¬ ску реле времени КТ 1, которое с заданной выдержкой времени замыкает свои контак¬ ты в цепях звукового сигнала и одной из обмоток двухпозиционного реле Кб. При этом от блока реле АК1 отключаются по¬ врежденные жилы кабеля связи, срабаты¬ вает указательное реле КПЗ и замыкается цепь сигнальной лампы HL1. После устра¬ нения неисправностей в кабеле возврат ре¬ ле Кб в первоначальное, положение осуще¬ ствляется кнопкой SB1. Для предотвращения вывода из дейст¬ вия схемы передачи отключающего импуль¬ са (из-за срабатывания релё Кб) в цикле АПВ или дистанционном включении пита¬ ющей линии в цепь.обмотки реле времени КТ1 включаются контакты реле положения «Включено» KQC из схемы управления вы¬ ключателя. При снижении изоляции одной из конт¬ ролируемых жил относительно земли до 20 кОм срабатывает высокочувствительное поляризованное реле КР в устройстве контроля АК (рис. 2-149) и, замыкая свой контакт, заставляет подействовать проме¬ жуточное реле К2. Срабатывание реле К2 приводит к замыканию цепи звукового сиг¬ нала, срабатыванию указательного реле КН1 и пуску реле времени КТ. Последнее воздействует на двухпозиционное реле Кб, которое отключает поврежденные жилы ка¬ беля от устройства контроля АК. При повреждении трансформатора вы¬ ходное промежуточное реле защиты пере¬ ключает при помощи реле КЗ жилы кабеля связи с устройства контроля на источник оперативного постоянного тока с одновре¬ менным изменением полярности (передает отключающий сигнал). При этом на прием¬ ном конце отпадает реле КР, срабатывает реле К (в блоке АК1), что приводит в свою очередь к срабатыванию реле К2, КЗ и К4. Контакты реле КЗ и К4 подают команду на отключение выключателя линии Q, запрет его АПВ, а также на пуск УРОВ. Общее время передачи отключающего им¬ пульса по кабелю не превышает 0,15 с. В ряде случаев передачу отключающе¬ го сигнала целесообразно производить по проводам воздушной линии электропереда¬ чи с помощью высокочастотной аппарату¬ ры. Пример такой передачи приведен на рис. 2-151, где показаны элементы высоко¬ частотной обработки и присоединения: за¬ градители, конденсаторы связи, фильтры присоединения, высокочастотные кабели, передатчик и приемник. В настоящее время для передачи отключающего импульса по в. ч. каналу используется пятиканальное устройство телеотключения типа ВЧТО-М,
ВстроПство контроля соедини¬ тельных проводов Промежу¬ точное реле передачи отклю¬ чающего сигнала Шинки управления и ив гном ат В кабель связи к панели ЗП0-105в-7В Контакт выхов ново промежуточного реле защит трансформатора XBZ Контроль исправности соедини- тельных провсвов роле блокировки гтеровичи отклю¬ чающего сигнала Депи сигнализации 1 Ввасправ- ность соедини¬ тельных правовое Исчезло напряже¬ ние от ТВ Отключен автомат Шампа „Указа¬ тель не поднят" Рис. 2-149. Принципиальная схема передачи отключающего импульса с помощью пане; ЭПО-1053А. ДК — устройство контроля УК-1 ; К/ — реле промежуточное РП-25; К2 — реле промежуточное РП-23; КЗ —реле промежуточное РП-225; К-5 — реле промежуточное двухпозиционное РП-11; КТ—реле времени ЭВ-133; КН1-. КНЗ — \іезіе. указательное РУ-21/0,1; HL — арматура сигнальной лампы АС-220; SB — кнопка KE-011; SF — автоматический выключатель АП-50-2МТ; XBt, ХВ2, ХВ4—на¬ кладка НКР-3.
К цепям управления Выключателя ланей Q К цепям управления обходного Выключателя Блонреле контроля состояния азоляцна и целосто жил кабеля КЗ _______________ DZ Компакт реле положения Включено из схема! управления Выклю чателя линии В 1 ХА1 » »> Из схемы оправления оВхиВниги Выключателя _П#* КБ П КБ Рис. 2-150. Принципиальная схема приема отключающего импульса с помощью панели ЭПО-Ю54. АК1 — блок реле БРО-1; К2 — реле промежуточное РП-225; КЗ, К4 — реле промежуточное РП-23; Кб—реле промежуточное двухпозиционное РП-11; КТ1— реле времени ЭВ-142; КН1 — реле указа¬ тельное РУ-21/2; КПЗ — реле указательное РУ-21/0,1; HL1 — арматура сигнальной лампы АС-220; ХВ1, ХВЗ, КВ4 — накладка НКГ-3; ХАІ ХА4 — блок испытательный БИ-6; SB1 — кнопка КЕ-011. ХАГ XAZ Реле контроля состояния жил кабеля илот огоннношзои пи aft выходное промежуточ¬ ное реле Реле запрета АПВ Роле блокиров¬ ки передача отключаю- ate го сигнала Выключа¬ теля линии Q Цепи отключения иохооного Выключа¬ теля выключа¬ теля линаа В дцу BU!adunè\ пиз-д ОВховново Выключа¬ теля Лампа „Указатель не по дням" Цепи сигнализации Неисправ¬ ность еовВанатвль- ных проВоВоВ В схему УРОВ
Рис. 2-151. Схема передачи отключающего сигнала по высокочастотному каналу. 1, 7— высокочастотный заградитель ВЗ-600-0,25; 2, S — конденсатор связи CMP-110J Уз-0,0064; 3, 9 — заземляющий нож РВО-6/чОО; 4, /0 —фильтр присоединения ФПУ-6400; 5. It — высокочастот¬ ный кабель РК-75-7-11; 6 — приемник ВЧТО-М; 12— передатчик ВЧТО-М. состоящее из приемника и передатчика. Указанная аппаратура может заказывать¬ ся независимо друг от друга. Питается ВЧТО-М через специальный преобразова¬ тель (инвертор) типа И-5М от источника постоянного оперативного тока ПО или 220 В. В нормальных условиях по каналу не¬ прерывно передается контрольный сигнал, который обеспечивает непрерывную провер¬ ку исправности в. ч. канала и повышает помехоустойчивость аппаратуры. При пере¬ рыве передачи контрольной частоты выход¬ ная цепь приемника разрывается и подает сигнал «неисправность канала». При сра¬ батываний выходного промежуточного реле защиты трансформатора передатчик вместо контрольного сигнала передает отключаю¬ щий сигнал другой частоты, причем возмож¬ на передача только одного из пяти сигна¬ лов. При одновременной передаче несколь¬ ких сигналов преимуществом пользуется команда с меньшим номером. Время пере¬ дачи отключающего импульса (с момента подачи напряжения на реле управления передатчика до момента замыкания контак¬ тов выходных реле приемника) не более 0,05 с. На рис. 2-152 приведена структурная схема передачи отключающего сигнала в. ч. каналом по двум линиям электропередачи одновременно. В нормальном режиме трансформаторы подстанции работают по схеме блока «линия —- трансформатор». Контакты выходных промежуточных реле защит трансформатора, например Т1, дей¬ ствуют на запуск в. ч. передатчика А, ко¬ торый передает отключающую команду по ВЛ1 в приемник А этой линии. На выходе указанного приемника появляется сигнал, приводящий к срабатыванию быстродейст¬ вующего реле серии РП-220, контактами которого осуществляется отключение вы¬ ключателя Q/. Работа в. ч. аппаратуры сигнализируется указательным реле; анало¬ гично выполнены и цепи, связанные с пере¬ дачей отключающего сигнала на выключа¬ тель Q2 при действии защит трансформато¬ ра Т2. Для увеличения надежности предусмот¬ рена передача отключающего сигнала одно¬ временно по двум линиям электропередачи.
Рис. 2-152. Струкурная схема передачи отключающего сигнала в. ч. каналом по двум ли¬ ниям электропередачи. Например, при действии защит трансфор¬ матора Т1 отключающая команда переда¬ ется по первому каналу передатчика А ли¬ нии электропередачи 1 и по второму (ре¬ зервному) каналу передатчика В линии электропередачи 2. 2-102. ЗАЩИТА ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ АГРЕГАТОВ 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Рассматривается релейная защита по¬ лупроводниковых преобразовательных агре¬ гатов и их трансформаторов, предназначен¬ ных для питания: электродвигателей посто¬ янного тока электроприводов прокатных станов и установок металлургических заво¬ дов, цеховых сетей постоянного тока 220 В, электрических сетей электрифицированного промышленного транспорта и установок электролиза алюминия. Защита трансформаторов тиристорных преобразовательных агрегатов главных при¬ водов прокатных станов рассматривается без применения на них глубокого регули¬ рования напряжения путем переключеаия витков первичной обмотки, так как такие трансформаторы в проектной практике фактически не применяются. В случае применения трансформаторов с глубоким регулированием напряжения могут быть использованы примерные схемы защиты, приведенные-в справочнике [2-5]. Защита на стороне выпрямленного на¬ пряжения преобразователей электроприво¬ дов прокатных станов является элементом электропривода и здесь не рассматрива¬ ется. Защита на стороне выпрямленного на¬ пряжения комплектной выпрямительной по¬ лупроводниковой подстанции (КВПП) и полупроводникового преобразовательного агрегата для питания тяговых нагрузок электрифицированного промышленного транспорта в данном разделе не освещает¬ ся, так как эти подстанции и агрегаты яв¬ ляются комплектной поставкой заводов-из¬ готовителей, которыми н решается защита на стороне постоянного тока. 2. ВИДЫ ПРИМЕНЯЕМЫХ ЗАЩИТ ТРАНСФОРМАТОРОВ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ АГРЕГАТОВ Для трансформаторов преобразователь¬ ных агрегатов с напряжением первичной обмотки выше 1000 В предусматриваются следующие виды защит: максимальная токовая защита без вы¬ держки времени от многофазных замыка¬ ний в обмотках и на выводах трансформа¬ тора; от витковых замыканий в обмотках и повреждений внутри кожуха трансформато¬ ра. сопровождающихся выделением газа и от понижения уровня масла в трансформа¬ торе;
от повышения давления в герметизиро- ванных трансформаторах; от сверхтоков, обусловленных перегруз¬ кой преобразовательного агрегата, когда не предусматривается защита от перегруз¬ ки выпрямнтельнйх вентилей. а) Защита трансформаторов преобразова¬ тельных агрегатов от многофазных замыканий Защита от многофазных замыкарий предусматривается на всех трансформато¬ рах преобразовательных агрегатов и дол¬ жна действовать на отключение от питаю¬ щей сети со стороны ВН. Защита выполняется в виде одно или двухступенчатой максимальной токовой за¬ щиты и, как правило, должна выполняться двухфазной в трехрелейном исполнении или двухрелейной при обеспечении требуемой чувствительности. Для трансформаторов преобразователей главных приводов прокатных станов, име¬ ющих одну или две активные части с со¬ единением обмоток У/Д или Д/Д — реко¬ мендуется применять двухфазную трехре¬ лейную схему максимальной токовой за¬ щиты. Первая ступень максимальной токовіой защиты трансформаторов тиристорных пре¬ образователей главных приводов прокатных станов выполняется с помощью дифферен¬ циальных реле типа РНТ-565 без выдержки времени и промежуточных реле РП-23 (или РП-251 с /ср=0,07 с). Реле РНТ-565 позволяет обеспечить быстродействующую защиту от броска на¬ магничивающего тока при включении н.е- нагруженного трансформатора под напря¬ жение. Для трансформаторов тиристорных пре¬ образователей главных приводов прокатных станов, имеющих две активные части, рас¬ положенные в одном баке, для каждой из них должен устанавливаться отдельный ком¬ плект защиты. Возможность применения продольной дифференциальной защиты трансформато¬ ров тиристорных преобразователей глав¬ ных приводов прокатных станов мощностью 6300 кВ-А н более обусловливается специ¬ фикой работы преобразователей этих ста¬ нов и здесь не рассматривается. Вторая ступень максимальной токовой защиты, действующая с выдержкой вре¬ мени, предусматривается в том случае, ког¬ да первая ступень не обеспечивает необхо¬ димую чувствительность при коротком за¬ мыкании на выводах вторичной (вентиль¬ ной) обмотки трансформатора, а также для трансформаторов типовой мощностью 2500 кВ-А и более. Для защиты преобразовательных агре¬ гатов, питающих электродвигатели вспомо¬ гательных механизмов прокатных станов, а также КВПП и полупроводниковых преоб¬ разовательных агрегатов, питаюшнх тяговые нагрузки электрифицированного промыш¬ ленного транспорта, имеющих трансформа¬ торымощностью менее сюии кь-а,ре^ комендуется применять максимальную то¬ ковую защиту на реле серии РТ-40. б) Защита трансформаторов от поврежде¬ ний внутри кожуха Для защиты трансформатора с масля¬ ным охлаждением от замыканий в обмот¬ ках и повреждений внутри кожуха, сопро¬ вождающихся выделением газа, предусмат¬ ривается газовая защита на трансформато¬ рах мощностью 1000 кВ-А и более и для внутрицеховых преобразовательных подстан¬ ций и установок на трансформаторах мощ¬ ностью 400 кВ-А и более. Газовая защита должна действовать на сигнал при слабом газообразовании н по¬ нижении уровня масла и на отключение вы¬ ключателя со стороны питания (на стороне ВН) при интенсивном газообразовании. Для защиты от понижения уровня мас- сла может быть применено отдельное реле уровня в расширителе трансформатора с действием на сигнал. Рекомендуется реле уровня предусмат¬ ривать дополнительно для трансформато¬ ров типовой мощностью 8000 кВ-А и более, учитывая, что в трансформаторах меньшей мощности эти функции выполняет газовая защита. Защита от повышения давления (реле давления) герметизированных трансформа¬ торов предусматривается с действием ее на сигнал для трансформаторов мощностью до 630 кВ-А н с действием на отключение для трансформаторов мощностью более 630 кВ-А. Для трансформаторов с охлаждением негорючим жидким диэлектриком при на¬ личии предохранительного клапана, автома¬ тически срабатывающего при повышении давления внутри кожуха трансформатора, предусматривается действие защиты от по¬ вышения давления на сигнал. При отсутст¬ вии предохранительного клапана защиту от повышения давления следует выполнять двухступенчатой с действием первой сту¬ пени на сигнал, а второй — на отключение трансформатора. ( Для трансформаторов с естественным воздушным охлаждением защита от пов¬ реждений внутри кожуха (из-за отсутствия каких-либо встроенных датчиков) не пре¬ дусматривается. Для защиты трансформатора от пере¬ грева охлаждающей жидкости (масла или негорючего жидкого диэлектрика) в кожу¬ хе трансформатора должен предусматри¬ ваться манометрический или электрокон¬ тактный термометры, действующие на сиг¬ нал при превышении температуры жидкос¬ ти сверх допустимой. 3. ПРИМЕРЫ СХЕМ ЗАЩИТЫ Общие обозначения на рис. 2-153 — 2-156: Q — выключатель; ТА — трансформа¬ тор тока типа ТШІ (на рнс. 2-156 ТА1
типа ТВ-35); ТАЗ — трансформатор тока нулевой последовательности типа ТЗЛМ; КАТ — реле токовые дифференциальные; KL — реле промежуточные; КА — реле то¬ ка серии РТ-40; КТ — реле времени; КН— реле указательное типа РУ-21; KSG — реле газовое; 7’° — термосигнализатор; YAT — электромагнит отключения выключателя; KSP — реле давления; R — резистор; SX — накладка оперативная типа НКР-3; Q — S — контакт блокировочный' отключения, TU ■— трансформатор тиристорного преобра¬ зователя; UА — полупроводниковый пре¬ образовательный агрегат; KAZ — реле тока обратной последовательности типа РТФ-1М; KL3 — контакт реле защиты от замыканий на землю в сети постоянного тока 3,3 кВ; KSL — реле понижения уровня масла; ХВ — накладка (перемычка) разъемная; КЗ-1... ... КЗ-6 — контакты защиты от пробоя двух вентилей; КВПП — комплетная по¬ лупроводниковая подстанция. а) Защита трансформатора с одной актив¬ ной частью тиристорного преобразователя главного привода (рис. 2-153) Предусматриваются защиты: макси¬ мальная токовая от к. з., двухфазная, трех¬ релейная с помощью реле РНТ-565 без вы¬ держки времени и с промежуточным реле РГІ-23; максимальная токовая с выдержкой времени от к. з. на стороне выводов вен¬ тильной обмотки трансформатора двух¬ фазная, трехрелейная с помощью реле серии РТ-40 и реле времени типа ЭВ-122; газовая защита с промежуточным реле РГІ-255 от повреждений внутри кожуха масляного трансформатора или защита от повышения давления внутри бака герметизированного трансформатора без расширителя, залитого негорючим жидким диэлектриком; мано¬ метрический или электроконтактный термо¬ сигнализатор от повышения- температуры масла или негорючей жидкости. Поясняющая схож ~ТОкВ taiÏL JIZ ТАЗ Р £ Защапіа г - Измерагпвмше CL приВпрщ Jiz. Рис. 2-153. Схема защиты трансформатора с одной активной частью тиристорного преоб¬ разователя главных приводов.
М7-Л Лпленяющая вхема ~W кВ ' ліълі ТА1 TAZ ЛЗ%ЛЗ ТАЗ\_ Защита ç ■ Измерительные , _ ?. прав пры JL TA1-C TAH—A TAP-А ТАб-С \KAZ K ATI TA4~C KAT3 КАТЧ- КАТ Б Л1 тач\_ ТАб[' ЛЗ ТА5-А Л1 с TU Л1 7М(Г ТА7§ Л1 ТА5-С KA5 КАК Л7 Л£ J1Z TA7-A TA7-C KAB КАб \КАТ ТокоВая . отсечка 1 ішзй эмрожц 1 Макси¬ мальная токаВая защити УВух актаВпьіх частей трансфор¬ матора B exe мд защиты пт uBнарезных за мыкал ий на землю КАТ5^ Î КАТб^ ] КАЗ КА7 Î КА8 I КИЧ- КГТ^ П жП_Г #л?д> п 1® L* Цела отклю¬ чения [ минуте п УпнакдиШ пиаЦ ! ТокоВая отсечка Макси¬ мальная тпкпВая защити У В ух актив¬ ных частей транс¬ фор¬ матора ] 2-я ступень | 7-я ступень /© ГазоВия защита Перегрев Ппнижелив древня мавла Рис. 2-154. Схема защиты транс¬ форматора с двумя активными ча¬ стями тиристорных преобразова¬ телей главных приводов. б) Защита трансформатора с двумя актив¬ ными частями тиристорных преобразова¬ телей главных приводов (рис. 2-154) Предусматриваются защиты: макси¬ мальная токовая от к. з. в питающей линии, двухфазная, двухрелейная с помощью реле РТ-40 без выдержки времени и с промежу¬ точным реле РП-251, /с,р=0,07 с; макси¬ мальная токовая от к. з. каждой активной части трансформатора, двухфазная, трех¬ релейная с помощью реле РНТ-565 без вы¬ держки времени и с реле РП-23; максималь¬ ная токовая с выдержкой времени от к. з.
Поясняющая схема ^10 кВ ТА1 £" ГА2$~ л 2 ў лг £ Защита ( “Измератем- q_ те привары , Рис. 2-155. Схема защиты КВПП для питания цеховых сетей постоянного тока 220 В. на выводах вентильной обмотки каждой ак¬ тивной части трансформатора, двухфазная, трехрелейная с помощью реле серии РТ-40 и реле времени ЭВ-113; газовая защита с промежуточным реле РП-255 или защита от повышения давления аналогично п. 3, а; защита от понижения уровня масла для трансформаторов мощностью 8000 кВ-А и более (манометрический или электрокон¬ тактный термосигнализатор аналогично п. 3, а). в) Защита КВПП для питания цеховых се¬ тей постоянного тока 220 В (рис. 2-155) Предусматриваются защиты: макси¬ мальная токовая от к. з., двухфазная, двух¬ релейная с помощью реле серии РТ-40 и промежуточным реле РП-251; от сверхто¬ ков перегрузки, однорелейная с помощью реле РТ-83/2; от повышения давления ана¬ логично п. 3, а, термосигнализатор. г) Защита полупроводникового преоб¬ разовательного агрегата для питания тяго¬ вых нагрузок электрифицированного про¬ мышленного транспорта (рис. 2-156) Предусматриваются защиты: макси¬ мальная токовая от к. з., трехфазиая, трех¬ релейная с помощью реле серии РТ-40 и промежуточным реле РП-251; от сверхто¬ ков перегрузки однорелейная с помощью реле серии РТ-40 и реле времени типа ЭВ- 132 или реле серии РТ-80; от несимметрич¬ ных к. з. на стороне вентильной обмотки с помощью реле тока обратной последова¬ тельности типа РТФ-1М и реле времени ти¬ па ЭВ-132; газовая защита для каждого'из двух трансформаторов; термометрические электроконтактные сигнализаторы для каж¬ дого из двух трансформаторов; защита от пробоя двух вентилей преобразователя. д) Защита линии 6—10 кВ для магистраль¬ ного питания трансформаторов нескольких преобразовательных агрегатов Предусматривается токовая отсечка от к. з. в питающей линии 6—10 кВ, двухфаз¬ ная, двухрелейная с помощью реле серии РТ-40 и реле РП-251 с действием иа от¬ ключение выключателя в КРУ. е) Защита трансформатора при магистраль¬ ном питании Предусматриваются защиты: Вариант 1. Токовая отсечка от к. з. в трансформаторе и в питающей линии 6—10 кВ двухфазная
трехрелейная с помощью реле серии РТ-40 и реле РП-251 — 1-я ступень; максимальная токовая от к. з. на выводах вентильной об¬ мотки трансформатора, двухфазная, трех¬ релейная с помощью реле серии РТ-40 и ре¬ ле времени, действующая на отключение выключателя в КРУ. Вариант 2: максимальная токовая от к. з. в трансформаторе, двухфазная, трех- релейиая с помощью реле серии РТ-40 и реле РП-251, действующая на отключение выключателя в КРУ. ж) Защита полупроводникового преоб¬ разовательного агрегата ВАКД-25000/850 для питания электролизных установок алю¬ миния Может быть принята по п. 8 и рис. 2- 233 [2-5]. 4. РАСЧЕТ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ а) Общие сведения по расчету максималь¬ ной токовой защиты Первичный ток срабатывания защиты /с,з, отстраиваемый от броска на¬ магничивающего тока при включении нена- груженного трансформатора под напряже¬ ние, определяется по формулам /cf3 = ^яам ^н.т (2-345) или 4,з = *ШМ Zh,t,2» (2-346) где Анам — коэффициент, учитывающий крат¬ ность броска намагничивающего тока по от¬ ношению к номинальному току трансфор¬ матора, от которого отстраивается защита (при применении реле РНТ-565 Анам = 1 -ь 1,3, при реле серии РТ-40 с промежуточным ре-
Максимальная токовая защита, защита от перезрдзки и пт несамметричных х.з. на стороне нН Токовые цепи втключение Выключателя ЗВ кВ защитой Цепи управления а защиты Максимальная токовая защита ГазоВа'я защита Защити от пробоя ВВдх Вентилей Рис. 2-156. Схема защиты полупроводникового преобразова¬ тельного агрегата для питания тяговых нагрузок электрифици¬ рованного промышленного транспорта. Защита от несимметрич¬ ных к.з. на стороне НН \ічшпФнё пи эр Защита ат перегрузки Шинки спгнимизацаи Цепи сигнализации Газовая защита трансфор¬ маторов Защата от перегрдзка Повышение, темпаратдры масла транс¬ форматора . f© ле без задержки времени ориентировочно Анем=6-<-8 [2-51]; с задержкой времени 0,1—0,15 с АНам = 34-4); /н,т — номиналь¬ ный ток трансформатора; Лі,тХ“ суммарный номинальный ток нескольких трансформа¬ торов при одновременном включении под напряжение. Ток срабатывания реле за¬ щиты без выдержки времени /С,р = *СХ— , (2-347) где ècx — коэффициент схемы, равный 1 при включении реле на фазные токи и 1,73 при включении реле на разность токов двух фаз; Пт — коэффициент трансформации трансформатора тока; 1с,з — принятый ток срабатывания защиты Чувствительность макси¬ мальной токовой защиты, когда она выполняется с включением реле на фазные токи (с двумя или тремя реле), рассчитывается по первичным токам по¬ вреждения и .срабатывания защиты. О расчете чувствительности защиты по вторичным токам см. [2-51]. Чувствительность защиты определяется по минимальным токам двухфазного ме¬ таллического к. з. на стороне высшего на¬ пряжения или на выводах вторичной (вен¬ тильной) обмотки трансформатора по фор¬ мулам: = Kl.mÜL. (2348) 'с,з К2) , ‘к.тіп *42 = —; . (2-349) *с,з где тіп, 1^2, токи’ проходящие по цепи, где устанавливается релейная за- щита при двухфазном металлическом к. з. иа стороне высшего напряжения или на вы¬ водах вторичной обмотки соответственно. Во всех расчетах номинальный ток ІН,Т трансформатора преобразователя должен определяться по его номинальной мощности,
а не по типовой (габаритной) мощности, по которой обычно маркируются трансформа¬ торы преобразовательных агрегатов. Первичный ток срабатыва¬ ния защиты от перегрузки опре¬ деляется из условия отстройки от номи¬ нального тока преобразователя /С.8=-^~Лн, (2-350) где /готс=1,1—коэффициент отстройки; kB — коэффициент возврата реле, равный 0,8 для реле РТ-80; Лн — приведенный номи¬ нальный выпрямленный ток преобразовате¬ ля к первичному напряжению трансформа¬ тора по (2-352) с подстановкой Л,н вместо /н,д. Характеристику времени действия ин¬ дукционного элемента реле серии РТ-80 следует выбирать такой, чтобы при наиболь¬ шем допускаемом токе перегрузки преобра¬ зователя (Л пер, max) защита срабатывала с временем іПер, max, не превышающем вре¬ мени, в течение которого допускается ток /1 пер, max. Защита от перегрузки преобразователь¬ ных агрегатов с . резкопеременной часто пов¬ торяющейся ударной нагрузкой, выполнен¬ ная на реле РТ-80, требует повышенного внимания к профилактическому осмотру реле. б) Расчет защиты трансформаторов с одной или двумя активными частями тиристор¬ ных преобразователей главных приводов А. Расчет максимальной токовой защи¬ ты без выдержки времени, выполненной на реле РНТ-565 для одной активной части трансформатора (первая ступень). ’ Первичный ток срабатывания защиты определяется из условий: отстройки от броска намагничивающего тока при включении ненагруженного транс¬ форматора под напряжение по (2-345); отстройки от допустимого отключаю¬ щего тока приводного электродвигателя по¬ стоянного тока прокатного стана по фор¬ муле 7c,s4^ ^отс ^откл Ди.д, (2-351) где kmc —1,3 — коэффициент отстройки; йоткл — кратность допустимого отключаю¬ щего тока электродвигателя по отношению к его номинальному току (по данным за¬ вода-изготовителя) ; /іН1Д — номинальный ток приводного электродвигателя, приведен¬ ный к первичному напряжению трансфор¬ матора: 4в = Ѵн,д ~ = ~ /щд , (2-352) c/j ku Uf где ki и ku — см. § 2-67, табл. 2-116; 7н,д— номинальный ток приводного электродви¬ гателя постоянного тока; 1/2 — фазное или линейное напряжение холостого хода вто¬ ричной (вентильной) обмотки трансформа¬ тора; Ui — фазное или линейное напряже¬ ние первичной обмотки трансформатора; Ûd, s — выпрямленное напряжение холосто¬ го хода. Расчетным для определения тока сра¬ батывания защиты является наибольший ток, определенный из приведенных выше условий. Ток срабатывания реле защиты опре¬ деляется по (2-347). Расчетное число витков обмотки реле РНТ-565 FnT ^расч = » *с,з где F — намагничивающая сила срабаты¬ вания реле, А. Чувствительность защиты определяется по формулам (2-348) и (2-349), причем ко¬ эффициенты чувствительности 2; ^42 1,5. Б. Расчет общей защиты трансформато¬ ров с двумя активными частями в одном ба¬ ке для тиристорных преобразователей глав¬ ных приводов. Две активные части трансформатора получают питание одной кабельной линией от КРУ подстанций. Со стороны питания в КРУ устанавливается максимальная токо¬ вая защита «отсечка» с реле серии РТ-40 и промежуточным реле РГІ-251 (іс,р==0,07 с). Расчет защиты. Первичный ток срабатывания защиты определяется из ус¬ ловий: отстройки от суммарного броска намаг¬ ничивающего токи двух активных частей по (2-346), причем /гНам=6-:-8; отстройки от токов к. з. при коротком замыкании на выводах вентильной обмотки одной активной части трансформатора в максимальном режиме работы питающей системы: (2-353) где /г0Тс =1,3; Ік.тах—приведенный ток трех¬ фазного к. з. к первичному напряжению трансформатора при трехфазном к. з. на вы¬ водах вторичной обмотки трансформатора; отстройки от тока допустимой цикли¬ ческой перегрузки двух активных частей трансформатора I с,s &ОТС Лі,т » (2-354) где йоте = 1,3; ftp — кратность тока пере¬ грузки по отношению к номинальному току трансформатора (по техническим условиям завода-изготовителя èp^2,5); /н,т — номи¬ нальный ток трансформатора (двух актив¬ ных частей). Расчетным для выбора тока срабаты¬ вания защиты является наибольший ток, определенный по указанным условиям. Ток срабатывания реле защиты определяется по (2-347). Чувствительность защиты определяется по формуле (2-349), где À4^l,5. в) Расчет максимальной токовой защиты с выдержкой времени (вторая ступень) Предусматривается в случае, когда пер¬ вая ступень защиты без выдержки времени не обеспечивает требуемую чувствительность
прн к. з. на выводах вентильной обмотки трансформатора. Ток срабатывания защиты определяется из условий отстройки. от допустимого кратковременного от¬ ключающего тока приводного электродвига¬ теля /св = -Л.^Кл/1вд. (2-355) от тока допустимой циклической пере-1 грузки преобразователя /С,в=-^Ѵ^-Л,н. (2-356) «в где koic— 1,1-*-1,2—коэффициент отстрой¬ ки; feB=0,8-=-0,85 — коэффициент возврата реле серии РТ-40; /г0Тк., — кратность отклю¬ чающего тока электродвигателя по отноше¬ нию к его номинальному току (или тока автомата) ; /н,д — см. (2-352) ; kv — крат¬ ность сверхтока перегрузки по отношению к номинальному току преобразователя (по техническим условиям завода-изготовителя); Ц,н — ток на стороне первичной обмотки трансформатора, соответствующий номи¬ нальному выпрямленному току 1,і.к пре¬ образователя, определяемый по (2-352) с подстановкой 7<і,н вместо /н,д. Ток срабатывания реле защиты г «. Аз.В 7с,р — ксх пт Чувствительность защиты определяется по (2-349), где fei^l,5. Выдержка времени применяется равной примерно 0,5 с. г) Расчет защиты комплектной выпрями¬ тельной полупроводниковой подстанции (КВПП) для питания цеховых сетей посто¬ янного тока 220 В Согласно заводским техническим усло¬ виям КВПП должна иметь защиту на сто¬ роне высшего напряжения. При этом защи¬ та от тока перегрузки, а также защита трансформаторов от междуфазных к. з. должна иметь следующие ступени: I ступень—1,25 7Н,Т с выдержкой времени не более 15 мин; II ступень — 2 /н,т с выдержкой времени не более 5 с; III ступень — (4—6) 7н,т мгновенная. При этом время срабатывания защиты Ш ступени с учетом времени действия вы¬ ключателя должно быть не более 0,25 с. При собственном времени отключения вы¬ ключателя В МП-10, равном 0,09 с, макси¬ мальная токовая защита от к. з. может быть принята с временем срабатывания tc,3— =0,15 с. Защита рассчитывается на основании приведенных выше данных. А. Максимальная токовая защита от междуфазных к. з., выполненная на реле се¬ рии РТ-40 с промежуточным реле РП-251, имеющим собственное время срабатывания 0,07—0,11. с (общее время срабатывания за¬ щиты tc,з=0,15 с). Первичный ток срабатывания защиты определяется из условий: защита должна срабатывать при токе (4—6) /н.т ДЛЯ III ступени /с,з = Аг/и,т, где fep= (44-6) /н.т прн 7с,з=0,15 с; защита должна быть проверена на отстройку от броска намагничивающего тока при включении ненагруженного транс¬ форматора под напряжение по формуле' ^c.s = &нам Лі,т> где £нам=34-4 — ориентировочное значение кратности броска намагничивающего тока по отношению к номинальному току 7и,т трансформатора (при 7с,з=0,15 с). Как видно, защита должна удовлетво¬ рять первому условию. Первичный номинальный ток /н,т опре¬ деляется по номинальной мощности транс¬ форматора. Ток срабатывания реле защиты опреде¬ ляется по (2-347) ; чувствительность — по (2-348) и (2-349). Необходимо проверить чувствительность и при токе Рк, min при к. з. между разными фазами двух звезд с учетом шестифазной нулевой схемы выпрямления с уравнитель¬ ным реактором. Чувствительность защиты должна обес¬ печивать коэффициенты ^чг ^2— 2 ; 1,5. Б. Максимальная токовая защита от перегрузки, выполненная на реле серии РТ-80 (принято РТ-83(2). Первичный ток срабатывания для II сту¬ пени защиты определяется из условия от¬ стройки от номинального тока преобразова¬ теля с учетом допустимого тока перегрузки &р для 5 с é0TÇ . zc,3 — , 'і,п, «в где ^отс = 1,1—коэффициент отстройки; /г„=0,8 коэффициент возврата реле серии РТ-80; Ц, н — ток на стороне первичной об¬ мотки трансформатора, соответствующий номинальному выпрямительному току 7<г,н преобразователя, определенный по (2-352) с подстановкой Ц, в вместо 7Н, и. Характеристику времени действия ин¬ дукционного элемента реле РТ-83/2 следует выбирать такой, чтобы при наибольшем до¬ пустимом токе перегрузки преобразователя Л вер, max защита срабатывала с временем 7Пер, max, не превышающим время, в течение которого допускается ТОК /1 вер, max- В част¬ ности, при токе /1н (П ступень) защита должна срабатывать с выдержкой времени не более 5 с. д) Расчет защиты полупроводникового пре¬ образовательного агрегата для питания тя¬ говых нагрузок электрифицированного про¬ мышленного транспорта При выборе и расчете защиты необхо¬ димо учитывать заводские технические ус-
ловия на преобразовательный агрегат. В частности, по техническим условиям пре¬ образователь выпрямительной установки ПВЭЗ при токах к. з. до 20 кА должен от¬ ключаться с временем срабатывания защи¬ ты и выключателя, равным 0,25 с, т. е. с временем срабатывания защиты около tc,3= =0,15 с. Преобразователь должен выдерживать перегрузку 100% в течение 10 с—1 раз в минуту. А. Максимальная токовая защита от междуфазных к. з., выполненная на реле се¬ рии РТ-40 с промежуточным реле РП-251 (общее время срабатывания защиты прини¬ маем /с,з=0,15 с). Первичный ток срабатывания зашиты определяется из условий: отстройки от броска намагничивающего тока при включении двух ненагруженных трансформаторов под напряжение по (2-346), причем /гиам=3-^4 — ориентировочное зна¬ чение кратности броска намагничивающего тока по отношению к номинальному току /в.т при te,3=0,15 с; /н>т2 — суммарный номинальный ток двух трансформаторов, из которых скомплектован агрегат; отстройки от эксплуатационных пуско¬ вых токов или других сверхтоков электро¬ возов 7с,з = ^э,т Ат,т> (2-357) где /га,т — 3,5 — кратность максимального эксплуатационного тока по отношению к току /н,т (трансформаторов). Расчетным для определения тока сра¬ батывания защиты /с,з является наиболь¬ ший ток, определенный по вышеуказанным условиям. Ток срабатывания реле защиты опреде¬ ляется по (2-347). Чувствительность защиты определяется по минимальному значению тока двухфаз¬ ного металлического к. з. на стороне высше¬ го напряжения или на выводах вторичной (вентильной) обмотки одной звезды при схе¬ ме выпрямления шестифазная нулевая с уравнительным реактором (несимметричные к. з. на стороне вторичной обмотки см. п. В). Чувствительность защиты определяется по (2-348) и (2-349). Коэффициенты чувствительности 2 ; ^42 1,5. Б. Защита, от перегрузки, выполненная на реле серии РТ-40 с реле времени (или реле серии РТ-80). Ток срабатывания реле защиты • _ ^отс ^сх kp /^н.выпр где йотс=1,3; /гСх=1; fep»2 — коэффициент, учитывающий допустимую перегрузку пре¬ образователя; /<г,н,выпр — номинальный вы¬ прямленный ток преобразователя, приведен¬ ный к первичному напряжению трансформа¬ тора по (2-352) с подстановкой 7й,и вместо Іи.п", — коэффициент возврата реле; ит — коэффициент трансформации трансформа¬ тора тока. Характеристику времени действия ин¬ дукционного элемента реле серии РТ-80 сле¬ дует выбирать такой, чтобы при наиболь¬ шем допустимом токе перегрузки защита срабатывала с временем, не превышающим время, в течение которого допускается ток /1, пер, мах. В частности, При ТОКе /доп = =2Л,н,т защита должна срабатывать с вре¬ менем не более 10 с. В. Защита от несимметричных к. з. на стороне вторичной обмотки трансформато¬ ра преобразователя. При схеме выпрямления шестифазная нулевая две обратные звезды с уравнитель¬ ным реактором несимметричные к. з. могут быть: однофазные между фазой одной звезды трансформатора и минусовым заземленным выводом от уравнительного реактора с уче¬ том сопротивления половины его обмотки; двухфазные одной звезды или двухфаз¬ ные к. з. между фазами ошиновки двух разных звезд трансформатора (с учетом сопротивления всего уравнительного реак¬ тора). Защита от междуфазных к. з., установ¬ ленная на стороне высшего напряжения, обычно не обеспечивает требуемую чувстви¬ тельность при указанных видах к. з. и пред¬ усматривается специальная защита. Наибо¬ лее удовлетворительной защитой является защита, выполненная на реле тока обратной последовательности РТФ-1М, установленной на стороне ВН. Для расчета тока срабатывания этой защиты определяются наименьшие значения периодической составляющей токов к. з. об¬ ратной последовательности, приведенные к напряжению первичной обмотки трансфор¬ матора: /к,і — при однофазном к. з. на землю одного анодного вывода; 7Е,2 — при к. з. между анодными выводами двух раз¬ ных звезд вторичной обмотки трансформа¬ тора. Ток срабатывания защиты определяет¬ ся по наименьшему значению этих токов: где Ік — наименьшее значение приведен¬ ного тока обратной последовательности; /гч=1,5 — коэффициент чувствительности. В случае применения токовой защиты обратной последовательности вторичный ток обратной последовательности на за¬ жимах реле защиты: і/2пт — при однофазном к. з. на землю одного анодного вывода; /к,з,вт ~ 3 Иф —Шри к. з. между выводами двух разных звезд вторичной обмотки трансформатора, где ит — коэффициент трансформации трансформатора тока. При коэффициенте чувствительности защиты /гч=1,5 (по ПУЭ) ток срабатыва¬
ния реле зашиты определяется по наимень¬ шему значению тока /к,і,вт или /к,2,вт: т ^к,вт ^к.вт /о’р~ k4 ~ 1,5 • Отстройку защиты от токов обратной последовательности рабочего режима можно не производить, учитывая, что не- симметрия при этом режиме имеет малое значение. С.о отношение напряжений, токов, мощностей и значения коэффициентов kh ku jytn расчета защит принимаются по табл. 3-116, § 2-67. Выпрямленное напряжение холостого хода преобразователя может быть опреде¬ лено ^d.x = ud,n + Цг,н> где Ud,H — номинальное выпрямленное на¬ пряжение; А — коэффициент наклона внеш¬ ней характеристики (для трехфазной мос¬ товой и шестифазной нулевой схемы с уравнительным реактором /. = 0,5); — суммарное относительное индуктивное сопротивление трансформатора преобразо¬ вателя и питающей системы. д) Согласование защит, предусматриваемых для полупроводниковых преобразователь¬ ных агрегатов А. Тиристорные преобразователи глав¬ ных приводов прокатных станов. Защиты, установленные на стороне ВН трансформаторов, отстраиваются от до¬ пустимого отключаемого тока приводного электродвигателя прокатного стана и должны иметь время срабатывания боль¬ ше времени отключения автоматического выключателя типа ВАТ-42, устанавливае¬ мого в главной цепи на стороне постоян¬ ного тока преобразователя. Согласно [2-53] собственное время раз¬ мыкания контактов выключателя ВАТ-42 при отключении (при работе с приводом ИПД) составляет 0,002 с и полное время отключения (в цепи с максимальным ава¬ рийным током) 0,012—0,015 с. На стороне ВН трансформаторов уста¬ навливается максимальная токовая защита с реле РНТ-565, которое имеет время сра¬ батывания при токе /р=3/с,р — не более 0,04 с и при /р = 2/с,р не более 0,05 с. В комплекте с промежуточным реле типа РП-23 защита имеет время срабатывания около tc,n — 0,1 с, а с выключателем ВМП-10 0,19 с. Эта же защита в комплекте с проме¬ жуточным реле РП-251 (при fc,p = 0,07 с) будет иметь время срабатывания £с,з— = 0,11 с, а с выключателем ВМП-10 около 0,2 с. Максимальная токовая защита с вы¬ держкой времени должна иметь выдержку времени примерно 0,5 с. Сравнение защит показывает, что за¬ щита, установленная на стороне ВН транс¬ форматора, будет работать при аварийных режимах селективно С выключателем ВАТ-42. Другие виды защит, предусматри¬ ваемые на стороне постоянного тока (за¬ щита по управляющему электроду и плав¬ кие предохранители), имеют более высокое быстродействие и, следовательно, вполне обеспечивают необходимую селективность работы. 5. КВИП Уставка времени срабатывания за¬ щиты на стороне постоянного тока должна быть согласована с защитой, установлен¬ ной на стороне ВН трансформатора КВПП. По току защита па стороне ВН транс¬ форматора выбирается по техническим условиям завода-изготовителя (см. п. 2). В. Полупроводниковый преобразова¬ тельный агрегат для питания тяговых на¬ грузок электрифицированного промышлен¬ ного транспорта. На стороне постоянного тока защита обычно осуществляется автоматическими выключателями типа ВАБ, ВАТ, имеющими собственное время размыкания контактов при отключении 0,01—0,05 с. Следователь¬ но, защита на стороне ВН при аварийных режимах будет работать селективно, с за¬ щитой на стороне постоянного тока. По току защита на стороне ВН выби¬ рается по подпункту А, п. д. 2-103. ЗАЩИТА СИНХРОННЫХ И АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ НАПРЯЖЕНИЕМ ВЫШЕ 1000 В 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ Для синхронных и асинхронных элект¬ родвигателей напряжением выше 1000 В должны предусматриваться устройства ре¬ лейной защиты, действующие, как правило, при: многофазных замыканиях на выводах и в обмотке статора; ■замыканиях на землю в обмотке ста¬ тора; перегрузках, обусловленных технологи¬ ческими причинами, а также затянувшим¬ ся пуском или самозапуском; асинхронном режиме (для синхронных электродвигателей) ; потере питания (в том числе исчезно¬ вении или длительном снижении напряже¬ ния). 2. ЗАЩИТА ОТ МНОГОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИИ НА ВЫХОДАХ И В ОБМОТКЕ СТАТОРА Защита от многофазных замыканий устанавливается на всех без исключения синхронных и асинхронных электродвига¬ телях и действует на отключение повреж¬ денного электродвигателя от сети, а у синхронных двигателей также на устройст¬ во гашения поля, если оно предусмотрено.
Типы защит. Для электродвигателей мощностью менее 2000 кВт — токовая от¬ сечка без выдержки времени, в однорелей¬ ном исполнении с включением реле на разность токов фаз А и С. Для электродвигателей мощностью до 5000 кВт, имеющих действующую на от¬ ключение защиту от однофазных замыканий на землю — токовая отсечка без выдерж¬ ки времени в двухфазном, двухрелейном исполнении, а при отсутствии мгновенной защиты от замыканий на землю — в трех¬ фазном, трехрелейном исполнении. Приме¬ нение двухреленных отсечек для двигате¬ лей мощностью до 2000 кВт может ока¬ заться необходимым, если однорелейная от¬ сечка не удовлетворяет условиям чувст¬ вительности. Для электродвигателей мощностью 5000 кВт и более, а также для двигателей меньшей мощности, когда токовые отсеч¬ ки оказываются недостаточно чувствитель¬ ными, при наличии шести выводов обмотки статора — дифференциальная токовая за¬ щита по схеме с циркулирующими токами в двухфазном, двухрелейном или трехфаз¬ ном, трехрелейном (в случаях, когда от¬ сутствует мгновенная защита от замыка¬ ний на землю) исполнении. В этих схе¬ мах применяются ' реле с улучшенной отстройкой от апериодической составляю¬ щей (типа РНТ-565) или реле с магнитным торможением (типа ДЗТ-11/5). Для тех же электродвигателей при отсутствии шести выводов обмотки статора — токовая отсеч¬ ка с реле типа РНТ-565. Указания по выполнению защит. В свя¬ зи с тем что индукционные реле серии РТ-80 не предназначены для работы в усло¬ виях вибрации и тряски, не рекомендуется использовать электромагнитные элементы этих реле в схемах токовых отсечек при размещении защиты в КРУ. Для двигателей мощностью 5000— 10 000 кВт наиболее целесообразно двух¬ фазное, двухрелейное исполнение диффе¬ ренциальной защиты, отличающееся мень¬ шей стоимостью из-за экономии реле и трансформаторов тока. При этом защита электродвигателей от двойных замыканий на землю (одно — в статоре электродви¬ гателя, а другое — в сети) возлагается на устанавливаемые специально защиты (п. 3 §2-103). Для электродвигателей мощностью 5000 кВт н более приводов ответственных механизмов, а также для двигателей мощ¬ ностью более 10 000 кВт рекомендуется выполнять дифференциальную защиту с то¬ ком срабатывания, меньшим номинального. Для исключения ложной работы такой за¬ щиты в условиях динамического торможе¬ ния на линии динамического торможения устанавливаются трансформаторы тока, включаемые в дифференциальную схему. Защита линии динамического торможения в этом случае выполняется токовой отсеч¬ кой, отстроенной от максимального тока статора в режиме динамического торможе¬ ния, и действующей на отключение выклю¬ чателя линии и гашение поля синхронного электродвигателя. Контроль исправности вторичных цепей дифференциальных защит с током срабатывания меньше номинально¬ го не устанавливается. На электродвигателях с’ реакторным пуском в зону дифференциальной защиты обычно включается пусковой реактор. Расчетные уставки защиты 1. Ток срабатывания реле токовой от¬ сечки выбирается в соответствии с выра¬ жением ^с,р=^отс^сх > (2-358) где йоте — коэффициент отстройки (при выполнении отсечки на реле типа РТ-40 с выходными промежуточными реле, дейст¬ вующими без замедления, йоте = 1,8; при выполнении отсечки на реле типа РТ-40 с выходным промежуточным реле, обеспечи¬ вающим замедление при срабатывании на время 70—100 мс, /готс= 1,4-*-1,5; при вы¬ полнении отсечки на реле типа РНТ-565, /г<ис = 1,3-М ,4; при выполнении отсечки на реле прямого действия /г01с=24-2,5); J'max — действующее значение периодичес¬ кой составляющей тока самозапуска, пус¬ кового тока или тока внешнего трехфазно¬ го к. з. (для синхронных двигателей); пт — коэффициент трансформации транс¬ форматоров тока; /гох — коэффициент схемы включения реле, равный yf 3 при включении реле на разность токов двух фаз, и 1 при включении реле на фазные токи. 2. Расчетный первичный ток срабаты¬ вания дифференциальной токовой защиты, выполненной на реле типа РНТ-565, опре¬ деляется по выражению /с,з —/гОтс/н.л > (2-359) где коте — коэффициент отстройки (£Отс = = 1,44-2); /н,д — номинальный ток элект¬ родвигателя. Меньшее значение коэффициента мож¬ но принимать при небольшой разнице в длинах плеч дифференциальной защиты и однотипных трансформаторах тока. Боль¬ шее значение /г0Тс принимается, например, в случае размещения трансформаторов то¬ ка одного плеча и реле защиты в одном шкафу КРУ, а трансформаторов тока дру¬ гого плеча — на значительном удалении от распределительного устройства. Оконча¬ тельно значение /готс устанавливается при наладке. Число витков рабочей обмотки реле РНТ-565 выбирается из условия -, ^с,р у— <с,з где Fc,p=100 А — м. д. с. срабатывания реле. (2-360)
3. Первичный ток срабатывания диф¬ ференциальной токовой защиты электро¬ двигателя, оборудованного динамическим торможением без установки трансформато¬ ров тока в цепи динамического торможе¬ ния, выбирается в соответствии с выраже¬ нием (2-359) и по условию отстройки от режима динамического торможения по формуле ^с,з ^Д^отс ^с,пгах» (2-361) ГД 6 I с ,тах ‘“ наибольший ток статора при торможении. Принимается большее из значений, найденных по выражениям (2-359) и (2-361). Число витков рабочей обмотки реле РНТ-565 определяется по (2-360). 4. Число витков рабочей обмотки ре¬ ле ДЗТ-11/5 устанавливается равным шр=72. Число витков тормозной обмотки реле wT определяется исходя из макси¬ мального тока небаланса /нв.расч, вычис¬ ленного по выражению Ліб.расч = ka /годн ъіщах, где /га — коэффициент, учитывающий апе¬ риодическую составляющую переходного режима, /га = 14-1,5; £одн — коэффициент однотипности трансформаторов тока (йодн=1); е •—-расчетная полная погреш¬ ность трансформаторов тока, е=0,1; Ітах —' то же, что и в выражении (2-358). Необходимая для предотвращения сра¬ батывания реле в условиях самозапуска, пуска или (для синхронных двигателей) внешнего трехфазного к. з. магнитодвижу¬ щая сила тормозной обмотки находит¬ ся по характеристике срабатывания реле (рис. 2-157), соответствующей минималь¬ ному торможению при нормальной затяжке пружины, при магнитодвижущей силе ра- Рис. 2-157. Тормозные характеристики реле типа ДЗТ-11/5. бочей обмотке, равной /г0Тс Дб.расч Fp = ' Шр’ где Лотс =1,6; wt = 72. Поскольку ток, проходящий -по тормоз¬ ной обмотке реле в расчетных режимах, равен Ітах, то Fti'ff =— , ‘max Принимается ближайшее большее чис¬ ло витков. При максимальном значении /га=1,5; йОтс = 1.6 и с0р=72 можно принять к<т = 224-25 витков. Чувствительность защиты оценивается минимальным коэффициентом чувствитель¬ ности, который определяется: для токовых отсечек /(2) ь(2) ‘к,тіп- , 'с.р пт для дифференциальной защиты на ре¬ ле типа РНТ-565 £(2) wp ^к,тіп wp п-rjt F£ p * 100 где /g'.mtn — минимальное значение перио¬ дической составляющей тока к. з. между двумя фазами на выводах статорной об¬ мотки элекродвигателя со стороны.питания. Защита удовлетворяет требованиям чувствительности при /г^2)^2. Чувствительность защит от многофаз¬ ных замыканий (отсечек и дифференциаль¬ ных защит на реле РНТ-565) электродви¬ гателей с реакторным пуском должна так¬ же проверяться при к. з. на выводах реак¬ тора. Минимальный коэффициент чувстви¬ тельности в этом случае должен быть не меньше 1,5 Чувствительность дифференциальной защиты, выполненной на реле типа ДЗТ- 11/5, не проверяется, так как оиа в любых реальных режимах обеспечивается. Эффек¬ тивность защиты в этом случае можно характеризовать током ее срабатывания в долях номинального тока электродвигателя > ^с.з _. 1>4ит *С.З,ОТН “ » / Ін.д 'нл Так как 1, то дифференциаль¬ ная защита электродвигателя на реле с магнитным торможением обеспечивает за¬ щиту всех 100% витков обмотки статора при металлических многофазных к. з. 3. ЗАЩИТА ОТ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ В ОБМОТКЕ СТАТОРА Зашита электродвигателей от однофаз¬ ных замыканий в тбмотке статора при от¬ сутствии компенсации емкостного тока за¬ мыкания на землю предусматривается для электродвигателей мощностью до 2000 кВт при токе однофазного замыкания на землю
не менее 10 А; для электродвигателей 2000 кВт и более — при токе однофазного замыкания на землю 5 А и выше. При наличии компенсации защита от однофазных замыканий предусматривается, если остаточный ток замыкания на землю равен или превышает 10 А — для электро¬ двигателей мощностью до 2000 кВт и 5 А— для двигателей мощностью 2000 кВт и выше. При меньших токах защита от одно¬ фазных замыканий может не устанавли¬ ваться. Однако в этих случаях для свое¬ временного выявления замыкания иа землю обмотки статора и предупреждения появ¬ ления двойных замыканий на землю целе¬ сообразно выполнить сигнализацию замы¬ каний на землю с использованием тех же устройств сигнализации, что и для воз¬ душных и кабельных сетей 3—10 кВ (см. § 2-105). Специальная защита от двойных замы¬ каний на землю (одно — в обмотке стато¬ ра, а другое — в сети) устанавливается, если: защита от однофазных замыканий на землю отсутствует или выполнена с вы¬ держкой времени или защита от однофаз¬ ных замыканий на землю отсутствует, а защита от многофазных к. з. выполнена двухфазной. Защита от замыканий на землю дейст¬ вует на отключение электродвигателя от сети, а у синхронных двигателей — на уст¬ ройство гашения поля, если оно предусмат¬ ривается. Типы защиты. Защита от однофазных замыканий на землю — однорелейная токо¬ вая отсечка нулевой последовательности без выдержки или (если защиту не удается отстроить от броска емкостного тока, про¬ ходящего в месте установки защиты при внешних замыканиях на землю) с выдерж¬ кой времени. От двойных замыканий на землю (од¬ но — в статоре электродвигателя, а дру¬ гое — в сети) — однорелейная токовая от¬ сечка нулевой последовательности без вы¬ держки времени. Указания по выполнению защиты. За¬ мыкания на землю включается на транс¬ форматоры тока нулевой последовательно¬ сти (ТТНП). Сопротивление соединитель¬ ных проводов между ТТНП и реле защи¬ ты не должно превышать 1 Ом. Использование ТТНП, установленных в распределительном устройстве, от кото¬ рого питается двигатель, допустимо в тех случаях, когда учет собственного емкост¬ ного тока кабеля к двигателю не ведет к необходимости увеличивать время срабаты¬ вания защиты. Во всех остальных случаях ТТНП рекомендуется устанавливать у вы¬ водов электродвигателей со стороны пита¬ ния. При этом сигнализация о замыканиях на землю в линии (от распределительного устройства до электродвигателя) произ¬ водится в соответствии с рекомендациями § 2-105. При числе кабелей, соединяющих распределительное устройств® с двигате¬ лем, больших трех, следует использовать трансформаторы тока нулевой последова¬ тельности с подмагничиванием переменным током (типов ТНП-4, ТНП-7, ТНП-12) от шинных трансформаторов напряжения или трансформаторов собственных нужд. Контроль исправности цепи подмагничива¬ ния не предусматривается, так как обрыв цепи не приводит к неселективному дейст¬ вию защиты, а лишь загрубляет ее. Расчетные уставки защиты. Уставки срабатывания реле тока защит от замыка¬ ний на землю рассчитываются, как прави¬ ло, в первичных токах. 1. Ток срабатывания реле защиты от однофазных замыканий на землю, подклю¬ ченной к кабельным ТТНП без подмагни¬ чивания (типа ТЗЛ; ТЗР; ТЗЛМ и т. п.), выбирается из условия несрабатывания за¬ щиты от броска емкостного тока, проходя¬ щего в месте ’ установки защиты при внеш¬ них замыканиях на землю: /с.з ^отс с * (2-362) где /готс — коэффициент отстройки (/готс = = 1,3); kf, — коэффициент, учитывающий бросок емкостного тока при внешних пере¬ межающихся замыканиях на землю (/гс=Зч-4); Іс — собственный емкостный ток электродвигателя или, если в зону за¬ щиты входят кабели, питающие двигатель, сумма собственных емкостных токов кабе¬ лей и электродвигателя. Для электродвига¬ телей Іс определяется по выражению, А, 6itfCUH с= где f — частота сети, Гц; UB — номиналь¬ ное линейное напряжение сети, В; С — ем¬ кость фазы электродвигателя, Ф. Значение емкости фазы сообщается заводом — изго¬ товителем двигателей. Собственный емкостный ток кабельных линий /с — Іс 0 In, где Іс,о — емкостный ток 1 км кабельной линии (табл. 2-188); I — длина кабеля, входящего в зону защиты, км; п — число кабелей в линии. Если значение тока срабатывания за¬ щиты, определенное по (2-362), не превы¬ шает 10 А (для электродвигателей мощ¬ ностью менее 2000 кВт) и 5 А (для элект¬ родвигателей мощностью 2000 кВт и бо¬ лее), то уставки защиты принимаются по табл. 2-186, а сама защита выполняется без выдержки времени. Если расчетное зна¬ чение /с.з превышает указанные значения, что может иметь место для мощных элект¬ родвигателей и больших длинах кабелей, то уставки защиты принимаются по табл. 2-186, но защита выполняется с вы¬ держкой времени 1—1,5 с. 2. Уставки срабатывания защиты от однофазных замыканий на землю, подклю¬ ченной к ТТНП с подмагничиванием и вы¬ полненной на реле типа РТЗ-50, опреде-
Таблица 2-186 Чувствительность защиты от замыкания на землю, выполненной на ТТНП без подмагничивания Тип реле РТ-40/0,2 РТЗ-50 Ток срабатывания реле, А о,1 0,03 Минимальный первичный ток срабатывания защиты, /с,з,гпгтг5 А При одном ТТНП 8,5 3 При двух ТТНП, соединен¬ ных последовательно 10,2 3,2 При трех ТТНП, соединен¬ ных последовательно 13,0 4,2 ляются по рис. 2-158 в зависимости от Іс. Выдержка времени защиты для отстройки от переходных процессов принимается рав¬ ной 1—2 с. Рис. 2-158. Зависимость минимального тока срабатывания реле и защиты от замыканий на землю от собственного емкостного тока электродвигателя. /, 2, 5 и 6 — для III диапазона уставок реле РТЗ-50; 3, 4, 7 и 8 — для II диапазона уставок реле РТЗ-50. 3. Для действия при двойных замы¬ каниях на землю предусматривается реле типа РТ-40/6 с первичным током срабаты- вания‘100—150 А. 4. ЗАЩИТА ОТ ПЕРЕГРУЗКИ Защита от перегрузки устанавливается в случаях, когда возможны перегрузки по технологическим причинам или имеются тя¬ желые условия пуска и самозапуска (дли¬ тельность прямого пуска от сети не менее 20 с). Защита выполняется с действием на сигнал, если предусматривается возмож¬ ность ликвидации перегрузки дежурным персоналом, или на автоматическую раз¬ грузку механизма. Действие защиты на отключение при¬ меняется на электродвигателях с тяжелы¬ ми условиями пуска и самозапуска и если самозапуск недопустим, а также при рабо¬ те электродвигателя в установках без по¬ стоянного дежурного персонала или если разгрузка невозможна без остановки дви¬ гателя. В качестве защиты от перегрузки применяется максимальная токовая защи¬ та с зависимой или независимой от тока выдержкой времени в однофазном, одноре¬ лейном исполнении. Указания по выполнению защиты. Для асинхронных двигателей с низкой частотой пусков и перегрузок (не чаще 300—500 раз в год) рекомендуется применять защиту с независимой характеристикой выдержки времени, а для остальных — с зависимой от тока выдержкой времени. Для синхронных электродвигателей совмещенная защита от перегрузки и асин¬ хронного режима выполняется, как указа¬ но в п. 5. Выдержка времени защиты должна превышать на 20—30% расчетное время пуска электродвигателя. Если определенное таким образом время срабатывания защиты оказывается большим максимальной устав¬ ки реле времени (для защиты с независи¬ мой характеристикой выдержки времени) или наибольшего времени действия реле тока с зависимой характеристикой при токе пуска или самозапуска — необходимо пре¬ дусмотреть дополнительное реле времени. Ток срабатывания реле защиты от пе¬ регрузки выбирается равным йоте Лт,д ;с,р —
где /готс — коэффициент отстройки, рав¬ ный 1,1—1,2; kB — коэффициент возврата реле, принимаемый равным 0,8 для реле серии РТ-80 и 0,85 для реле серии РТ-40; /и.д — номинальный ток двигателя; пт — коэффициент трансформации трансформа¬ торов тока. 5. ЗАЩИТА СИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ОТ АСИНХРОННОГО РЕЖИМА Общие положения. Защита от асин¬ хронного режима устанавливается на всех синхронных электродвигателях и действу¬ ет с выдержкой времени, не большей вре¬ мени защиты от перегрузки, если она уста¬ навливается, на запуск схемы ресинхрони¬ зации; автоматическую разгрузку механиз¬ ма до такой нагрузки, при которой обеспечивается втягивание электродвигате¬ ля в синхронизм; отключение с последую¬ щим АПВ электродвигателя; отключение — при невозможности или недопустимости ресинхронизации, а также при невозмож¬ ности повторного пуска по условиям тех¬ нологического процесса. Указания по выполнению защиты. Для синхронных электродвигателей со «спокой¬ ной» нагрузкой на валу независимо от дру¬ гих видов защит от асинхронного режима, входящих в состав возбудительных уст¬ ройств, применяется максимальная токовая защита в однофазном, однорелейном испол¬ нении, как правило, с независимой от тока характеристикой выдержки времени. В схе¬ ме защиты используется промежуточное реле, имеющее замедление при возврате, для предотвращения отказа защиты при биениях тока асинхронного режима. Вре¬ мя возврата принимается равным А= — 1 /smk3, где sM — максимальное скольже¬ ние при коэффициенте загрузки, равном единице, %; ks — коэффициент загрузки. Если по условию примененного в схеме типа промежуточного реле время возврата не может быть принято большим, чем 1 Ів = , SH ks ' 2 где sB — скольжение в процентах при но¬ минальной нагрузке и снятом возбужде¬ нии, или если такое время возврата приво¬ дит к недопустимо большим временам срабатывания, то в дополнение к токовой защите следует предусмотреть отдельную защиту, реагирующую на потерю возбуж¬ дения. Для обеспечения надежного действия защиты выдержка времени реле времени защиты от асинхронного хода должна быть больше времени возврата А /р В>(1,2^1,5) ів. Для электродвигателей с отношением короткого замыкания, большим единицы, вместо защиты с независимой можно ис¬ пользовать токовую защиту с зависимой характеристикой выдержки времени (на¬ пример, на реле серии РТ-80). Ток срабатывания защиты принимает¬ ся равным 1,3—1,4 /и,д. Когда на электродвигат- эх должна устанавливаться защита от пе; эузки, сле¬ дует выполнять совмещенную защиту от перегрузки и асинхронного р.жима. Для электродвигателей с тяжелым',- условиями пуска и самозапуска необходимо предус¬ матривать вывод защиты на время пуска и самозапуска. Это время должно ентро- лироваться. Защиты от потери питания Защиты от потери питания устанавли¬ ваются с целью предотвратить самозапуск или повторный пуск электродвигателей, ес¬ ли это недопустимо по технологии про¬ изводства, правилам техники безопасности или условиями завода — изготовителя электродвигателей; обеспечить самозапуск электродвигателей, для которых он допус¬ тим и возможен; предотвратить возможное несинхронное включение возбужденных синхронных электродвигателей на парал¬ лельную работу с сетью; ограничить или ликвидировать подпитку места короткого замыкания в питающей сети (35—220 кВ) от синхронных электродвигателей и, как следствие, повысить эффективность АПВ питающих линий 35—220 кВ .и обеспечить нормальную работу отделителей отпаеч- ных подстанций при числе их более одной на линию. Защиты от потери питанйя выполняют¬ ся групповыми и действуют с выдержкой времени на: отключение части электродвигателей --с таким расчетом, чтобы был обеспечен, ис¬ ходя из возможности источников питания и сети, самозапуск оставшихся; гашение поля той части синхронных электродвигателей, которые подлежат са¬ мозапуску; отключение электродвигателей, для ко¬ торых недопустим самозапуск или несин¬ хронное включение. В качестве защит от потери питания применяются: защита минимального на¬ пряжения (рис. 2-159), защита минималь¬ ной частоты и выходные цепи устройства АВР или релейных защит, действие кото¬ рых направлено на отключение электропи¬ тания двигателей. Указания по выполнению защит. Защи¬ та минимального напряжения выполняется одно- или двухступенчатой. Выбор коли¬ чества ступеней защиты определяется тре¬ бованиями к режиму самозапуска. Для исключения ложной работы защиты при неисправностях цепей трансформатора на¬ пряжения (TH) осуществляется блокиров¬ ка, выводящая защиту из действия при отключении автоматического выключателя, защищающего вторичные цепи TH, а так¬ же при выкатывании тележки с TH из КРУ. Защита минимальной частоты преду¬ сматривается в дополнение к защите ми-
Рис. 2-159. Схема защиты минимального напряжения. а — цепи напряжения; б — цепи оперативного тока; в — цепи сигнализации: ШНа, ШНв, ШНс — пшики трансформатора напряжения, KV1—KV4 — реле напряжения типа PH-54/160; КТ1, КТ2 — реле времени типа ЭВ-133; KHI, КН2 — реле указательные .типа РУ-21; QS — вспомогательный контакт тележки трансформатора напряжения; ЗЛ — контакт автоматического выключателя на стороне 100 В трансформатора напряжения. Рис. 2-160. Схема защиты минимальной частоты с блокировкой по направлению мощности. а — поясняющая схема, цепи тока и напряжения; б — цепи оперативного тока; в — цепи сигнализа¬ ции; Т — силовой трансформатор; 'Q, QI, Q2 —> выключатели; Ml, М2 — синхронные электродви¬ гатели; TV— трансформатор напряжения; FU — предохранитель; ТА—трансформаторы тока; KW1, KW2— реле направления мощности типа РБМ-171; KF — реле положения частоты типа РЧ-1; КТ— реле времени типа ЭВ-123; К1—-КЗ—■ реле промежуточные типа РП-23; КН— реле ука¬ зательное типа РУ-21. нимальиого напряжения в случаях, когда к шинам распределительного устройства подключены синхронные электродвигатели или конденсаторные батареи. Исключение неправильного срабатывания защиты при снижениях частоты в энергосистемах до¬ стигается различного рода блокировками, например — по направлению активной мощности (рис. 2-160) . Расчетные уставки защит. .Напряже¬ ние срабатывания первой ступени защиты минимального напряжения, предназначен¬ ной для облегчения условий самозапуска ответственных электродвигателей и предот¬ вращения самозапуска части электродвига¬ телей, устанавливается примерно 70% но¬ минального, а выдержка времени — на сту¬ пень селективности больше времени дейст¬ вия быстродействующих защит от много¬ фазных к. з. (0,5—1,5 с). Вторая ступень защиты минимального напряжения, предназначенная для отклю¬ чения электродвигателей по условиям тех¬ нологии производства и техники безопас¬ ности, должна иметь напряжение срабаты¬ вания не выше 50% номинального. Более точно оно может быть определено по вы¬ ражению h А ’ ЙОТС «В где U — напряжение самозапуска; kmc — коэффициент отстройки, Йоте — 1,1^ Йв коэффициент возврата реле, /гв=1,25. Вы¬ держка времени около 9 с. Защита минимальной частоты с блоки¬ ровкой по направлению мощности имеет уставку по частоте, отстроенную от наи¬ меньшего возможного значения частоты в энергосистеме примерно 48,5 Гц, а по вре¬ мени 0,3—0,5 с. 2-104. РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА ЭЛЕКТРОПЕЧНЫХ УСТАНОВОК 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ На линиях, питающих электропечные трансформаторы, и самих трансформаторах должны предусматриваться устройства за¬ щиты, действующие при: многофазных к. з. в линии, питающей электропечную ус¬ тановку, и в трансфоматоре; всех видов
к. з. в трансформаторе; сверхтоках пере¬ грузки. 2, ТИП И ОСОБЕННОСТИ ВЫПОЛНЕНИЯ , ЗАЩИТЫ Защита от многофазных замыканий —■ максимальная токовая без выдержки вре¬ мени в двухфазном, двух- или трехрелей¬ ном исполнении, установленная со сторо¬ ны высшего напряжения трансформатора. Для защиты трансформатора от всех видов повреждений внутри кожуха транс¬ форматора — газовая защита. Защита от перегрузки — максималь¬ ная токовая в трёхфазном исполнении, вы¬ полненная на реле с зависимой от тока ха¬ рактеристикой выдержки времени и уста¬ новленная со стороны низшего напряжения электропечного трансформатора. 3. РАСЧЕТНЫЕ УСТАВКИ ЗАЩИТЫ Максимальная токовая защита от мно¬ гофазных замыканий Іа,з = (3 -s- 4,5) /ц,т> где /н,т — номинальный ток электропеч¬ ного трансформатора. Параметры срабатывания максималь¬ ной токовой защиты от сверхтоков пере¬ грузки выбираются таким образом, чтобы Рис. 2-161. Схема защиты установки дуго¬ вой электроплавильной нечи. а — поясняющая схема и цепи переменного тока; б—цепи оперативного тока; в — цепи сигнализа¬ ции; Т — электропечной трансформатор; Q — вык¬ лючатель; TAI, ТА2 — трансформаторы тока; КА1—КАЗ —реле тока типа PT-40; КА4—КА6— ре¬ ле тока типа PT-84; К.1—К5 — реле промежуточные типа РП-23; КТ — реле времени типа ЭВ-132; KHI, КН2— реле указательные типа РУ-21; Р1, Р2 — резисторы; X —накладка контактная; КР1, КР2 — отключающий и сигнальный контакты га¬ зового реле; КК — контакт термоснгнализатора. при токе срабатывания защиты Д,з= = (1,4-е-1,5) /н,т выдержка времени состав¬ ляла около 10 с. Пример выполнения схемы защиты установки дуговой электросталеплавиль¬ ной печи приведен на рис: 2-161. 2-105. ЗАЩИТА ЛИНИЙ 6—ГО кВ С ОДНОСТОРОННИМ ПИТАНИЕМ 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ Для воздушных и кабельных линий 6—10 кВ предусматриваются устройства релейной защиты, действующие при много¬ фазных замыканиях в линии и по-возмож- ности осуществляющие резервное действие при к. з. на предыдущем участке, а также устройства защиты или сигнализации одно¬ фазных замыканий на землю. 2. ЗАЩИТА ОТ МНОГОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИЙ Защита от многофазных замыканий устанавливается на всех без исключения линиях 6—10 кВ и действует на отключе¬ ние линий. Допускается несрабатывание защиты при к. з. за трансформаторами в случаях, когда для них предусмотрена от¬ дельная защита. Типы защит. Для реактированных ли¬ ний — одноступенчатая максимальная то¬ ковая защита в двухфазном, двухрелей¬ ном исполнении. Для нереактированных воздушных ли¬ ний — двухфазная двухступенчатая макси¬ мальная токовая защита: первая сту¬ пень ■— одно- или двухрелейная отсечка, а вторая — двух- или трехрелейная мак¬ симальная токовая защита с зависимой или независимой от тока характеристикой вы¬ держки времени. Выбор варианта защиты определяется требованиями чувствительно¬ сти. На длинных ВЛ может быть примене¬ на двухступенчатая дистанционная .защита. Для нереактированных кабельных ли¬ ний — одно- или двухступенчатая (в случае блока «линия — трансформатор») максимальная токовая защита в двухфаз¬ ном, двух- или трехрелейном исполнении. В необходимых случаях, в частности, для защиты нереактированных кабельных ли¬ ний, прокладываемых в туннелях или отхо¬ дящих от шин подстанций с синхронными электродвигателями, когда максимальная токовая защита с выдержкой времени ока¬ зывается неприемлемой (например, по усло¬ виям термической стойкости кабелей или устойчивой работы синхронных двигате¬ лей), устанавливаются быстродействующие защиты: неселективная токовая отсечка в двухфазном, двухрелейном исполнении или продольная дифференциальная защита с проводным каналом связи типа ДЗЛ-2. Указания по выполнению защит. В схемах защиты с отсечкой с реле типа РТ-40 (рис. 2-162) в выходную цепь за-
щиты включается промежуточное реле, обеспечивающее: отключение выключателя (мощность контактов реле РТ-40 недоста¬ точна для непосредственного воздействия на электромагнит отключения выключате- Рис. 2-162. Схема защиты линии 6—10 кВ, питающей трансформатор 6—10/0,4—0,09 кВ. Q — выключатель; ТА, ТА1 — трансформаторы то¬ ка; КА1—КА5 — реле тока типа РТ-40; КТ— реле времени типа ЭВ-122 или ЭВ-132; К — реле про¬ межуточное типа РП-23 или РП-251; KHI, КН2 — реле указательные типа РУ-21; K.Z — контакт реле положения выключателя «Отключено». ля); отстройку от возможного броска апе¬ риодической составляющей тока к. з.; на воздушных линиях — отстройку от дейст¬ вия разрядников. При выполнении защиты с помощью типа РТ-80 указанное проме¬ жуточное реле в оперативных цепях защи¬ ты не предусматривается. Несрабатывание максимальной токовой защиты, выполненной с ускорением дейст¬ вия при включении выключателя от бросков намагничивающих токов трансформаторов, обеспечивается введением.в цепь ускорения проскальзывающего контакта реле времени защиты с временем срабатывания 0,1— 0,3 с и соответствующим выбором уставок. Защита типа ДЗЛ-2 состоит из двух полукомплектов. Со стороны питания уста¬ навливается типовая панель ЭПЗ-1638, со¬ держащая полукомплект защиты с устрой¬ ством контроля исправности соединитель¬ ных проводов, а со стороны приемного кон¬ ца линии ■— полукомплект защиты, разме¬ щенной на типовой панели ЭПЗ-1639. Про¬ водная линия связи обычно выполняется телефонным кабелем. Расчетные уставки защиты Расчет ДЗЛ-2 состоит из выбора коэф¬ фициентов k к h комбинированного фильт¬ ра /]—kl2, примененного в защите. Для защиты линий 6—10 кВ коэффициент фильтра /г=—4. Коэффициент h выбирает¬ ся, исходя из максимального вторичного тока трансформаторов тока, на которые включена защита, по табл. 2-187 По значениям k и h из таблицы нахо¬ дятся вторичные токи срабатывания ДЗЛ-2 Таблица 2-187 Уставки и чувствительность защиты типа ДЗЛ-2 /Максимальное значение вто¬ ричного тока трансформа¬ торов тока при к. з., А Коэффи- циент h Вторичный ток сраба¬ тывания защиты, А, при k = — 4 при к. з. двух¬ фазном трех- фааном 100 1 1,9 4 150 1,5 ' 2,9 6 200 2 3,8 8 для различных видов-к. з. Так как мень¬ шую чувствительность • защита имеет при симметричных к. з., то проверка защиты производится при трехфазном к. з, в кон¬ це линии по выражению . /О) , к,тіп — г и 1ДЗЛ "т где l^min — наименьшее значение тока трехфазного к. з. при к. з. в конце защи¬ щаемой линии в режиме одностороннего питания; /дЗЛ— вторичный ток срабатыва¬ ния защиты; пт— коэффициент -трансфор¬ мации трансформаторов тока. Ток срабатывания токовой отсечки, устанавливаемой на линии, питающей один или несколько трансформаторов с высшим напряжением 6—10 кВ, выбирается по ус¬ ловию несрабатывания защиты при к. з. на стороне низшего напряжения по выраже¬ нию (2-363) где йоте — коэффициент отстройки (/готс = = 1,3-т-1,4); 1^тах—наибольшее из значе¬ ний токов в месте установки отсечки при трехфазных к. з. на стороне НН трансфор¬ маторов, получающих питание по данной линии. Для магистральных линий кроме (2-363) должно выполняться условие от¬ стройки от суммарного броска намагничи¬ вающих токов трансформаторов Л:,з ^отс 2Zji> (2-364) где /гОтс =3-4-4 при выполнении отсечки с промежуточным реле, обеспечивающим за¬ медление действия на время около 0,1 с, и /готс =5-4-6 при выполнении отсечки без за¬ медления; 2/н — сумма номинальных токов трансформаторов, присоединенных к защи¬ щаемой линии.
Чувствительность отсечки проверяется при двухфазном к. з. в конце линии. Мини¬ мальный коэффициент чувствительности, оп¬ ределяемый по формуле г (2) Kfiîlin кч,тіп — j ’ (2-365) *с.в должен быть не менее 1,5, а при отсутствии отдельных защит трансформаторов от мно¬ гофазных к. з. (например, предохраните¬ лей) около 2. Ток срабатывания, и чувствительность отсечки, защищающей ВЛ, определяется по (2-363) и (2-365), где І^.тах— наиболь¬ ший, а — наименьший ток в месте установки защиты при соответственно — трехфазном в конце и двухфазном к. з. в начале линии. Ток срабатывания максимальной токо¬ вой защиты, установленной на линии, пи¬ тающей один или несколько трансформато¬ ров, выбирается из условия отстройки от максимального тока нагрузки по выраже¬ нию г ^ОТС ^СЗП . zq . • н,max > \z-ooo) kB где feoic—коэффициент отстройки /готс= =1,1 -5-1,2; kB— коэффициент возврата ре¬ ле; Асзп — коэффициент самозапуска, учи¬ тывающий возрастание тока нагрузки в послеаварийном режиме или после действия АВР за счет самозапуска электродвигате¬ лей; In,max — наибольший ток нагрузки линии с учетом перегрузочной способности трансформаторов. Если в схеме выполнено ускорение дей¬ ствия максимальной токовой защиты при включении выключателя, то помимо усло¬ вия (2-366) должно быть учтено (2-364). Чувствительность защиты проверяется при двухфазном к. з. в конце линии и на вы¬ водах НН трансформаторов. Минимальное значение коэффициента чувствительности при отсутствии отдельных защит трансфор¬ маторов должно быть 2 при к. з. на выво¬ дах НН, а при наличии отдельных защит трансформатора 1,5 при к. з. в конце ли¬ нии и по возможности 1,2 при к. з. на вы¬ водах НН трансформаторов. Ток срабатывания максимальной токо¬ вой защиты линий, питающих РП, выбира¬ ется по условиям отстройки от наибольше¬ го тока нагрузки (2-366) и согласованию по чувствительности с предыдущими защи¬ тами по выражению 'с.з ^~н,с (^с.з.пред *1“ ^н.тах)’ где с — коэффициент надежного согла¬ сования (feH.c = l,2—1,3); 7С, з, пред — наи¬ больший из токов срабатывания предыду¬ щих защит, обычно — токовых отсечек трансформаторов, присоединенных к РП; где lWitnax—наибольший рабочий ток линии за вычетом тока линии, с которой произво¬ дится согласование. Чувствительность за¬ щиты проверяется при двухфазном к. з. в конце линии и должна быть не хуже Ач=1,5. Выдержка времени максимальных токо¬ вых защит принимается на ступень Д7=' =0,3<-0,5 с больше времени срабатывания защит, с которыми производится согласо¬ вание. 3. ЗАЩИТА ОТ ОДНОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ Защита от однофазных замыканий на землю устанавливается, как правило, на всех без исключения линиях 6—-10 кВ, от¬ ходящих от шин РП и ГПП, и действует на сигнал за исключением тех случаев, ког¬ да по условиям техники безопасности тре¬ буется действие защиты на отключение. Защита, действующая на отключение по условиям техники безопасности, выпол¬ няется двухступенчатой: I ступень защиты отключает линию, питающую поврежден¬ ный участок, а II ступень — резервная — с выдержкой времени отключает секцию шин 6—10 кВ, запрещая повторную подачу напряжения до ликвидации замыкания на землю. Особенности выполнения защит. В ком¬ пенсированных сетях следует применять устройства типов УСЗ-2/2 и УСЗ-ЗМ, реаги¬ рующие на сумму высших гармонических в токе замыкания на землю. При этом УСЗ-ЗМ устанавливается одно на секцию или на всю подстанцию и подключается к трансформаторам тока нулевой последова¬ тельности линий поочередно, с помощью кнопочного распределителя (рис. 2-163). Замыкание на землю определяется по наи¬ большему показанию прибора УСЗ-ЗМ. Независимо от наличия компенсации емкостного тока замыкания на .землю осу¬ ществление защиты возможно на реле ти- Рис. 2-163. Схема подключения центрально¬ го устройства сигнализации замыканий на землю (на четыре присоединения). Q1—Q4 — выключатели; ТА1^-ТА4 — траисформа- торы тока нулевой последовательности; КА — уст- ройство сигнализация замыканий иа землю типа УСЗ-ЗМ; SB1—SB4 — выключатели кнопоч¬ ные.
пов РТ-40/0,2 и РТЗ-50, если обеспечивает¬ ся чувствительность, защиты. В некомпенсированных сетях рекомен¬ дуется применять направленную защиту нулевой последовательности типа ЗЗП-1. Когда требуется устанавливать двухсту¬ пенчатую защиту, I ступень выполняется с помощью реле типа ЗЗП-1, а II — защита максимального напряжения нулевой после¬ довательности — с помощью реле серии РН-50. где /с,о — величина Іс на 1 км длины одно¬ го кабеля (табл. 2-188); / — длина линии: п — число кабелей линии; для воздушной линии /г = / /, С о.вл ’ где I — длина линии; /0,вл— величина Іс на 1 км длины ВЛ (табл. 2-189). Полученное по (2-367) значение /с,з сравнивается с минимальным током’ сраба¬ тывания защиты /с.з.тіи по табл. 2-186. Рис. 2-164. Схема соединения трансформаторов тока типа ГЗЛ и ТЗЛМ для подклю¬ чения устройств типа УСЗ-2/2, УСЗ-ЗМ и ЗЗП-1. й — при одном кабеле; б — при двух кабелях в линии; в — при трех кабелях в линии; г — при че¬ тырех кабелях в линии; д — при пяти кабелях в линии; е — при шести кабелях в линии; ТА1— ТА6 — трансформаторы тока нулевой последовательности типа ТЗЛ и ТЗЛМ; КА — устройство сиг- нализации или защита от замыкания иа землю. Независимо от способа осуществления токовой защиты следует применять устрой¬ ства контроля изоляции, выполненные на реле серии РН-50. Для токовых защит используются трансформаторы тока нулевой последова¬ тельности. Схемы их соединения для под¬ ключения устройств УСЗ-2/2; УСЗ-ЗМ и ЗЗП-1 даны на рис. 2-164. Расчетные уставки защиты 1. Первичный ток срабатывания защи¬ ты, выполненной на реле РТ-40/0,2 или РТЗ-50, выбирается из условия несрабаты¬ вания защиты от броска собственного ем¬ костного тока линии при внешнем замыка¬ нии на землю по выражению Сз ^отс » (2-367) где £отс=1,1—1,2 — коэффициент отстрой¬ ки; /го=4—5 — коэффициент, учитывающий бросок собственного емкостного тока при внешних перемежающихся замыканиях на землю; Іс — собственный емкостный ток. Определение Іс производится: для кабельной линии . Ic = ^Cfi^nt Таблица 2-188 Средние значения емкостного тока металлического замыкания на землю одной фазы кабельных линий при частоте. 50 Гц Емкостные токи, А/км, при коми- на льном напряжении кабеля Сечение кабеля, мм2 ДЛЯ ШеСТИКИЛОЕОЛЬТ- ной сети, кВ для десяти- киловольт- иой сети, кВ 6 10 10 16 0,40 0,35 0,55 . 25 0,50 0,40 0,65 35 0,58 0,45 0,72 50 0,68 0,50 0,80 70 0,80 0,58 0,92 95 0,90 0,68 1,04 120 1,00 0,75 1,16 150 1,18 0,85 1,30 185 1,25 0,95 1,47 240 1,45 1,10 1,70 Если /с ,s /с ,з,т гпі то ток срабатывания защиты принимается равным Іс,-,,тіп- При Іс,з>/с,з,mtn принятый ток срабатывания равен /с,з.
Чувствительность защиты проверяется но формуле I С,Т.,тіп !С A P R4 = 3 'с,в где Іс, 2,ті-п — наименьшее реальное значе¬ ние суммарного емкостного тока сети; /с — собственный емкостный ток поврежденного присоединения; 7с,з — принятый ток сраба¬ тывания защиты; 7Д,Р •— индуктивный ток дугогасящего реактора, в некомпенсиро¬ ванных сетях 7д,р=0. Минимальный коэф¬ фициент чувствительности должен быть не менее 1,25 для кабельных и не менее 1,5 для воздушных линий. Таблица 2-189 Средние значения емкостного тока металлического замыкания на землю одной фазы ВЛ при частоте 50 Гц Характеристика линии Емкостные токи, А/км, при номинальном напря¬ жении, кВ 6 ■ 10 Одноцепная ли¬ ния: без троса с тросом Двухцепная линия без троса 0,013 0,017 0,0256 0,032 0,035 устройства и учета ее 30% разброса: . ІС,Ъ,іпіп ?с „ kr ~ Г, >2. 1»3/с,з,прин В сетях, где суммарный емкостный- ток значителен, допустимо загрублять защиту по току срабатывания переходом на более грубые уставки 2 и 3 при условии обеспе¬ чения необходимой чувствительности. 3. Выбор уставок защиты, выполненной с помощью устройства УСЗ-2/2, рекоменду¬ ется производить способом, основанным на использовании усредненных параметров сетей. Уставка устройства 7уст в первом при¬ ближении выбирается по суммарному емко¬ стному току замыкания на землю (Іс, s) без учета компенсации его дугогасящим реактором согласно табл. 2-190. Обозначе¬ ние уставки в табл. 2-190 7уСт = 25, 50, 100, Таблица 2-190 Токи срабатывания УСЗ-2/2 на разных уставках для различных частот, А Уставка ^УСТ' А Частота, Гц 50 150 250 350 550 650 2000 25 5 1,74 0,95 0,61 0,48 0,57 2,0 50 10 2,8 1,4 0,85 0,73 0,98 3,2 100 20 5,1 2,5 1,35 1,47 2,05 6,5 250 50 10,4 4,85 2,44 3,4 4,95 16 2. Выбор уставок направленной защи¬ ты нулевой последовательности ЗЗП-1 про¬ изводится по первичному току. Устройство ЗПП-1 имеет три уставки, на которых пер¬ вичный ток срабатывания защиты соответ¬ ственно равен: На уставке 1 . На уставке 2 . На уставке 3 0,07Аз=30% 0,5 АіЗО% 2 А±30% Первичный ток срабатывания защиты определяется исходя из требования обеспе¬ чения необходимого коэффициента чувстви¬ тельности: ІС,Х,тіп — ГС ‘с,з , где 7с,2 ,тіп — наименьшее значение сум¬ марного емкостного тока сети; Іс — макси¬ мальный собственный емкостный ток при¬ соединения, на котором устанавливается за¬ щита; k4 — коэффициент чувствительности, принимаемый равным 2. По полученному /с,3 принимается бли¬ жайшая меньшая уставка устройства по ТОКу /с.з.прмн. Проверяется коэффициент чувствитель¬ ности защиты исходя из принятой уставки 250 А указывает, какому Іс 2 она соответ¬ ствует. Проверка отстройки от собственно¬ го емкостного тока производится по выра¬ жению ^отс — 4i,s ІС ’ где йоте — коэффициент отстройки (2^ ^Аотс^З); Іс — собственный емкостный ток присоединения, на котором устанавли¬ вается устройство УСЗ-2/2; 7с,з — первич¬ ный ток срабатывания защиты при частоте 50 Гц, определенный по таблице для пред¬ варительно принятой уставки /уст. Еслй Аотс<2 или Аотс>3, следует по¬ высить чувствительность устройства путем выбора уставки устройства по току равной 107с. В сетях с соотношением 7с>0,1 Іс, 2 выбор уставки производится по току, рав¬ ному 10 Іс- 4. В связи с тем, что при использова-. нии устройств УСЗ-ЗМ выбор поврежден¬ ного присоединения производится путем ви¬ зуального сравнения показаний стрелочного прибора, производящего замер суммарного действующего значения • высших гармоник на каждом из присоединений (относитель¬ ный замер), расчетов уставок этих уст¬ ройств производить ие требуется.
2-106. РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА ТОКОПРОВОДОВ 6—ІО кВ 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ Для токопроводов 6—10 кВ, присоеди¬ ненных к шинам генераторного напряжения заводских ТЭЦ и главных понизительных подстанций (ГПП) 110/6—10 кВ, должны предусматриваться устройства релейной защиты, действующие при многофазных и однофазных замыканиях в токопроводе, реакторах и ошиновке РП до выключателей вводов 6—10 кВ, отказе защит и выключа¬ телей на вводах в РП 6—10 кВ. 2. ЗАЩИТА ОТ МНОГОФАЗНЫХ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИИ Типы защит. В качестве основной за¬ щиты принимается продольная дифферен¬ циальная защита в двух- или трехфазном исполнении без выдержки времени. Защита, обеспечивающая резервное действие при междуфазных к.-з. в зоне действия основной защиты и на линиях, отходящих от шин 6—10 кВ РП, может быть выполнена в виде максимальной токо¬ вой, или дистанционной, или неполной диф¬ ференциальной защиты, а также токовой направленной защиты обратной последова¬ тельности. Резервная защита действует с выдержкой времени, согласованной с вре¬ менем срабатывания защит линий РП. В качестве дополнительной защиты уста¬ навливается токовая отсечка в двухфазном двухрелейном исполнении. Особенности выполнения защит Дифференциальная защита токопровода, питающего один РП, выполняется с исполь¬ зованием комплекта реле типа ДЗЛ-2. Для токопроводов с большим числом ответвлений к РП дифференциальная за¬ щита осуществляется на реле типа РНТ-565 (рис. 2-165). При этом для исключения сра¬ батывания защиты при обрыве соедини¬ тельных проводов предусматривается пус'за. вой орган (КРБ-126), который вводит ко- щиту в действие на время, достаточное для ее срабатывания (0,5—0,6 с). ~6~10кВ На отключение О, а. кі Х7 Рис. 2-165. Схема защиты токопровода. а — поясняющая схема и цепи переменного тока; б — цепи оперативного тока; в — цепи отключе¬ ния; г — цепи сигнализации; Q1—Q4 — выключа¬ тели; L1—L3 — реакторы; ТА1"ТА5 — трансфор¬ маторы тока; ТА — шинный трансформатор тока нулевой последовательности типа ТНПШ; ТН1, ТН2— автотрансформаторы тока типа АТ-27; КА1—-КА5, КА8 —реле тока типа PT-40; КА6, КА7 — реле тока с улучшенной отстойкой от апе¬ риодической составляющей типа РНТ-565;' РМОП — комплект реле мощности обратной по¬ следовательности типа РМОП-1М; КРБ — устрой¬ ство блокировки типа КРБ-126; КТ1, КТ2— реле времени типа ЭВ-132; Kl—КЗ — реле промежуточ¬ ные типа РП-23; УСЗ — устройство сигнализации замыканий на землю типа УС32/2; КН1—КН6-* реле указательные типа РУ-21; Х/—-Х8 — наклад¬ ки контактные типа НКР-3; R, КН — резисторы. +С КНЗ' К2 КН1 виз KW+, КН5, $) Сигнал „НешпраЕ- КМ- ноетъ защиты" ^KH5 *- Сигнал „Указателъ на поднят" КНБ . е) „Замыкание на, землю"
Дифференциальная защита включается на трансформаторы тока, установленные на головном участке и на вводах в РП. При этом принимаются меры к выравниванию токов в плечах защиты, для чего использу¬ ются автотрансформаторы тока типа АТ-27, Рёзервные защиты включаются на от¬ дельные трансформаторы тока, а их дейст¬ вие осуществляется помимо выходного реле основных защит. Защиты от многофазных к. з. действу¬ ют на отключение головного выключателя токопровода, а дифференциальная защита ДЗЛ-2 и на отключение вводов в РП. 3. ЗАЩИТА ОТ ОДНОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИИ НА ЗЕМЛЮ Тип и особенности выполнения защит. Токовая защита нулевой последовательно¬ сти в однорелейном исполнении с примене¬ нием устройств типа УСЗ-2/2, включенных на шинные трансформаторы тока нулевой последовательности с подмагничиванием типа ТНПШ, предусматривается в основ¬ ном на токопроводах, отходящих от шин генераторного напряжения ТЭЦ. В ряде случаев установка ТНПШ оказывается не¬ возможной по условиям динамической стойкости этих трансформаторов тока. Тог¬ да поиск замыкания на землю вынужденно осуществляется методом исключения непо¬ врежденных элементов (поочередным от¬ ключением) после получения общего сигна¬ ла «Земля на шинах» от реле максимально¬ го напряжения, включенного на 3 Uo. РАСЧЕТНЫЕ УСТАВКИ ЗАЩИТЫ 1. Параметры срабатывания дифферен¬ циальной защиты типа ДЗЛ-2 выбираются по табл. 2-187. 2. Ток срабатывания дифференциаль¬ ной токовой защиты, выполненной на реле РНТ-565, выбирается по выражению Іс,з ^отс Лгб./лах — — ^отс ^одн (е + /1Дк,вн,тая:> где /готс=1,5 — коэффициент отстройки; /га=І— коэффициент, учитывающий бро¬ сок апериодической составляющей тока внешнего к. з.; &одн=1 — коэффициент од¬ нотипности трансформаторов тока; е=0,1— полная погрешность трансформаторов тока; fi=0,l—условная погрешность трансфор¬ маторов тока, учитывающая отсос вторич¬ ного тока поврежденного ввода трансфор¬ матором тока неповрежденного ввода; Ік.вн.тах — максимальное значение перио¬ дической составляющей тока внешнего к. з.; /нб.тах — расчетное, значение тока неба¬ ланса при внешних коротких замыканиях. . Защита при металлическом двухфазном к. з. в конце токопровода должна иметь чувствительность fe4>2, а при двухфазном к. з. за реакторами РП fe4^l,5. 3. Ток срабатывания неполной диффе¬ ренциальной защиты выбирается по фор¬ муле . ^отс feçsn ... 'с.з^ , 'раб,тах> "в где fe0Tc=l,2 — коэффициент отстройки; /гв=0,8 — коэффициент возврата реле типа РТ-40; Асзп=1,3 — коэффициент, учитыва¬ ющий самозапуск электродвигателей; /раб.тах — максимальный ток присоедине- ния, не подключенного к схеме дифферен¬ циальной защиты. Чувствительность защиты проверяется по металлическому двухфазному к. з. за реакторами РП. Защита отвечает требованиям при A,5sl,5. 4. Ток срабатывания реле тока обрат¬ ной последовательности (входящим в реле РМОП-ІМ) и устройства КРБ-126 выбира¬ ется по условию . п . ^отс Ін,тах где feoic = 1,2 — коэффициент отстройки; /гв=0,8—коэффициент возврата реле;’ - коэффициент трансформации трансформато¬ ров тока; /н.тах — максимальный ток на¬ грузки токопровода. Чувствительность реле РМОП-ІМ и устройства КРБ-126 проверяется по току обратной последовательности при металли¬ ческом двухфазном к. з. за реакторами РП. Коэффициент чувствительности при этом должен быть не меньше двух. 5. Выбор тока срабатывания макси¬ мальной токовой защиты производится по условию отстройки от тока в месте установ¬ ки защиты в максимальном режиме загруз¬ ки токопровода с учетом самозапуска электродвигателей, подключенных к РП по выражениям § 2-105. Чувствительность защиты проверяется так же, как и для всех резервных защит. Значение коэффипи- ента чувствительности должно быть не ме¬ нее 1,2. 6. Расчет дистанционной защиты сво¬ дится к определению сопротивлений сраба¬ тывания I и II ступеней защиты и выдерж¬ ки времени II ступени. I ступень защиты должна быть отстро¬ ена от к. з. на шинах 6—10 кВ РП в соот¬ ветствии с выражением z’i3<^z, где /г—0,85; Z — сопротивление участков от головного выключателя до вводных вы¬ ключателей РП. Вторая ступень дистанционной защиты должна надежно защищать весь участок токопровода от головного выключателя до шин РП включительно. Сопротивление срабатывания II ступе¬ ни дистанционной защиты при выполнении ее направленной выбирается по условию отстройки от максимального тока нагрузки
с учетом самозапуска электродвигателей: тт - Umin Z11 — • , ^и.тсх^отс^В^сзп С05(<Рм,ч ^нагр) где Umin — минимальное линейное напря¬ жение в месте установки защиты в режи¬ ме, когда по токопроводу протекает ток In,max', ^сзп — коэффициент самозапуска, учитывающий увеличение тока при самоза- пуске электродвигателей; Ів.тах — макси¬ мальный ток нагрузки токопровода; /гОтс= = 1,1—коэффициент отстройки; /гв—коэф¬ фициент возврата реле сопротивления; фм.ч — угол максимальной чувствительно¬ сти реле сопротивления; <pHarp — угол пол¬ ного сопротивления нагрузки. . В ряде случаев при незначительной двигательной нагрузке можно выполнить II ступень дистанционной защиты нена¬ правленной. При этом сопротивление срабатывания ІГ ступени защиты вычисляется по формуле ,, . Umin Z11 = • 1^3 ^н.тах ^отс ^сзп Чувствительность II ступени защиты проверяется при коротком замыкании в конце токопровода и на шинах РП , ‘"С.з . ЧП —■ г При этом значение коэффициента чув¬ ствительности должно быть не менее 1,2. Ток срабатывания фазной токовой от¬ сечки выбирается из условия отстройки от максимального тока трехфазного короткого замыкания на шинах РП / = k /<3) с.з "’отс к,max > где feoTc=l,2—1,3 — коэффициент отстрой¬ ки, учитывающий погрешности реле, неточ¬ ности расчета и влияние апериодической составляющей тока. Проверка чувствительности отсечки при использовании ее в качестве дополнитель¬ ной защиты производится при металличес¬ ком двухфазном к. з. в месте установки за¬ щиты в наиболее благоприятном (по усло¬ виям чувствительности) режиме 'с,з Значение k4 при этом должно быть около 1,2. 2-107. ЗАЩИТА КОНДЕНСАТОРНЫХ УСТАНОВОК НА НАПРЯЖЕНИЕ 6—10 кВ 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ Защита конденсаторных установок, присоединяемых параллельно -приемникам электрической энергии, имеющим индуктив¬ ный характер, и предназначенных для улучшения коэффициента мощности в сис¬ теме переменного тока 50 Гц, должна пре¬ дусматриваться для следующих видов по¬ Рис. 2-166. Схема защиты батареи статических конденсаторов. « — поясняющая схема и цепи тока; б — цепи напряжения; в — цепи оперативного тока; г — цепи сигнализации; Q — выключатель; ТА1 — трансформатор тока; ТА — трансформатор тока нулевой последовательности; KAI—КА5— реле тока типа РТ-40; /СР— реле на¬ пряжения типа PH-58; КТ1— реле времени типа ЭВ-134; КТ2 — реле времени типа ВЛ-23; К/~ ре¬ ле промежуточное типа РП-23; KQC— контакт реле положения выключателя «Включено»; КН1— К.НЗ — реле указательное типа. РУ-21.
вреждений и ненормальных режимов: мно¬ гофазных к. з.; сверхтоков перегрузки; по¬ вышения напряжения. Защита от повыше¬ ния напряжения не требуется, если батарея выбрана с учетом максимально возможного напряжения цепи, т. е. так, чтобы к единич¬ ному конденсатору не могло быть дли¬ тельно приложено напряжение более 110% номинального значения. Принципиальная схема защиты приве¬ дена на рис. 2-166. 2. ЗАЩИТА ОТ МНОГОФАЗНЫХ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ В качестве защиты от многофазных к. з. конденсаторной установки предусмат¬ ривается защита мгновенного действия в двухфазном, двухрелейном исполнении. На батареях, состоящих из нескольких секций, должна применяться защита каждой секции от токов к. з. независимо от защиты кон¬ денсаторной установки в целом. Такая защита секции не обязательна, если каждый единичный конденсатор защи¬ щен отдельным внешним или встроенным предохранителем. Для защиты конденсаторов напряжени¬ ем выше 1000 В должны применяться пре¬ дохранители, ограничивающие значение то¬ ка к. з. Внешние предохранители конденса¬ торов должны иметь указатели их перего¬ рания. 3. ЗАЩИТА ОТ ПЕРЕГРУЗКИ Защита от сверхтоков перегрузки пре¬ дусматривается в тех случаях, когда воз¬ можна перегрузка конденсаторов высшими гармониками тока. Защита выполняется в двухфазном, трехрелейном исполнении с выдержкой времени и отключает конденса¬ торную установку при действующем значе¬ нии полного тока, превышающем 130% но¬ минального. 4. ЗАЩИТА ОТ ПОВЫШЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ Защита выполняется одним реле мак¬ симального напряжения и реле времени с уставками времени срабатывания 3—5 мин. 5. РАСЧЕТЫ ЗАЩИТ Защита от многофазных к. з. -Первичный ток срабатывания опреде¬ ляется из выражения /с,з > kJw (2-368) где k=2—2,5—коэффициент, учитываю¬ щий отстройку защиты от токов, сопровож¬ дающих переходные процессы при включе¬ нии; /н — номинальный ток конденсаторной установки. Чувствительность защиты характеризу¬ ется коэффициентом чувствительности 2.. (2-369) С,3ч Ток срабатывания реле определяется по выражению = /c.s jex . (2.370) пг где /гсх — коэффициент, учитывающий схе¬ му соединения трансформаторов тока, к ко¬ торым подключается защита (для приве¬ денной схемы защиты конденсаторной уста¬ новки Ах=1); а? — коэффициент транс¬ формации- тех же трансформаторов тока. Защита от сверхтоков перегрузки Первичный ток срабатывания защиты определяется условием _ feoTC . .у «в где йоте = 1,05 — коэффициент отстройки; /г„=0,8— коэффициент возврата реле; /я—• номинальный ток конденсаторной уста¬ новки. Ток срабатывания реле определяется по выражению (2-370). Выдержка времени защиты может быть примерно 9 с. Защита от повышения напряжения Первичное напряжение срабатывания защиты определяется условием = ^гс. уи < ь (2 371) Яу ГДС 1,05 — коэффициент отстройки; ftB=0,95 — коэффициент возврата реле; UH — номинальное напряжение сети. Напряжение срабатывания реле опре¬ деляется по выражению исч Пс,р = —— , (2-372) где Пн — коэффициент трансформации трансформаторов напряжения. Выдержка времени защиты устанавли¬ вается 3—5 мнн. 2-108. ЗАЩИТА ПЛАВКИМИ ПРЕДОХРАНИТЕЛЯМИ ЭЛЕМЕНТОВ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК НА НАПРЯЖЕНИЕ 6—10 кВ Плавкие предохранители могут приме¬ няться для защиты от многофазных замы¬ каний силовых трансформаторов, тупико¬ вых 'линий, электродвигателей и батарей, конденсаторов во всех случаях, когда они могут быть выбраны с требуемыми пара» метрами (номинальные напряжения' и токи, предельные отключаемые токи и пр.) и обеспечивают избирательность (селектив¬ ность) и необходимую чувствительность. Предохранители типа ПК в комплекте с выключателями нагрузки (ВНП) могут применяться с установкой нх на трех фазах для защиты от коротких замыканий;
в цепи силовых трансформаторов мощ¬ ностью до 1000 кВ-А на напряжение 6— 10 кВ (вводные шкафы высокого напряже¬ ния в комплектных трансформаторных под¬ станциях КТП); на тупиковых линиях с рабочим током до 100 А при напряжении 10 кВ и до 200 А при напряжении 6 кВ; в цепи батарей конденсаторов мощно¬ стью до 400 квар; в цепи короткозамкнутых асинхронных электродвигателей и синхронных электро¬ двигателей с прямым пуском на напряже¬ ние 6 кВ мощностью до 600 кВт при усло¬ вии отстройки предохранителей от пусково¬ го тока; в цепи асинхронных электродвигателей на напряжение 6 кВ с фазным ротором и синхронных электродвигателей на напряже-'- ние 6 кВ мощностью примерно до 1500 кВт с пуском от пониженного напряжения.- Однако для электродвигателей 6— 10 кВ обычно применяются выключатели высокого напряжения ВМП и др. Допускается действие на выключатель нагрузки, входящем в комплект ВНП: газовой защиты трансформатора; защиты от однофазных к. з. на стороне 0,4—0,23 кВ и 0,69—0,4 кВ трансформато¬ ров с группой соединения обмоток У/Уа-0; защиты от однофазных замыканий на землю в сетях 6—10 кВ с изолированной нейтралью и защиты от сверхтоков пере¬ грузки. Выключатели нагрузки, как правило, включаются после предохранителей, но мо¬ гут быть включены и перед предохраните¬ лями, по направлению мощности. Технические данные плавких предохра¬ нителей ПК приведены в § 2-35. Примерные схемы защиты с Плавкими предохранителями в комплекте с выключа¬ телями нагрузки приведены на рис. 2-167— 2-170, в которых: Т — трансформатор, QW — выключатель нагрузки; F — предо¬ хранитель, Y АТ — катушка отключения вы¬ ключателя. Рис. 2-167. Схема защиты трансформатора предохранителями. 2-109. АВТОМАТИЧЕСКОЕ ВКЛЮЧЕНИЕ РЕЗЕРВА (АВР) 1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ Устройства автоматического включения резерва (УАВР) предусматриваются на подстанциях, от раздельно работающих секций шин которых получают питание электроприемники I категории по степени надежности электроснабжения. Требования к схемам устройства АВР (УАВР): а) УАВР должно выполняться таким образом, чтобы была обеспечена возмож¬ ность их действия при исчезновении пита¬ ния потребителей из-за отключения релей- Рис. 2-168. Схема защиты тран¬ сформатора предохранителями и защитой от однофазных к. з. на стороне 0,4—0,23 кВ или 0,69—0,5 кВ. КА/КТ — реле тока типа РТ-81. Рис. 2-169. Схема защиты ли¬ нии или электродвигателя пре- дохранителями и защитой от однофазных замыканий -на зем¬ лю. КА'—реле тока РТЗ-50; KL — реле промежуточные типа РП; ТА — трансформатор тока нулевой после¬ довательности. 6-10 кВ Рис. 2-170. Схема за¬ щиты конденсаторной батареи предохрани¬ телями. СВ — конденсаторная ба¬ тарея; С — конденсато¬ ры; TV — трансформатор напряжения.
ной защиты поврежденного рабочего источ¬ ника питания. При к. з. на шинах потребителя АВР, как правило, должно быть запрещено: б) УАВР должно по-возможности обес¬ печивать такую продолжительность пере¬ рыва питания, при которой нарушения в технологическом процессе потребителей бу¬ дут минимальны; в) УАВР должно производить включе¬ ние резервного источника только после от¬ ключения выключателя, рабочего источника питания на вводе к потребителю; г) действие УАВР не должно приво¬ дить к перегрузке резервного источника пи¬ тания. При этом необходимо учитывать ус¬ ловия самозапуска электродвигателей по¬ требителя; д) УАВР должно обеспечивать одно¬ кратность действия; е) выключатели, включаемые УАВР, должны иметь контроль исправности цепи включения; ж) при наличии на секции шин, поте¬ рявшей питание, присоединений синхронных электродвигателей подача напряжения от резервного источника должна производить¬ ся только после установления на этой сек¬ ции напряжения, безопасного с точки зре¬ ния несинхронного включения двигателей на сеть (см. § 2-116). 2. ПРИНЦИПЫ ВЫПОЛНЕНИЯ УАВР Устройство АВР содержит пусковой орган (ПО) ; орган выдержки времени (ОВ); орган контроля напряжения на ре¬ зервном источнике питания (ОКН); реле контроля напряжения на секции, потеряв¬ шей питание (при наличии на подстанции синхронных двигателей) и цепь однократ¬ ности действия УАВР. Особенности выполнения ПО. Назначе¬ нием пускового органа является достовер¬ ное выявление факта прекращения питания от рабочего источника электроснабжения. В качестве ПО могут быть использованы выходные цепи устройств релейной защиты и автоматики, действие которых приводит к отключению рабочего источника, а также реле минимального напряжения, реле пони¬ жения частоты, защита минимальной часто¬ ты с блокировкой по направлению мощно¬ сти (см. § 2-103) и др. На подстанциях, где отсутствуют при¬ соединения синхронных двигателей, ПО вы¬ полняется двумя реле .напряжения типов РН-54/60 и РН-53/60Д, включенными на вторичные линейные напряжения (обычно АВ и ВС) шинных трансформаторов напря¬ жения. При этом принимаются меры, ис¬ ключающие срабатывание ПО при повреж¬ дениях в цепях трансформатора напряже¬ ния: отключении' автоматического выключа¬ теля на стороне НН, перегорании предохранителей со стороны ВН, а также при выкатывании тележки КРУ с трансфор¬ матором напряжения. На подстанциях с синхронными элект¬ родвигателями в дополнение к реле напря¬ жения предусматриваются реле понижения частоты типа РЧ-1. В этом случае обеспе¬ чивается значительно более быстрая фикса¬ ция потери питания, чем при использовании только реле напряжения. Необходимость совместного использования реле РЧ-1 и ре¬ ле напряжения обусловлена тем, что при отключении рабочего источника напряже¬ ние на секции шин, потерявшей питание, может оказаться меньшим допустимого по условию надежной работы реле РЧ-1 (0,2 1/н). На ГПП при наличии присоединений синхронных электродвигателей целесооб¬ разно в качестве ПО использовать также минимальную защиту частоты с блокиров¬ кой по направлению мощности. Особенности выполнения органа вы¬ держки времени. Орган выдержки времени предназначен для обеспечения селективно¬ сти действия УАВР по отношению к защи¬ там линий, отходящих от резервируемых- шин подстанции, и другим устройствам автоматики (УАВР подстанций, располо¬ женных ближе к источнику питания, АПВ питающих линий и т. п.). Совместно с ПО АВР орган выдержки времени обеспечива¬ ет подготовку электроприемников-к повтор¬ ной подаче напряжения на секцию от резер¬ вирующего источника: отключает не подле¬ жащие самозапуску электродвигатели, по¬ дает команду на гашение поля синхронных двигателей, намеченных к самозапуску, действует на отключение выключателя ра¬ бочего ввода на секцию. При наличии пуска АВР по частоте и напряжению орган выдержки времени вы¬ полняется двумя реле времени. Особенности выполнения контроля на¬ пряжения на резервном источнике и сек¬ ции, потерявшей питание. Назначением ОКН является контроль уровня и частоты напряжения на резервном источнике пита¬ ния. Для УАВР двустороннего действия с пуском по напряжению в качестве ОКН используется одно из реле напряжения пускового органа резервирующей секции. Контроль частоты выполняется специально устанавливаемым реле понижения частоты. Контроль напряжения на рабочем ис¬ точнике является необходимым элементом схемы АВР при наличии на подстанции синхронных двигателей, которые подлежат самозапуску при восстановлении питания на резервируемом источнике либо отключа¬ ются при потере питания. Указанное вы¬ полняется с помощью одного реле напря¬ жения, осуществляющего косвенный конт¬ роль отключенного состояния выключате¬ лей двигателей, не подлежащих самозапус¬ ку, и гашения поля самозапускающихся электродвигателей. Одновременно пред¬ отвращается возникновение опасных сверх¬ токов и моментов на электродвигателях при несинхронном включении резервного источника.
Однократность действия УАВР обычно осуществляется с помощью промежуточно¬ го реле, имеющего задержку при возврате. 3. ВЫБОР УСТАВОК УАВР Для пускового органа: а) напряжение срабатывания реле ми¬ нимального напряжения выбирается исхо¬ дя из следующих условий: пуск должен происходить при сниже¬ нии напряжения до значения, при котором не обеспечивается нормальная работа по¬ требителя; реле не должно срабатывать при пере¬ горании одного из предохранителей в цепях трансформатора напряжения. Как правило, принимается Z7C,P=25— 40% 7/п; б) уставка срабатывания реле пониже¬ ния частоты выбирается по согласованию с параметрами срабатывания устройства АЧР и составляет,'как правило, fc,p = 46,5 ч- 47,5 = Гц. Уставкн защиты минимальной частоты с блокировкой по направлению мощности (см. § 2-103). Для органа выдержки времени: а) при использовании в качестве ПО реле минимального напряжения выдержка времени выбирается на ступень селективно¬ сти (0,5 с) и больше выдержки времени защит линий, отходящих от шин резервиру¬ емой секции; б) при использовании в качестве ПО реле понижения частоты выдержка време¬ ни может быть принята около 0,5 с. Параметры срабатывания реле контро¬ ля напряжения на резервном источнике вы¬ бираются равными минимальным значени¬ ям і/рез и /Рез> обеспечивающим возмож¬ ность подключения дополнительной на¬ грузки и самозапуск электродвигателей после АВР, и ориентировочно могут быть приняты: 1/рез = 80-:-90%Пн; fpea = 48,5^49,2 Гц. Напряжение срабатывания реле конт¬ роля напряжения на секции, потерявшей питание, составляет 50—60% Пи. Примеры схем АВР секционного вы¬ ключателя с электрок?аіігитііым приводом на постоянном оперативном токе показаны на рис. 2-171 и 2-172. Рис. 2-171. Схема двустороннего АВР на подстанциях без синхронных двигателей. Q1—Q3— выключатели; ТѴ1, ТѴ2— трансформаторы напряжения; SF1, SF2 — автоматические вы¬ ключатели; S/1 — ключ выбора режима; ЛѴ/, КѴЗ— реле напряжения типа РЫ-54/160; КѴ2, КѴ4 — реле напряжения типа РН-53/60Д; КТ1, КТ2 — реле времени типа ЭВ-132; К/, К2 — реле промежу¬ точные типа РП-23; КН1—КЯЗ-—реле указательные типа ру-21; К2 — реле промежуточное типа PI3-252J К&І, KD2 — контакты реле фиксации включенного положения выключателей Q1 и Q2.
Рис. 2-172. Схема двустороннего АВР на подстанциях с синхронными электродвига¬ телями. Q1—Q3— выключатели; TV1, TV2— трансформаторы напряжения; SF1, SF2 — автоматические вы¬ ключатели; ключ выбора режима; KV1, КѴЗ, КѴБ, КѴ6 —реле напряжения типа РН-54/160; КѴ2, КѴ4 — реле напряжения типа РН-53/60Д; KF1, KF2, KF3, KF4 — реле понижения частоты типа РЧ-1; КТ1, КТЗ —реле времени типа ЭВ-122; КТ2, КТ4 —реле времени типа ЭВ-132; К1—К4 — реле промежуточные типа РП-23; KZ, К5 — реле промежуточные типа РП-252; КН1—КНЗ — реле указа¬ тельные типа РУ-21; КВ1, КО2—контакты реле фиксации включенного положения выключателей Q1 и Q2. 2-110. АВТОМАТИЧЕСКАЯ ЧАСТОТНАЯ РАЗГРУЗКА (АЧР) 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ Устройства автоматической частотной разгрузки (УАЧР) предусматриваются на подстанциях и распределительных пунктах промышленных предприятий для отключе¬ ния части электроприемников при возник¬ новении дефицита активной мощности в питающей- энергосистеме. Министерством энергетики и электри¬ фикации СССР установлены три категории частотной разгрузки: АЧРІ —с малым временем действия (0,25—0,5 с), имеющая в пределах энерго¬ системы и- отдельных ее узлов различные
уставки по частоте срабатывания и пред¬ назначенная для прекращения снижения частоты в энергосистеме до опасного уров¬ ня— 46 Гц; АЧРП — с единой уставкой по частоте (верхняя граница уставки 49,2 Гц) и раз¬ личными уставками по -времени, предназна¬ ченная для подъема частоты после дейст¬ вия АЧРІ и предотвращения ее «зависа¬ ния» на уровне ниже 49—49,2 Гц. Кроме того, АЧРП обеспечивает восстановление баланса между вырабатываемой и потреб¬ ляемой мощностями при медленном нара¬ стании дефицита активной мощности; Третья категория —■ ' дополнительная, действующая при возникновении местного глубокого ' дефицита активной мощности (например, при отделении от энергосистемы энергоемкого потребителя, питаемого мест¬ ной электростанцией небольшой мощности) и предназначенная для ускорения и увели¬ чения объема разгрузки. Особенно эффективным является ис¬ пользование совмещенного действия раз¬ личных категорий АЧР, когда АЧРІ и АЧРП действуют на отключение одних н тех же потребителей. Проектирование АЧР ведется на осно¬ вании задания энергосистемы, в котором указывается количество категорий и очере¬ дей в пределах каждой категории, уставки по частоте (для АЧРІ и АЧРП) и по вре¬ мени (для АЧРП), необходимость выполне¬ ния совмещенного действия АЧР, допусти¬ мость автоматического повторного включе¬ ния электроприемников после восстановле¬ ния нормального уровня частоты (ЧАПВ) с точки зрения надежной и устойчивой ра¬ боты энергосистемы. 2. РАЗМЕЩЕНИЕ УАЧР Размещение УАЧР следует произво¬ дить, начиная с подстанций и РП, от шин 6—10 кВ которых непосредственно получа¬ ют питание электроприемники, подлежа¬ щие отключению при действии АЧР, и да¬ лее— в направлении источников электро¬ снабжения. Выполнение частотной раз¬ грузки на напряжения 35—220 кВ подстан¬ ций, питающих промышленное предприятие или производство, на котором ие все потре¬ бители и электроприемники отключаются действием АЧР, можно допустить только в исключительных случаях, например для резервирования УАЧР, установленных на РП 6—10 кВ. На каждом крупном электро¬ приемнике, мощность которого превышает расчетную мощность одной очереди АЧР, предусматривается индивидуальное основ¬ ное УАЧР и для предотвращения неселек¬ тивного отключения более ответственных потребителей при отказе этой очереди — дублирующее УАЧР. При наличии на подстанции нескольких вторичных напряжений выше 1000 В для потребителей электроэнергии на каждом из вторичных напряжений выше 1000 В пре¬ дусматриваются отдельные устро ства АЧР. Когда питание подстанции осуществля¬ ется от двух и более независимых источни¬ ков электроснабжения (собственная ТЭЦ и одна или несколько линий, связывающих подстанцию с энергосистемой; ■ несколько линий, связывающих подстанцию с разными энергосистемами) и возможны режимы, при которых секции одной подстанции ока¬ зываются подключенными к раздельно ра¬ ботающим участкам энергосистемы, в од¬ ном из которых возможно возникновение аварийного дефицита активной мощности, не затрагивающего другой участок, или при наличии на секции присоединений син¬ хронных электродвигателей, УАЧР следует, как правило, предусматривать для каждой секции РУ отдельно. На ГПП, имеющих количество секций одного напряжения большее, чем число не¬ зависимых источников электроснабжения, рекомендуется предусматривать одно УАЧР для секций, получающих в нормальном ре¬ жиме питание от одного и того же источ¬ ника электроснабжения. Во всех остальных случаях в целях со¬ кращения количества релейной аппаратуры следует, как правило, предусматривать од¬ но устройство АЧР (ЧАПВ) на подстан¬ цию. 3. ПОДКЛЮЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОПРИЕМНИКОВ И ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ К УАЧР Заданный объем АЧР должен быть обеспечен за счет отключения в первую очередь электроприемников, допускающих без значительного экономического ущерба для технологического режима перерывы электроснабжения или ограничения в пода¬ че электроэнергии. К УАЧР, как правило, не подключаются: электроприемники I категории по на¬ дежности электроснабжения. В случае крайней необходимости, определяемой на¬ значенным объемом АЧР, допускается под¬ ключение отдельных электроприемникрв I категории к более далеким по вероятно¬ сти срабатывания очередям УАЧР (имею¬ щим более низкие уставки по частоте сра¬ батывания очередям АЧРІ и большие вы¬ держки времени очередям АЧРП), если отключение этих электроприемников не приведет к нарушению функционирования ответственных, особо важных и сложных технологических линий, не угрожает жизни людей, не приведет к пожарам, взрывам и повреждению дорогостоящего основного оборудования. Не подлежат, как правило, отключению от УАЧР трансформаторы, пи¬ тающие собственные нужды подстанции, сети освещения и механизмы, обеспечиваю¬ щие безопасность обслуживающего персо¬ нала и безаварийное состояние оборудова¬ ния; линии (в том числе вводы от транс¬ форматоров), питающие секции сборных шин 6—10 кВ, если электроприемиики, под¬
ключенные к этим секциям, распределены по разным очередям АЧР или не все-элек¬ троприемники, получающие питание от дан¬ ных секций шин, подлежат отключению при действии АЧР, либо от данной секции мо¬ жет получать питание через секционный выключатель другая секция с электропри- емникамй, не отключаемыми от УАЧР. Действие АЧР и взаимодействие УАЧР с другими видами автоматики (АВР, АПВ и др.) и схемами управления должно быть организовано таким образом, чтобы было полностью исключено восстановление пи¬ тания электроприемника, отключенного АЧР от источников электроэнергии узла энергосистемы с дефицитом активной мощ¬ ности. С этой целью могут быть использо¬ ваны запрет АПВ или блокировка цепи пуска АПВ (в зависимости от того, преду¬ сматривается ли ЧАПВ), блокировка цепи ручного или автоматического' включения электроприемников при работе АЧР, уст¬ ройства АВР одностороннего действия, под¬ ключение рабочей и резервной линии к одной и той же очереди АЧР, блокировка действия устройства АВР при работе АЧР (в том числе и действия устройств АВР ла стороне 0,4 кВ подстанций). Ручное включение эксплуатационным персоналом электроприемников, отключен¬ ных устройством АЧР, до ликвидации де¬ фицита мощности и ручное переключение этих электроприемников на оставшиеся в- работе источники питания должны катего¬ рически запрещаться эксплуатационными инструкциями. Работа УАЧР в паузах АВР и АПВ за счет подпитки от синхронных электродвига¬ телей и компенсаторов, как правило, долж¬ на быть исключена. Допускается отключе¬ ние в этих случаях от устройств АЧР толь¬ ко тех электроприемников, для которых предусматривается самозапуск или автома¬ тический пуск после восстановления пи¬ тания. 4. ОБЪЕМ И ДЕЙСТВИЕ УСТРОЙСТВ ЧАПВ Частотное автоматическое повторное включение приемников и потребителей электроэнергии может осуществляться толь¬ ко с разрешения энергосистемы при высо¬ кой ответственности электроприемников или если время восстановления- питания потре¬ бителей после действия АЧР и ликвидации дефицита мощности очень велико (напри¬ мер, для подстанций без постоянного де¬ журного персонала и телеуправления, рас¬ положенных далеко от пункта размещения оперативной выездной бригады). ЧАПВ допустимо на тех присоединени¬ ях, внезапное включение которых не может вызвать непредвиденные последствия и опасность для эксплуатационного персона¬ ла, самой электроустановки для механиз¬ мов, связанных с ней, например для элект¬ роприемников (и, в частности, — электро¬ двигателей}, включение которых либо вовсе нетребуетподготовкитехнологических схем, либо полностью автоматизировано, включая и предварительную автоматичес¬ кую подготовку технологических схем. При подключении на подстанции к одной оче¬ реди ЧАПВ нескольких присоединений включать выключатели по условиям работы источников оперативного тока следует по¬ очередно с интервалом не менее 1 с. 5. СХЕМЫ УСТРОЙСТВ АЧР—ЧАПВ Схемы устройств АЧР—ЧАПВ состоят из центрального блока, воспринимающего информацию об уровне частоты в контроли¬ руемой сети, и вырабатывающего сигналы на отключение (АЧР) или сигналы, разре¬ шающие включение (ЧАПВ) электроприем¬ ников; магистральных шинок АЧР, по ко¬ торым сигналы от центрального блока передаются к индивидуальным цепям АЧР и ЧАПВ линий; индивидуальных цепей АЧР и ЧАПВ, осуществляющих совместно с цепями управления выключателя непо¬ средственную реализацию команды, полу¬ ченной из центрального блока АЧР—ЧАПВ, на отключение (АЧР) или включение (ЧАПВ) выключателя. В схемах центрального блока АЧР— ЧАПВ (рис. 2-173 и 2-174) в качестве об¬ щего измерительного органа АЧР и ЧАПВ используются полупроводниковые реле по¬ нижения частоты типа РЧ-1. Технические характеристики реле таковы, что оно со¬ храняет свою работоспособность при на¬ пряжении сети U0,2 І7Н. Это обстоятель¬ ство очень важно и благоприятно, так как процесс снижения частоты в энергосистеме часто сопровождается значительным сни¬ жением напряжения. Реле срабатывает сна¬ чала на уставке определенной очереди АЧР, после чего переключается на другую уставку, чтобы затем сработать в схеме ЧАПВ. Реле подключается к трансформато¬ ру напряжения секции шин, для которой предусмотрен данный блок АЧР через пе¬ реключатель SA. При отключении транс¬ форматора напряжения «своей» секции (например, для проведения ремонтно-вос¬ становительных работ) реле с помощью этого переключателя временно присоединя¬ ется к трансформатору напряжения другой секции шин. Для подстанций со щитом управления и реле рекомендуется применять схемы центрального блока АЧР—ЧАПВ, приве¬ денные на рис. 2-173. Схема позволяет осу¬ ществить одну очередь АЧРІ и две (по времени) АЧРП или одну совмещенную очередь разгрузки, действующую по приз¬ наку -АЧРІ и АЧРП, и одну самостоятель¬ ную очередь АЧРП. В качестве органа выдержки времени для очередей II категории АЧР и очередей ЧАПВ в схемах рис. 2-173 и 2-174 исполь¬ зуется. одно общее реле времени перемен- ного-тока КТ типа ВС-10. Это реле наибо- ; лее полно отвечает требованиям диапазонов
SF кщитузвоггРС в \±Ш» ДІ KF1 KFZ Ktî Блокировка АЧР К1 лг кт К5 КТ 4 ШАЧРІ KFZ КВТ кч К5 К КН5 Кб ЛЖ7 КПЗ ШАЧРКъ ~\~ШАЧРІй кч ~КВ ~КБ KZ KFT К К7 КП ктт К1 б) кв SA А С С А KF1 KFZ -ШАЗ КПЗ КН1 Сигнал FaBuma АЧР SF ~sfT '~SFZ Сигнал „ Включена резерв¬ ное патанав” ВВС К" кнч иж Сигнал Неисправность” Сигнал Указатель нвпаВнят” Рис. 2-173. Схема центрального блока АЧР. а — цепи оперативного тока; б — цепи питания; в — цепи напряжения; г — цепи сигнализации; KF1, KF2— реле понижения частоты типа РЧ1; КТ — реле времени типа ВС-10-62; КТ1— реле времени типа ЭВ-112; К4—К6— реле промежуточные типа РП-11; Kl, К2— реле промежуточные типа РП-23; КЗ — реле промежуточное типа РП-252; К, К7 — реле промежуточные типа РП-256; КН1—КН6 — реле указательные типа РУ-21; R— резистор типа ПЭВ-50; TS — стабилизатор напря¬ жения типа С-0,16; SF, SF1, SF2 — выключатели автоматические типа АП-50. уставок очередей АЧРП и ЧАПВ и точно¬ сти работы. Цепи питания этого реле присоединя¬ ются к шинам собственных нужд подстан¬ ции. Применение стабилизации цепей опе¬ ративного переменного тока (какими здесь являются цепи питания реле ВС-10) обус¬ ловливается необходимостью надежного функционирования АЧР в режиме значи¬ тельного снижения напряжения. Фиксация срабатывания очередей АЧР достигается путем применения в выходных цепях центрального блока двухпозицион¬ ных реле К4—Кб. Количество магистральных шинок АЧР, связывающих центральный блок с индивн-
Рис. 2-174. Вариант выполнения центрального блока АЧР (цепи сигнализации не показа ны). с — цепи оперативного тока; б — цепи напряжения; в — цепи питания. Рис. 2-175. Схема центрального блока АЧР в КРУ. с-—цепи оперативного тока; б —цепи напряжения; в — цепи сигнализации.
дуальными цепями АЧР и Ч/УПВ, опреде¬ ляется количеством очередей АЧР (ЧАПВ), предусмотренных для потребителей элект¬ роэнергии и электроприемников, подклю¬ ченных к данному центральному блоку. При необходимости блокировать уст¬ ройство АЧР от внешних устройств (напри¬ мер — на подстанциях с синхронными электродвигателями — от реле направления мощности устройства фиксации потери пи¬ тания) цепи блокировки подключаются между «плюсом» оперативного тока и кон¬ тактами реле понижения частоты KF1 и KF2. Схема центрального блока (рис. 2-174) позволяет осуществить одну очередь АЧРІ и АЧРП и одну очередь ЧАПВ. Категория разгрузки выбирается положением наклад¬ ки X. Данная схема .может применяться в тех случаях, когда не требуется выполнять более одной очереди АЧР на секцию шин. На рис, 2-175 показана схема цент¬ рального блока АЧР—ЧАПВ, размещенно¬ го в КРУ 6—10 кВ, осуществляющая одну очередь АЧРІ, одну очередь АЧРП и сов¬ мещенную очередь по признаку АЧРІ и АЧРП. Л?? защит а ключи ўнраВлатія Рис. 2-176. Схема индивидуальных цепей АЧР—ЧАПВ. АП В — устройство автоматического повторного включения типа РПВ-58; /(/, КЗ — реле проме¬ жуточные типа РП-23; К2 — реле промежуточное типа РП-232; КО — контакты реле фиксации вклю¬ ченного положения выключателя; KHI, КН2 — реле указательные типа РУ-21; RIH, R2H — рези¬ сторы вспомогательные; SF — выключатель авто¬ матический; X — накладка контактная типа НКР-3.- Схема отличается от схем центральных блоков АЧР по рис. 2-173 и 2-174 тем, что реле времени АЧРП—КТ2 включено в цепи оперативного постоянного тока, а это обеспечивает независимость надежности функционирования очередей АЧРІІ от сни¬ жения напряжения в первичной сети, элект¬ ромагнитных свойств стабилизатора напря¬ жения.' Реле времени ЧАПВ включено во вторичную цепь 100 В трансформатора напряжения через электромагнитный ста¬ билизатор напряжения типа С-0,09 (выход¬ ное стабилизированное напряжение 127 В). Указанное объясняется тем, что реле вре¬ мени переменного тока на напряжение 100 В отсутствует. Индивидуальные цепи АЧР-ЧАПВ по¬ казаны на рис. 2-176. Промежуточное реле К1 может подключаться к любой шинке АЧР. Если для данного присоединения не предусматривается ЧАПВ, то замыкающие контакты этого реле используются в цепи отключения выключателя и в цепи запре¬ та АПВ, если автоматическое повторное включение выключателя данного присоеди¬ нения выполняется с пуском «от несоответ¬ ствия». В течение всего времени работы АЧР и вплоть до восстановления частоты в контролируемой сети до нормального уров¬ ня шинки АЧР находятся под напряжением и контакты реле К1 в цепи отключения выключателя и в цепи запрета АПВ замк¬ нуты. Это обстоятельство не позволяет включить выключатель, отключенный в цикле АЧР, до тех пор, пока не будет лик¬ видирован дефицит активной мощности в контролируемой сети. Если для данного ■ присоединения пре¬ дусматривается ЧАПВ, то в цепь пуска АПВ включаются размыкающие контакты реле К/. 2-111. АВТОМАТИЧЕСКОЕ ПОВТОРНОЕ ВКЛЮЧЕНИЕ (АПВ) 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ Устройства автоматического повторно¬ го включения (УАПВ) предусматриваются для всех воздушных и кабельно-воздушных линий электропередачи (АПВ ВЛ); кабель¬ ных линий напряжением 35 кВ и ниже, ес¬ ли от -одной линии получают питание не¬ сколько подстанций или по трассе линии имеются промежуточные сборки; шин элек¬ тростанций и подстанций (АПВШ); пони¬ жающих трансформаторов (АЛВТ). Эффективно сочетание УАПВ линий электропередачи с неселективными быстро¬ действующими защитами для исправления их неселективного действия при поврежде¬ ниях вне линии. Требования к устройствам АПВ. УАПВ должны приводиться в действие после ава¬ рийного отключения выключателя, за ис¬ ключением случаев отключения от релейной защиты присоединения, на котором уста¬ новлено УАПВ, непосредственно после
включения выключателя персоналом или с помощью телеуправления, а также после отключения выключателя защитами от вну¬ тренних повреждений трансформаторов, устройствами системной противоаварийнбй автоматики. УАПВ должны производить посылку импульса повторного включения выключателя, обеспечивая минимальную продолжительность перерыва питания, при которой происходит полная деионизация среды в месте к. з., обеспечивается готов¬ ность выключателя и его привода к вклю¬ чению выключателя после его аварийного отключения, обеспечивается согласование действий УАПВ с другими устройствами защиты и автоматики. Характеристики вы¬ ходного импульса УАПВ должны обеспе¬ чить надежное включение выключателя; возврат УАПВ — автоматический с выдерж¬ кой времени; должно быть исключено мно¬ гократное включение выключателя на ко¬ роткое замыкание.при любой неисправно¬ сти устройства; УАПВ должны допускать блокирование их действия во всех необхо¬ димых случаях. 2. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ВЫПОЛНЕНИЯ АПВ Пуск устройства АПВ осуществляется одним из следующих способов: от несоответствия положения отклю¬ чившегося выключателя и устройства, за¬ фиксировавшего ранее поданную команду на включение выключателя. Этим устройст¬ вом может быть ключ или кнопка управле¬ ния, реле фиксации включенного положения выключателя. В этом случае пуск УАПВ будет обеспечен при любом неоперативном От ключа дпраВлетія Крепям запрета АПВ кт кг кг kw œ кг кгн К контактору Включения Выключателя ■кі К электромагниту отключения Выключателя Рис. 2-177. Схема УАПВ с пуском от за¬ щиты. АПВ — устройство автоматического повторного включения типа РПВ-58; Kl, К2 — реле промежу¬ точные типа РП-232; КЗ — реле промежуточное типа РП-252; КН1 — реле указательное типа РУ-21; RIH, R2H, R3H — резисторы вспомогатель¬ ные; KD — контакт реле фиксации включенного положения выключателя. отключении выключателя простыми и уни¬ версальными средствами (рис. 2-176); от релейной защиты (рис. 2-177). Этот способ менее универсален и более сложен, чем пуск от несоответствия, и рекомендует¬ ся к использованию там, где он дает упро¬ щение, например в схемах АПВ шин низ¬ шего и среднего напряжения ГПП. Особенности выполнения УАПВ. Для выполнения наиболее распространенного в системах электроснабжения однократного АПВ используются комплектные реле типа РПВ-58. Все особенности выполнения УАПВ рассматриваются на примере приме¬ нения этого реле для АПВ масляного вы¬ ключателя линии 6—35 кВ (рис. 2-176). Комплектное реле повторного включе¬ ния типа РПВ-58 содержит: реле времени, создающее необходимую выдержку времени после запуска УАПВ перед посылкой импульса на повторное включение выключателя; выходное промежуточное реле, осуще¬ ствляющее подачу этого импульса, причем выходная цепь УАПВ содержит токовую обмотку реле 1РП, обеспечивающую (с точки зрения надежности включения) про¬ должительность включающего импульса; ДС-контур, обеспечивающий требуемое время автоматического возврата и готов¬ ности к повторному действию УАПВ. Па¬ раметры 7?С-контура подобраны таким об¬ разом, чтобы время заряда конденсатора находилось в пределах 20—30 с, что обес¬ печивает приемлемое время автоматическо¬ го возврата УАПВ и однократность дейст¬ вия в случае неуспешного АПВ (повторного включения на к. з.) ; ÆC-контур с указанным временем за¬ ряда позволяет блокировать УАПВ при оперативных отключениях и в случае опе¬ ративного включения на к. з. Когда необхо¬ димо блокировать УАПВ при некоторых аварийных отключениях выключателя, вы¬ полняется операция «запрет АПВ» путем создания цепи разряда конденсатора С; диод Д, который предотвращает раз¬ ряд конденсатора при повышении напря¬ жения в цепях оперативного тока. Такое понижение может произойти, например, при близких к. з. в системе электроснабжения, если в качестве источника оперативного то¬ ка применены блоки питания (см. § 2-91). Для предупреждения многократного включения выключателя в случае привари¬ вания контакта выходного реле использу¬ ется соответствующая электрическая цепь блокировки (реле І<2 на рис. 2-176). Сле¬ дует отметить, что совместная работа элек¬ трической цепи блокировки с блокировкой, выполненной при помощи вспомогательных контактов электромагнита отключения, как. правило, не допускается из-за понижения надежности действия. На подстанциях (например, ГПП) АПВ шин низшего напряжения осущест¬ вляется повторным включением выключа¬ теля соответствующей обмотки трансфор¬ матора. На двухтрансформаторных под¬
станциях промышленных предприятий реко¬ мендуется устанавливать УАПВ на вводах 6—10 кВ трансформаторов и выполнять его с пуском от релейной защит шин (в частности — от максимальной токовой за¬ щиты на вводах). Если распределительное устройство низшего напряжения выполнено с использованием шкафов КРУ или КСО, то к. з. на сборных шинах 6—10 кВ этих устройств, как правило, бывает устойчивым. Поэтому целесообразно вводить в действие УАПВ только после отключения другого трансформатора подстанции. Для подстанций с присоединениями синхронных электродвигателей АПВШ вы¬ полняется с контролем отсутствия напря¬ жения на шинах, которое должно составить не более 40—60% Пн. Рекомендации по выбору уставок УАПВ. Минимальное время срабатывания УАПВ, определяемое временами деиониза¬ ции среды, готовности выключателя и его привода составляет ориентировочно 0,5— 0,7 с. Выдержка времени на возврат УАПВ в состояние готовности в соответствии с опытом эксплуатации составляет 20—25 с. Время действия УАПВ линий, питаю¬ щих трансформаторы, со стороны высшего напряжения которых^ установлены коротко- . замыкатели и отделители, для обеспечения отключения отделителя в бестоковую пау¬ зу должно быть отстроено от суммарного времени включения короткозамыкателя и отключения отделителя. 2-112. АВТОМАТИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ'НАПРЯЖЕНИЯ НА ТРАНСФОРМАТОРАХ Для поддержания необходимого уровня напряжения у потребителей электроэнергии на ГПП предусматривается комплексная си¬ стема регулирования коэффициента транс¬ формации силовых трансформаторов (рис. 2-178). Система обеспечивает дистанционное или автоматическое управление электропри¬ водами переключателей ответвлений уст¬ ройств регулирования под нагрузкой (РПН). Выбор способа управления осуществляется переключателем SA 1, имеющим три поло¬ жения: 1 — автоматическое; 2 — дистан¬ ционное; 3 — отключено. Дистанционное управление выполняется при помощи ключа SÂ2 или от устройств телемеханики. Автоматическое управление осуществля¬ ется устройством APT, состоящим из блока автоматического регулирования АѴ типа БАР и блока датчика тока ВА типа ДТ5. Помимо основной задачи поддержания за¬ данного среднего значения напряжения на шинах 6—10 кВ ГПП с коррекцией по току нагрузки APT контролирует исправность приводных механизмов и отдельных элемен¬ тов самого автоматического устройства, блокирует регулирование при снижении на¬ пряжения ниже уровня минимального экс¬ плуатационного напряжения, осуществляет пошаговое управление приводными 'механиз¬ мами и их надежный пуск независимо от ко¬ лебаний напряжения на регулируемых шинах. Контролируемое напряжение на блок АѴ подается от двух фаз трансформатора напряжения TV, а токовая компенсация вводится в APT подключением вторичных обмоток трансформаторов тока ТА2 в цепи трансформатора и ТАЗ в цепи секционного выключателя к датчику тока. При установке на стороне НН транс¬ форматора сдвоенного реактора или при на¬ личии расщепленной обмотки НН компенса¬ ция вводится подключением трансформато¬ ров тока каждой из расщепленных ветвей и каждого из двух секционных выключате¬ лей к ВА, конструкция которого позволяет вводить в закон регулирования коррекцию по сумме всех четырех параметров. При под¬ ведении к АѴ фаз а и b трансформатора напряжения для токовой компенсации ис¬ пользуется фаза b трансформаторов тока. Изменение напряжения на регулируемых шинах воспринимается АѴ, который при по¬ вышении напряжения выдает на приводной механизм команду «Убавить» (замыканием контакта KL5), а при понижении напряже¬ ния — команду «Прибавить» (замыканием контакта KL6). Контроль начала и окончания цикла переключения осуществляет реле КІ, по¬ лучающее питание от соответствующих кон¬ тактных элементов привода. Реле срабаты¬ вает после начала цикла переключения и возвращается после его окончания. При застревании устройства РПН якорь реле оста¬ ется подтянутым до снятия питания с при¬ вода. Контроль исправности приводов дости¬ гается логическим анализом последователь¬ ности срабатывания реле KL5 и KL6 и по¬ ложения реле КІ. -Если после срабатывания KL5 или KL6 в течение заданного времени не замкнется контакт КІ в цепи АѴ, то ав¬ томатическим устройством фиксируется не¬ исправность «привод застрял в исходном положении». При этом замыкаются контак¬ ты реле KL4 в.блоке АѴ. Реле KL2 в блоке АѴ срабатывает при неисправности «привод застрял в среднем положении», когда после начала цикла переключения дольше задан¬ ного времени остаются замкнутыми контак¬ ты реле КІ. При всех неисправностях при¬ вода и самого автоматического устройства процесс регулирования прекращается и вос¬ станавливается только после вмешательства эксплуатационного персонала. При достиже¬ нии крайних положений РПН замыканием контактов КМ1 и !<Мп коммутаторов при¬ вода предотвращается ложная блокировка регулирования и появление сигнала неис¬ правности. Регулирование выводится из работы при перегрузке и недопустимом снижении температуры масла (размыкающими контак¬ тами реле К5 — повторителя реле тока ТА и датчика температуры ВТ), а также при потере связи с регулиоѵемыми шинами
щит лу ~звив № Неисправность “°~Ч: цепей регулирования /с muff.no ^pBgÿMpBÿaiiaB BpcKupoBetie Рис. 2-178. Схема автоматического регулирования напряжения на силовом трансформа¬ торе. а — поясняющая схема, цепи тока и напряжения; б — цепи управления: в — цепи сигнализации; Т — трансформатор; ТАІ, ТА2, ТАЗ — трансформаторы тока; TV — трансформатор напряжения; Q1, Q2 — выключатели; АѴ—блок автоматического регулирования типа БАР; ВЛ—датчик тока типа ДТ5; UG — преобразователь; АСЕ логометр типа ЛКМ; SFK SF2 — автоматические выключатели; АВ — приводной механизм; КА—реле тока типа РТ-40; КІ—КЗ, К5 — реле промежуточное типа РП-25: К4 — реле промежуточное типа РП-256; ВТ — датчик температуры типа ДТКБ-48; SA1 — переключатель типа ПМОФ; SA2 — переключатель типа ПМОБ; X — накладка контактная ти¬ па НКР-3. (вспомогательными контактами выключате¬ ля Q1). В схеме рис. 2-17-8 выполнены контроль исправности цепей управления (реле К4) и передача информации дежурному о положе¬ нии устройства РПН с помощью сельсин¬ ной связи для приводов отечественного про¬ изводства и потенциометрической связи с логометром АСЕ — для приводов произ¬ водства Болгарии и ГДР.
2-113. АВТОМАТИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ ОХЛАЖДЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ На ГПП для силовых трансформаторов, оборудованных системой охлаждения типа ДЦ, предусматривается автоматическое уп¬ равление электродвигателями охлаждающих устройств. Для питания электродвигателей отдельных групп охлаждающих устройств, а также их цепей автоматики служат ос¬ новные и дополнительные шкафы типа ШАОТ-ДЦ. Система регулирования выпол¬ няется по типовым решениям института «Энергасетьпроект» и обеспечивает АВР пи¬ тания цепей управления, автоматическое включение в работу необходимого количест¬ ва рабочих охладителей на холостом ходу, при нагрузке 40 и 100% номинальной, ав¬ томатическое включение резервного охлаж¬ дающего устройства при отключении любо¬ го находящегося в работе рабочего, автома¬ тическое включение резервного охлаждаю¬ щего устройства при превышении температуры верхних слоев масла транс¬ форматора, автоматическое отключение трансформатора при отключении всех ох¬ лаждающих устройств и недопустимо высо¬ кой температуры масла через 10 мин при номинальной нагрузке, через 30 мнн — при холостом ходе трансформатора и через 60 мин ■— независимо от нагрузки транс¬ форматора. 2-114. АВТОМАТИЧЕСКАЯ КОМПЕНСАЦИЯ ЕМКОСТНЫХ ТОКОВ ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ Установка дугогасящих реакторов для компенсации емкостных токов замыкания на землю предусматривается для сетей 6—• 10 кВ, содержащих ВЛ на железобетонных и металлических опорах, при токах замыка¬ ния на землю в нормальном режиме рабо¬ ты сети более 10 А, для сетей 6 кВ без ВЛ на железобетонных и металлических опорах, при токах более 30 А, а для тех же сетей 10 кВ — при токах более 20 А. Автомати¬ ческое плавное регулирование - индуктивно¬ сти дугогасящих реакторов позволяет осу¬ ществить их резонансную настройку без от¬ ключения реактора от сети и обеспечить са- мопогасание дуги в месте замыкания на землю, снижает вероятность перехода одно¬ фазного замыкания в многофазное к. з. Для автоматической компенсации ем¬ костных токов замыкания на'землю исполь¬ зуются плунжерные реакторы типа РЗДПОМ (технические данные см. табл. 2-78), в которых плавное изменение индук¬ тивности осуществляется изменением воз¬ душного зазора в магнитной цепи реактора. 2. ПРИМЕР СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДУГОГАСЯЩИМ РЕАКТОРОМ (РИС. 2-178) Настройка реактора L в резонанс с ем¬ костью сети осуществляется автоматическим регулятором (РАНК), воздействующим на реверсивный электропривод плунжера М. На рис. 2-180 показана упрощенная функ¬ циональная схема разработанного’Институ¬ том электродинамики АН УССР для кабель¬ ных сетей регулятора типа Р АНК-2, на базе которого построена схема управления реак¬ тора. Принцип автоматического регулирова¬ ния компенсации основан на измерении' фа¬ зовых углов между напряжением на ДГР Üp и заданным опорным напряжением Доп. Напряжение 17р=0,5—15 'В снимается со вторичной обмотки трансформатора напря¬ Рис. 2-179. Схема управления дугогасящим реактором. а — поясняющая схема; б — принципиальная схема; Q — выключатель в КРУ; Т — трансформатор дугогасящего реактора; L — дугогасящий реактор типа РЗДПОМ; QS — разъединитель; С-—допол¬ нительная емкость; Ш, TV2 — трансформаторы напряжения; U — регулятор настройки; At —дви¬ гатель плунжера; /УИД КМ2 — катушки и контакты магнитного пускателя; SA2 — ключ выбора ре¬ жима; SA/ —ключ управления; SB1, SB2 — кнопки местного управления; SQ/, SQ2, SQ3, SQ4 — путевые выключатели привода и плунжера; КЗ, К4 — реле команд; SF — автоматический выклю¬ чатель.
жения типа НОМ. В качестве опорного на¬ пряжения используется линейное напряже¬ ние Ùon—ÛAB=iOO В шинного трансформа¬ тора напряжения. Сравнение этих двух на¬ пряжений по фазе происходит в фазочувст¬ вительном устройстве Р. При резонансной Рис. 2-180. Упрощенная блок-схема регуля¬ тора типа РАНК-2. вастройке угол между Uon и Up равен 90°. При расстройке контура нулевой последо¬ вательности, состоящего из емкостной про¬ водимости сети и индуктивности реактора, угол между этими двумя векторами изменя¬ ется от 0 до 180°. В этом случае сигнал рассогласования с Р поступает в релейный усилитель А и далее на выходные реле К? (перекомпенсация) или Кі (недокомпенса- ция). Контакты реле Кі или воздейству¬ ют на катушки КМ1 и КМ2 реверсивного магнитного пускателя, который осуществля¬ ет пуск двигателя плунжера. Для стабилизации естественной несим- метрии сети, оказывающей влияние на рабо¬ ту регулятора, к одной из фаз (на рис. 2-179 фаза В) подключается дополнитель¬ ная емкость С. Схемой предусмотрена возможность ручного управления настройкой реактора. При этом ключ выбора режимов ставится в положение 1 или 3 и воздействие на двига¬ тель плунжера осуществляется либо кноп¬ ками местного управления SB1, SB2, либо ключом SA2 со щита управления под¬ станции. 2-115. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ УСТРОЙСТВА ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИКИ СЕТЕЙ 6—10 кВ На базе транзисторных логических эле¬ ментов серии «Логика-Т» Всесоюзным науч¬ но-исследовательским, проектно-конструк¬ торским и технологическим институтом ре- лестроения (ВНИИР) разработаны мо¬ дульные устройства релейной защиты, авто¬ матики, управления и сигнализации серии М для присоединении 6—10 кВ. Кроме логи¬ ческих элементов в состав модулей входят диоды, резисторы, стабилитроны, конденса¬ торы и малогабаритные электромеханиче¬ ские реле, в том числе реле с герметизиро¬ ванными контактами — герконами. Все эти приборы размещаются на платах, как прави¬ ло, с печатным монтажом и покрываются специальным лаком, защищающим от запы¬ ленности и повреждений. Цепи, необходимые для связи модуля с другими модулями, ко¬ мандоаппаратами, трансформаторами тока и т. п., выведены на штепсельный разъем. Благодаря своей конструкции и схеме соеди¬ нений модуль является достаточно простым функциональным блоком. Всего в составе серии М разработано 28 типов модулей (табл. 2-191). Необходимый для конкретного присо¬ единения набор модулей помещается в ме¬ таллическую оболочку — кассету. Каждый модуль закрепляется в кассете специальным установочным винтом. При этом колодка штепсельного разъема соединяется с его от¬ ветной частью, расположенной на задней стенке кассеты. Путем соединения пайкой соответствующих выводов разъемов на кас¬ сете осуществляется межмодульный мон¬ таж и подключение внешних проводов (жгу¬ та), идущих на ряды зажимов камеры КРУ. Таким образом, из отдельных функциональ¬ ных модулей собирается необходимая схе¬ ма вторичных соединений, и кассета стано¬ вится комплектным устройством защиты, автоматики, управления, сигнализации при¬ соединения 6—10 кВ. Релейная защита на модулях серии М имеет некоторые особенности построения; Модули токовых зашит подключаются к се¬ рийным измерительным трансформаторам тока через согласующие элементы — блоки трансформаторов серии ВТ. Эти блоки слу¬ жат для разделения цепей трансформаторов тока и модулей и отличаются числом охва¬ тываемых фаз, а также исполнением по току, срабатывания (табл. 2-192). Действие модульных релейных защит на отключение выключателя осуществляет¬ ся, как правило, через общее реле отклю¬ чения в модуле питания МП-901. Для этого бесконтактные выходы модулей защит (так условно называются выходы на напряжение- 24 В) подключаются к диодному входу ре¬ ле отключения. Контакт этого реле замыка¬ ет цепь электромагнита отключения выклю¬ чателя. Релейные защиты, установленные вне шкафа КРУ данного присоединения, воздействуют на приемные герконы в моду¬ ле питания или в модуле сигнальных уст¬ ройств МВ-905. Работа этих реле аналогич¬ на действию выходных реле защиты в мо¬ дулях кассеты данного присоединения. На рис. 2-181 показан пример выполне¬ ния токовых защит асинхронного электро¬ двигателя мощностью до 5000 кВ, не под¬ верженного перегрузке. Для защиты от мно¬ гофазных к. з. используется модуль М3-130, который содержит два измерительных орга¬ на, построенных на базе релейных транзис¬ торных -элементов А1 и А2 (типа Т-205), включенных по логической схеме ИЛИ. Мо¬ дуль подключается к двухфазному блоку трансформаторов типа БТ-02. Срабатывание защиты фиксируется сигнальным узлом (ре¬ ле К2 и сигнальная лампа HL).
Таблица 2-191 Модули защиты, автоматики, управления и сигнализации серии М Тип модуля Назначение М3-125 М3-1.26 М3-127 М3-128 М3-129 М3-130 М3-131 М3-132 М3-133 М3-134 М3-202 M3-301 M3-302 МЗ-ЗОЗ M3-304 МЗ-501 МА-301 и МА-302 МА-901 МР-601 МВ-901 МВ-902 МВ-903 МВ-904 МВ-905 МВ-906 МУ-901 МП-901 Защита максимального тока в двухфазном исполнении с двумя органами выдержки времени Защита максимального тока в трехфазном исполнении с одним органом вы¬ держки времени Защита максимального тока в трехфазном исполнении без выдержки вре¬ мени Защита максимального тока в однофазном исполнении с одним органом вы¬ держки времени на срабатывание и одним органом выдержки времени на возврат (может быть использован в качестве упрощенной защиты синхронно¬ го двигателя от асинхронного хода) Защита максимального тока в двухфазном исполнении с одним органом вы¬ держки времени Защита максимального тока в двухфазном исполнении без выдержки вре¬ мени Защита максимального тока в однофазном исполнении с одним органом вы¬ держки времени Защита от однофазных и двойных замыканий на землю генераторов и элек¬ тродвигателей, работающих в сетях с малыми токами замыкания на землю Защита электродвигателя от коротких замыканий и перегрузки с зависи¬ мой от тока характеристикой выдержки времени Селективная сигнализация однофазных замыканий на землю в сетях с ком¬ пенсированной нейтралью (аналог УСЗ-2/2) Дифференциальная защита электродвигателей и понижающих трансфор¬ маторов в трехфазном исполнении Комбинированный пуск токовых защит по напряжению Групповая защита минимального напряжения, а также форсировка воз¬ буждения электрических машин Контроль исправности цепей напряжения Защита максимального напряжения нулевой последовательности Направленная защита от однофазных замыканий на землю в сетях с изо¬ лированной нейтралью с суммарным емкостным током от 0,2 до 20 А (ана¬ лог ЗЗП-1) Контроль напряжения в схемах АВР Устройство однократного АПВ Реле понижения частоты Один орган выдержки времени Два органа выдержки времени Три органа выдержки времени Устройство аварийно-предупреждающей сигнализации Сигнализация срабатывания устройств защиты Образование «мигающего света», используемого в схемах сигнализации Сигнализация и управление выключателями и согласование выходных це¬ пей модулей комплектного устройства с цепями управления выключателя Преобразование напряжения постоянного тока 24 В в стабилизированные напряжения питания 12 В, смещения 6 В и согласование выходных цепей мо¬ дулей комплектного устройства с цепями отключения выключателя Защита от замыканий на землю в об¬ мотке статора выполняется с использовани¬ ем модуля M3-132, подключенного к транс¬ форматору тока нулевой последовательно¬ сти. В модуле осуществлена защита от одно¬ фазных замыканий с выдержкой времени и токовая отсечка от нулевой последователь¬ ности, действующая при двойных замыка¬ ниях на землю без выдержки времени. При возникновении однофазного замы¬ кания иа землю измерительный орган, вклю¬ чающий в себя согласующий трансформатор Т1, резисторы R2 и R4, выпрямительный мост и нуль-индикатор А1 типа Т-207, за¬ пускает орган выдержки времени (А2, С5, R5). По истечении 0,5—1,5 с включается выходное реле К1, подавая через диод VD1 сигнал на отключение электродвигателя. Действие защиты от двойных замыканий на землю (Т2, R3, A3, К2) аналогично ра¬ боте отсечки.
Таблица 2-192 Блоки трансформаторов и вспомогательное устройство для модулей серии М Тип блока трансформаторов и вспомогательного устройства Тип модулей (для которых предна¬ значены блоки и ВУ) БТ-21, БТ-41, БТ-51, БТ-61 БТ-22, БТ-42, БТ-52, БТ-62 БТ-23, БТ-43, БТ-53, БТ-63 БТ-101, БТ-102, БТ-211, БТ-212, БТ-213, БТ-42, БТ-222, БТ-223 БТ-9 ВУ-05 МЗ-128, М3-131 МЗ-125, М3-129, М3-130 МЗ-126, М3-127 М3-133 МЗ-202 МЗ-501 Рис. 2-181. Схема модульной защиты асинхронного электродвигателя мощностью до 5000 кВт, . а =. поясняющая схема; б — цепи защиты; I — цепь отключения; II — съем сигнала; III — опробо- вание сигнальной лампы; IV — вызов сигнала. 2-116. САМОЗАПУСК ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ Кратковременное нарушение электро¬ снабжения при отсутствии самозапуска вы¬ зывает массовое отключение электродвига¬ телей. Самозапуск заключается в том, что при восстановлении электроснабжения после кратковременного нарушения электродвига¬ тели автоматически восстанавливают свой нормальный режим работы. Отличительные особенности самозапуска по сравнению с обычным пуском — одновременно пускается группа электродвигателей; в момент восста¬ новления электроснабжения в начале само¬ запуска часть или все электродвигатели вращаются с некоторой частотой; самоза¬ пуск обычно происходит под нагрузкой. Са¬ мозапуск электродвигателей приводит к до¬ полнительным потерям напряжения и, как следствие, к уменьшению возможных момен¬ тов вращения электродвигателей. При кратковременном нарушении элек¬ троснабжения самозапуск обычно допустим как для самих механизмов, так и для их электродвигателей. За время действия ре¬ лейной защиты или сетевой автоматики ос¬ таточное напряжение асинхронных электро¬
двигателей в зависимости от их мощности частично или полностью затухает. Исключение составляют быстроходные электродвигатели, большой мощности (2000 кВт и более), у которых остаточное напряжение затухает медленнее, вследствие чего при мгновенном восстановлении пита¬ ния результирующее напряжение сети и электродвигателей может достигнуть 1,7—- 1,8 номинального значения. При наличии та¬ ких электродвигателей, если сопротивление сети мало, устройство АПВ или АВР реко¬ мендуется осуществлять с временем дейст¬ вия не менее 0,8—1,0 с. Промышленные механизмы, обычно участвующее в самозапуске, могут быть разделены на две группы: механизмы с постоянным моментом сопротивления, не за¬ висящим от скорости (шаровые мельницы, транспортеры, конвейеры, дробилки и дру¬ гие механизмы, у которых основным момен¬ том сопротивления является момент тре¬ ния); механизмы с переменным ‘моментом сопротивления, зависящим от частоты вра¬ щения (вентиляторы, центробежные насо¬ сы, дымососы, у которых момент сопротив¬ ления нелинейно возрастает с ростом часто¬ ты вращения). Самозапуск для механизмов с возраста¬ ющим при росте частоты моментов сопро¬ тивления обеспечивается легче, чем для ме¬ ханизмов с постоянным моментом сопротив¬ ления. Если невозможно обеспечить самоза¬ пуск всех электродвигателей, то в первую очередь необходимо обеспечить самозапуск для ответственных механизмов, отключение которых по условиям технологии производ¬ ства недопустимо. Расчет самозапуска асинхронных дви¬ гателей. Определение возможности само¬ запуска асинхронного двигателя в итоге сво¬ дится к решению двух вопросов: к установ¬ лению достаточности момента вращения электродвигателя с учетом пониженного при этом напряжении и определению дополни¬ тельного нагрева электродвигателя, вызван¬ ного удлиненным временем разгона. При расчете самозапуска необходимо определить: выбег за время нарушения элек¬ троснабжения; сопротивление электродвига¬ телей и сети; напряжение и избыточный мо¬ мент электродвигателей; время самозапус¬ ка и дополнительный нагрев. Механическая постоянная времени ме¬ ханизма и электродвигателя определяется выражением, с, т„Ъ 7 0 s (2-373) а 91РН где J — момент инерции механизма и элек¬ тродвигателя, приведенный к валу электро¬ двигателя, т-м2; п0 — синхронная частота вращения электродвигателя, об/мин; Ря — номинальная мощность * электродвигателя, кВт. Выбег за время Нарушения электроснаб¬ жения для механизмов с постоянным момен¬ том сопротивления определяется выраже¬ нием п = 1 — тс ~ з (2-374) ■< а где п — частота вращения, до которой про¬ исходит выбег; отн. ед.; тс момент сопро¬ тивления механизма, отн. ед.; — время нарушения электроснабжения, с. Выбег для механизмов с вентиляторным моментом сопротивления определяется по универсальным кривым, приведенным на рис. 2-182. Напряжение самозапуска при питании от источника бесконечной мощности (рис. 2-183) определяется по следующим выра¬ жениям: Рис. 2-182. Кривые выбега для механизмов с нелииейно-возрастающим ростом ско¬ рости моментом сопротивления. Схема. Схема. Рис. 2-183, Схема питания. с учетом активного сопротивления г/= th 2д-н , V(ГЯ + Гд.н) - + (* + Яд,н)2 (2-375)
где х=хс+хт+хл; ' (гд~Ьіхп) (гн~ЬІхн) , . Я’Н ~ (Гд+'н) +/(хд+хн) - Г^+1Х^’ хд — гд sin ç>; Гд = гя cos <р; Xg == SÎÎ1 Ç)J COS Ç)J S6U2H S6uj гд~ snul ’ Zr sbu2' Пусковая мощность Sn при номиналь¬ ном напряжении определяется выражением, кВ-А, ' S' = —. (2-376) cos <J)H Î]H Кратность пускового тока электродвига¬ теля при скольжении s k' k . (2-377) /чм В выражениях (2-375)—(2-377): •So — базисная мощность, кВ*A; U — напря¬ жение на зажимах электродвигателя при самозапуске, отн. ед.; t/H — номинальное напряжение электродвигателя, кВ; ГД — на¬ пряжение источника питания, отн. ед.; Ug — базисное напряжение, кВ; гд, zn, 2Д}Н — пол¬ ные сопротивления электродвигателя, на¬ грузки и эквивалентное электродвигателей и нагрузки, отн. ед.; хс, %т, хл, хд, хп, хд,Е — индуктивные сопротивления системы, трансформатора, линии, электродвигателей, нагрузки и эквивалентное электродвигате¬ лей и нагрузки, отн. ед.; гл — активное со¬ противление линии, отн. ед.; гд — то же электродвигателей, отн. ед.; гЕ — то же на¬ грузки, отн. ед/, гд.е — то же эквивалентное электродвигателей и нагрузки, отн. ед.; Рн — номинальная мощность электродвига¬ телей, кВт; г)н — номинальный к. п. д. элек¬ тродвигателей; cos — номинальный ко¬ эффициент мощности; cos <р — коэффициент мощности при самозапуске; s — скольжение в начале самозапуска: sK — критическое скодьжение; k — кратность пускового тока по каталогу; без учета активного сопротивления ■ 17 = Ui—, (2-378) *+*д,н ГДе . XRXB ХЯ— „ _,2 : ■ѴД,н— StlU6 хд+хн Напряжение при самозапуске приведено к номинальному напряжению двигателя. Со¬ противления сети и электродвигателей при¬ водятся к базисной мощности и напря¬ жению. Активным сопротивлением можно пре¬ небречь, если соблюдается следующее ус¬ ловие: ГЛ < У [ 1 э 02 (ЛД,Н~І~Х)2 гд,н • (2-379) По условию необходимого момента вра¬ щения самозапуск обеспечивается, если удовлетворяются следующие условия: для механизмов с постоянным моментом сопротивления П2тд^ 1, 1тс; для механизмов с вентиляторным мо¬ ментом сопротивления £/2/дм > 1, ІтСі где тд — минимальный момент вращении электродвигателя, отн. ед.; тм — максималь¬ ный момент электродвигателя, отн’ ед.; тс — момент сопротивления механизма при номинальной скорости, отн. ед. Время самозапуска te определяется следующим выражением: при постоянном избыточном моменте электродвигателя *с = Та— ,■ (2-380) ти где 5нч — начальное скольжение самоза¬ пуска; /Ии — избыточный момент электро¬ двигателя, отн. ед.; при переменном избыточном моменте и начальном скольжении s >0,5 іс = х —Sf~L +-—! -іп-^- , тя,і 2(/ИИ1з /Ии,2/ 7Ии 2 (2-381) где si — скольжение при sH4^0,5; ти,і — избыточный момент при s=l, отн. ед.; /Инч — то же при s=0,5 отн. ед.; /пи,з — то же при критическом скольжении, отн. ед. При самозапуске с начальным сколь¬ жением s^0,5 время самозапуска составит: ‘с — ‘а , , *** , тп.з — ти,2 тяЛ (2-382) где s2 — скольжение при sB4^0,5; /пи,2 — избыточный момент в начале самозапуска, отн. ед.; /ии,3 —то же в конце самозапус¬ ка, отн. ед. Дополнительный нагрев статорной об¬ мотки электродвигателя при самозапуске <«/■( ь2-1) - А’=—Ï»—■ где /н — плотность тока в обмотках, А/мм2; k — кратность пускового тока; Ат — допол¬ нительный нагрев статорной обмотки, °C. Дополнительный нагрев допускают 135°С. Проверку дополнительного нагрева
практически следует производить при дли¬ тельности самозапуска свыше 20 с. Нагрев стержней ротора при самоза- пуске А;тс,п T = 0,78G ' где т — нагрев стержней ротора, °C; Отс.п — средний пусковой момент, кВт; G — масса стержней ротора, кг. Для одноклеточных асинхронных двига¬ телей допустимый нагрев ротора равен 250°С и для двухклеточных 300°С. Выра¬ жение (2-384) предусматривает один пуск из горячего состояния или два пуска из хо¬ лодного состояния. Нагрев ротора практически следует проверять при длительности самозапуска более 10 с. Расчет самозапуска синхронных дви¬ гателей. Определение выбега и напряжения синхронных двигателей производится тем же методом, что и для асинхронных. Ток само¬ запуска определяется по характеристике 1— =f(s). По условию необходимого момента вращения обычно наиболее тяжелой являет¬ ся зона входного момента, (s=0,02 4-0,08). Для доведения электродвигателя до крити¬ ческого скольжения необходимо, чтобы входной момент с учетом пониженного на- прижения удовлетворял следующему соот¬ ношению: „ 0,055тс mBKU1 2 > — ; (2-385) SK 1 / с— 0,6»гс sK = 0,0(5 I/ м,с ■-—- , (2-386) ’г ? а где sK — критическое скольжение; тс — момент сопротивления механизма, отн. ед.; mBz— входной момент при s=0,05 отн. ед.; U — напряжение на зажимах двигателя при самозапуске, отн. ед.; тм,с — максимальный синхронный момент, отн. ед. Время, в течение которого при наруше¬ нии электроснабжения синхронный двига¬ тель не выйдет за пределы критического скольжения, с, 0,06 ,/• <н— ' г ?а(тм,с—0,6znc) , (2-387) где піт — тормозной момент, отн. ед. Для увеличения критического скольже¬ ния во время самозапуска необходимо мак¬ симально использовать форсировку возбуж¬ дения. Асинхронный момент синхронного дви¬ гателя определяется выражением, отн. ед. t/3 / 1 1 \ sT'd -2соЗЧ)нПн |Д xd ~ xd J l+(s7d)24 1 1 \ sT°d J_\ x'a. xd / xqj (2-388) где ха — синхронная реактивность по про¬ дольной оси, отн. ед.; xd — переходное ин¬ дуктивное сопротивление по продольной оси, отн. ед.; xd —то же сверхпереходное, оти. ед.; хд — синхронная реактивность по по¬ перечной оси, отн. ед.; xq —то же сверхпе¬ реходная, оти. ед.; Td — постоянная време¬ ни обмотки возбуждения при замкнутой об¬ мотке статора, рад.; Td —то же демпфер¬ ной обмотки по продольной оси, рад;; Tq — то же по поперечной оси, рад. В выражении (2-388) за базисные еди¬ ницы приняты номинальные значения тока, напряжения и полной мощности на зажимах двигателя. К началу самозапуска обмотка возбуж¬ дения синхронного двигателя оказывается непосредственно присоединенной к возбуди¬ телю (глухое подключение). При этом во многих случаях асинхронный момент пони¬ жается по сравнению с-моментом при раз¬ рядном сопротивлении. Асинхронный момент при глухом под¬ ключении и отсутствии возбуждения опреде¬ ляется выражением, отн. ед., ота,г = № 1 та — 2cos<paT]H 0,09 3?; sTd 1 1+0,008 (s?;)2 ■ i+y)2J’ (2-389) где тй,т — асинхронный момент при глухом подключении, отн. ед.; та — то же при раз¬ рядном сопротивлении, отн. ед. Величину Ат изменения mBZ можно установить, пользуясь номограммой, приве¬ денной на рис. 2-184. В этом случае асин¬ хронный момент (Ат \ та — 1. (2-390) Он cos *Рн / Если при этом входной момент оказы¬ вается недостаточным для самозапуска, не¬ обходимо произвести ресинхронизацию. При самозапуске синхронных двигате¬ лей в ряде случаев следует проверять воз¬ можность их несинхронного включения по условию допустимой кратности тока. Время, в течение которого угол сдвига фаз между э. д. с. двигателя и сети дости¬ гает 180° (противофазы), с, /■у t =0,142 1/ —- . (2-391) V тс Обычно это время 0,3—0,6 с, поэтому проверка ведется из расчета, что э. д. с. дви¬ гателя может находиться в противофазе напряжению сети.
Рис. 2-184. Номограмма для определения изменения асинхронного момента при глу¬ хом подключении. Ток несинхронного включения при само- запуске одного двигателя E + U 2,1 <Н.С — „ П S ха+хс ха + хс (2-392) где Е — э. д. с. синхронного двигателя, при¬ нимаемая 1,05, отн. ед.; хс—индуктивное сопротивление сети, отн. ед.; 7нс — ток не¬ синхронного включения двигателя, отн. ед.; U — наприжение сети, принимаемое 1,05 отн. ед. Ток несинхронного включения одного двигателя: при самозапуске группы двигателей 7НС = ——г; <2-393^ " /. . хс \ xd 1+— \ s / при самозапуске одинаковых двигате¬ лей: = (2-394) xd + хсп где х”э —эквивалентное сопротивление группы двигателей, отн. ед.;- п — число дви¬ гателей в группе. Условие допустимости несинхронного включения: 7 ^<1,05й, (2-395) k — допустимая кратность тока несинхрон¬ ного включения по отношению к току трех¬ фазного к. з. у двигателя. Для двигателей, не допускающих пуск от полного напряжения сети, k—l. Для син¬ хронных двигателей, допускающих пуск от полного напряжения менее 2000 кВт, можно принимать 1,05 k=1,7. При этом про¬ верка производится для наибольшей мощно¬ сти источников питания, наименьшего сопро¬ тивления сети и минимального числа под¬ ключенных электроприемников. Для более мощных синхронных двига¬ телей вопрос о допустимом токе несинхрон¬ ного включения и о возможности самоза¬ пуска с глухим подключением возбудителя должен согласовываться с заводом-изгото¬ вителем. В табл. 2-193 приведены данные о параметрах синхронных двигателей. Обеспечение самозапуска. При невоз¬ можности обеспечить самозапуск всех элек¬ тродвигателей самозапуск ответственных механизмов должен быть обеспечен за счет временного отключения неответственных. Для обеспечения самозапуска к релей¬ ной защите и сетевой автоматике предъяв¬ ляются следующие требования: минималь¬ ное время отключения при к. з. и действия АВР (защита должна быть отстроена от то¬ ков самозапуска, отстройка производится по току и по времени; .защиту минимально¬ го напряжения для электродвигателей, под¬ лежащих отключению во время самозапус- ка, рекомендуется принимать с выдержкой времени 0,5—1,0 с). Для электродвигателей участвующих в самозапуске, защиту минимального напря¬ жения следует принимать с выдержкой вре¬ мени 2—10 с. Для создания наиболее благоприятных условий для самозапуска рекомендуется: широкое внедрение синхронных двигателей
Таблица 2-193 Типичные параметры синхронных двигателей, отн. ед., и постоянные времени, с Параметр В неявнопо¬ люсных тур¬ бодвигателях В явнополюсных двигателях п 0,09 0,24 xd 0,07—0,14 ' 0,13—0,35 г 0,13 0,37 xd 0,12—0,21 0,2—0,45 Xd 1,3 1,15 0,95—1,9 0,6—1,45 1,3 0,7 0,92—1,9 0,45—1,0 Х2 п 0,25 xd 0,13—0,35 Xn 0,045 0,14 0,01—0,08 0,02—0,2 5 2,7 2,8—10,0 1,5—9,5 т" 0,035 0,01 d 0,02—0,05 0,002—0,05 0,45 0,51 Td 0,3—0,9 0,4—1,4 Примечание. В числителе даны средние значения, в знаменателе — пределы изменений. Механическая постояннаявременипо (2-373): Jno 2,75-1872 T’a = — = - = 2,8 с. 91 Р„ 91-380 Выбег по (2-374): Индуктивное сопротивление источника питания и трансформатора _W=0>ffi5; ST 100 100-3,2 X = хс + хт = 0,016 + 0,055 = 0,071. Расчетная пусковая мощность, индук¬ тивное сопротивление электродвигателей и напряжение при самозапуске (2-376), (2-378): в начале самозапуска т]н cos <рн 0,88-0,8 Saul 5-3240-6,32 хп 0,179 f-f — = 1,03 ’ хд + х 0,179 + 0,071 = 0,74; с использованием форсировки возбуждения для повышения уровня напряжения и обес¬ печение вхождения в синхронизм во время самозапуска; секционирование РУ для уменьшения общей мощности электродви¬ гателей, одновременно участвующих в са¬ мозапуске. Примеры расчета самозапу¬ ска: 1. К трансформатору 3200 кВ-А, 10/6 кВ подключено пять синхронных дви¬ гателей типа ДС-213/34-32, которые приво¬ дят в движение мельницы для измельчения руды. Проверить возможность самозапуска при действии АВР в сети 10 кВ. Время на¬ рушения электроснабжения 1,35 с. Парамет¬ ры электродвигателей: Pu=380 кВт: і/н = 6 кВ; cos<pH = 0,8; пв = 187 об/мин; тп == 2,05; т] = 0,88; иБХ=І,3; /п = 6,85; ^м,с = 3,0; /лма = 2,85; k' принимается по характеристике электро¬ двигателя при скольжении 0,1: -5ц P.,k' 380-3 —S = = 1620 кВ-А; î]HCos<pH 0,88-0,8 е г;2 ХД — 9 5Л Хд ï/ = ï/f Хд + X 3200-62 „ —0,358; 5-1620-6,32 = 1,03 0,358 0,358 + 0,071 = 0,86. Входной момент при глухом подключе¬ нии по (2-390) /иа,г — [72 та 1,3 Ат î]Hcos<pH = 0,86?Х 0,31 \ ~0,88-0,8 / = 0,63. 7^=109 рад, момент инерции механиз¬ ма и электродвигателя 2,75 Т-м2. Момент сопротивления механизма тс=0,8. Мощ¬ ность к. з. в сети 10 кВ SK=200 МВ-А. Ат определено по номограмме рис. 2-184. Входной момент при глухом подклю¬ чении недостаточен для обеспечения само¬ запуска. Проверим достаточность момента при разрядном сопротивлении:
Критическое скольжение (2-386) „ 1 / тм,с 0,6тс *-«.«+ т. = = 0,06 1 f ..■3’°~.0,6'0’8.. = о,057; у 2,8 согласно (2-385) 0,055mc SK 1,3-0,862> Избыточный момент: 0,055-0,8_ 0,057 ' 2. К шииам подстанции 10 кВ подклю¬ чено три синхронных двигателя типа СТД 1600-2, 1600 кВт, 1850 кВ-А, 10 кВ, xd — =0,134. Двигатели допускают прямой пуск от полного напряжения сети. Мощность к. з. в сети 10 кВ SK =260 МВ-А. Проверить допустимость самозапуска по условию не¬ синхронного включения при действии сете¬ вой автоматики. За базисную мощность принимаем мощность двигателя. Индуктивное сопротивление питающей сети: в начале самозапуска _ 1,85-10,52 S” и2 ~ 260-ІО2 “к17 б 0,0078. тиі = m& Ui — mc = 2,6-0,74? — 0,8=0,63; при скольжении 0,05 = »гвхі72 — mc = 1,3-0,862- — 0,8 = = 0,16. Ток несинхронного включения двигате¬ ля при самозапуске трех двигателей соглас¬ но (2-394) 2,1 2,1 /нС х'+пх 0,134 + 3-0,0078 Время самозапуска tc = Та - Іп-^- = 2,8Х W1 ~~~ mli2 = 13,4; /нсх"<1,7; 13.4-0,134 > 1,7. Дополнительный нагрев по (2-384): *с/н(А2- 1) 3,1-62(62- 1) Лт = = = 150 150 = 26°С. Из расчета следует, что самозапуск возможен как по условию необходимого из¬ быточного момента, так и по условию до¬ пустимого дополнительного нагрева. Ток несинхронного включения двигате¬ ля при самозапуске одного двигателя со¬ гласно (2-392) Ъ + хс 0,134 + 0,0078 14,8-0,134>1,7. По условию несинхронного включения в данном случае самозапуск недопустим. Для обеспечения самозапуска необходимо пред¬ варительно ресинхронизировать и погасить возбуждение до 0,5Е. М. УПРАВЛЕНИЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯМИ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ, ПРЕДУПРЕЖДАЮЩАЯ И АВАРИЙНАЯ СИГНАЛИЗАЦИЯ 2-117. СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯМИ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ Требования, предъявляемые к схемам управления, перечисленные ниже, определя¬ ются типом выключателя (масляный, элек¬ тромагнитный или воздушный) и типом при¬ вода (пружинный, электромагнитный). 1. Командный импульс на включение или отключение должен быть кратковремен¬ ным и автоматически сниматься после за¬ вершения операции. Такое действие схемы обеспечивается вспомогательными контак¬ тами привода выключателя, включенными в цепи электромагнита отключения и проме¬ жуточного контактора выключателя (или электромагнита включения для воздушных выключателей). При питании электромагни¬ та отключения от предварительно заряжен¬ ных конденсаторов вспомогательные кон¬ такты в цепь не вводятся, так как исключе¬ на возможность длительного обтекания его током опасного значения. 2. Должна быть предусмотрена блоки¬ ровка от «прыгания», т. е. от многократного включения выключателя на к. з. В схемах управления выключателей с электромагнитным приводом и воздушных выключателей на постоянном (выпрямлен¬ ном) оперативном токе предусматривается релейная блокировка от «прыгания» с помо¬ щью промежуточного реле KL1 (рис. 2-185). Реле имеет рабочую токовую обмотку, включенную в цепь электромагнита отклю¬ чения и удерживающую обмотку напряже¬ ния. Если при включении выключателя про¬ изойдет отключение его от защиты, то реле сработает и будет удерживаться обмоткой напряжения через контакт ключа управле¬ ния SA, разрывая своим размыкающим
Шинка управления - и автомат ЦепиАПВ Реле Планировка от„орыгания" Цепь Включения Цепа- . отключения Реле фиксации: Включенного положения Выключателя Цепь электромагнита. Включения Шампы ■ сигнализации положения Выключателя Сигнал „ /Юарийяое отключение” Сигнал ОВрыВ цепей управления” Рис. 2-185. Схема управления выключателем с электромагнитным приводом на посто¬ янном (выпрямленном) оперативном токе. ,,„ѵ _ШУ — шинки управления; +ШЛ, — ШП — шинки питания электромагнита включения; —шинка сигнализации; (,;ШС — «темная» шинка сигнализации; © ШМ — шинка мигающего света; ШЗА — шинка звуковой аварийной сигнализации; ШЗП — шннка звуковой "Редупдевдающ й сигнализации- У АТ УД С — электромагниты отключения и включения выключателя, КМ проме жуточиый контактор включения КМВ-621; KQT KQC — реле контроля цепей отключения ния РП-23- Ri R2 — резисторы ПЭВ-50, 1000 Ом; £3 — резистор ПЭВ-25, 3S00 Ом, Ri — резистор ПЭ-50, 1 (Эм; SF1, SA2—автоматические выключатели АП-50;KL1— реле блокировки от «прыга¬ ния» РП-232; KQ — реле промежуточное двухпозиционное РП-8; КН-— реле указательное РУ-21/0,13 HLG лампа сигнализации положения «Отключено» AC-220; HLR — лампа сигнализации поло¬ жения «Включено» АС-220; SA — ключ управления ПМОВ-112222/П-Д55. Обозначения положения ключа SA: I — отключить; 2 — нейтральное; 3 — включить. контактом цепь включения выключателя на все время действия команды на включение. В схемах с пружинными приводами иа перетекай» енердтиннем. тоже Стажировка от «прыгания» осуществляется блокирова¬ нием цепи электродвигателя завода пружи¬ ны привода контактом реле КТ1 (рис. 2-186). 3. При постоянном (выпрямленном) оперативном токе должен предусматривать-
Шити управления Реле АЧР а автомат Цель Включения Цепа АПВ Цепь отключения Реле фиксации недолетного АВВ Реле фиксации pu Воты АУР ЭлектроВВаватвль зиВоВа прджан Шинка сигнализиции Аварийное отключе¬ ние Выключателя Неисправность цепей управления Вткиз частотно во АПВ Лампа „Указитель не паВият" Рисе. 2-186. Схема управления выключателем с пружинным приводом (ПП-67) на пе¬ ременном оперативном токе. ~1ШУ, ~2ШУ шинки управления; ~ 1ШС — шинка сигнализации; ШЗА — шиика звуковой ава¬ рийной’ сигнализации; ШЗП — шинка звуковой предупреждающей сигнализации; ШАЧР, ШАЗ — шинки цепей автоматической частотной разгрузки (АЧР);«£)ШС— «темная» шинка сигнализации; К47, ЧАС — электромагниты отключения и включения выключателя; Q1 — вспомогательные кон¬ такты привода, связанные с валом выключателя; Q2 — вспомогательный контакт включающей пру¬ жины выключателя замкнут при незаведенной пружине; Q3 — вспомогательный контакт привода замкнут прн отключенном выключателе и заведенной пружине; Q4 — вспомогательный контакт привода для аварийной сигнализации замкнут при отключении выключателя от защиты; ХВІ, ХВ2 — накладка контактная НКР-3; SF — автоматический выключатель АП-50; KL1 — реле про¬ межуточное РП-25; K.Q1, KQ2 — реле промежуточное двухпозиционное РП-9; КШ, Кп2 — реле указательное РУ-21/0,5; КПЗ, КП4, КН5 — реле указательное РУ-21/0,15. ся контроль цепи отключения, а также це¬ пи включения для ответственных элементов (например, линий электропередачи напряже¬ нием 110 кВ и выше, мощных трансформа¬ торов связи) и выключателей, включающих¬ ся под действием автоматики.’Контроль осу¬ ществляется с помощью реле KQT и KQC (рис. 2-185). 4. Должна быть предусмотрена сигна¬ лизация положения выключателя, а также сигнализация изменения положения выклю¬ чателя‘от действия устройств защиты и ав¬ томатики, отличная от сигнализации поло¬ жения прн преднамеренных оперативных пе¬ реключениях. Для сигнализации положения выключа¬ теля используются лампы, включаемые че¬ рез контакты реле контроля цепей или через
вспомогательные контакты выключателя. Для сигнализации изменения положения вы¬ ключателя от действия устройств защиты и автоматики в схемах-на переменном опера¬ тивном токе используются контакты указа¬ тельных реле соответствующих устройств (рис. 2-186), а в схемах на постоянном (вы¬ прямленном) оперативном токе — мигание лампы сигнализации отключенного положе¬ ния HLG (рис. 2-185, 2-187). В последнем Рис. 2-187. Схема установки мигающего света. случае схема строится на несоответствии между положением реле фиксации вклю¬ ченного положения KQ («Включено», «От¬ ключено») и положением’ выключателя и реле контроля цепей KQT («Отключено», «Включено»). Лампа HLG в положении не¬ соответствия получает питание от шинки мигающего света ( + ) ШМ. Для получения мигающего света исполь¬ зуется пульс-пара из двух реле K.L1, RL2 (рис. 2-187). В положении несоответствия на реле KL1 подается напряжение через шину (+) ШМ и соответствующую лампу сигна¬ лизации HLG. Реле KL1 срабатывает и своим замыкающим контактом подает «плюс» на шинку (+) ШМ, вследствие чего сигнальная лампа загорается. Одновремен¬ но реле KL1 другим контактом включает ре¬ ле KL2, которое своим размыкающим кон¬ тактом разрывает цепь катушки реле /(£/, Реле KL1 отпадает с выдержкой времени и размыкает цепь сигнальной лампы и реле KL1. Сигнальная лампа гаснет, реле K,L2 отпадает с выдержкой времени и замыкает цепь катушки KJL1. Схема возвращается в исходное положение н весь цикл повторя¬ ется сначала. Выдержки времени реле дол¬ жны быть подобраны так, чтобы мигание лампы было заметно для глаза оператора. 2-118. СХЕМЫ ПРЕДУПРЕЖДАЮЩЕЙ И АВАРИЙНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ Предупреждающая сигнали¬ зация. Предназначена для оповещения обслуживающего персонала о нарушениях нормального режима работы отдельных ча¬ стей установки или установки в целом, тре¬ бующих принятия мер для их устранения (например, перегрузка, работа газовой за¬ щиты и повышение температуры масла трансформаторов, нарушение изоляции, об¬ рыв цепей управления н т. п.). Индивиду¬ альные цепи предупреждающей сигнализа¬ ции должны иметь указательное реле, по которым могут быть определены характер н место возникновения повреждения. Сиг¬ налы подаются от реле, фиксирующих изме¬ нение нормального режима (токовое реле перегрузки, газовое реле, контактный тер¬ мометр, реле контроля изоляции и др.) с выдержкой времени. Выдержка времени может быть индивидуальной [обычно в схемах на постоянном (выпрямленном) оперативном токе] или централизованной (в схемах на переменном оперативном токе). Аварийная сигнализация. Аварийное отключение выключателей долж¬ но сопровождаться индивидуальным сигна¬ лом — световым (мигание лампы сигнали¬ зации положение «отключено»), применя¬ емым в схемах на постоянном (выпрямлен¬ ном) оперативном токе, либо с помощью указательного реле в цепи аварийного сиг¬ нала в схемах на переменном оперативном токе. Ручные и пружинные приводы имеют аварийные вспомогательные контакты, ко¬ торые используются для сигнализации ава¬ рийного отключения. При электромагнитных приводах и для воздушных выключателей цепь сигнала аварийного отключения обра¬ зуется через размыкающий вспомогатель¬ ный контакт выключателя и контакт реле фиксации положения выключателя, замкну¬ тый в положении выключателя «Включено» и при отключении его от защиты (цепь не¬ соответствия). Сигналы передаются без вы¬ держки времени. Схемы индивидуальных цепей преду¬ преждающей и аварийной сигнализации приведены на рис. 2-186 и 2-187. Для получения обшего звукового сиг¬ нала и вызова дежурного (для объектов без постоянного дежурства персонала) индиви¬ дуальные сигналы воздействуют на схему центральной сигнализации объекта. Цент¬ ральная сигнализация выполняется, как пра¬ вило, с повторностью действия, т. е. должна давать возможность получения следующего сигнала до исчезновения (снятия) сигнала на первичном реле или до приведения в со¬ ответствие цепи аварийного сигнала путем поворота ключа управления или рукоятки привода в положение «Отключено» (квити¬ рования) в индивидуальных цепях. Для обеспечения повторности действия первичные импульсы должны быть кратко¬ временными. Превращение длительных им¬ пульсов в кратковременные производится следующими способами: для схем на посто¬ янном (выпрямленном) оперативном токе (рис. 2-188)—с помощью реле импульсной сигнализации типа РИС-Э2М, являющегося трансформаторным поляризованным реле, реагирующим на изменение протекающего через него тока; для схем на переменном оперативном токе — путем разрыва цепей первичных сигналов контактами указатель¬ ных реле (рис. 2-189) после приема сигна¬ ла реле K.L1, KL2 и фиксации его с помо¬ щью двухпозиционного реле KL4 (рис. 2-189). Кратковременный импульс закреп-
ляется в цепи звукового сигнала до снятия его вручную или автоматически. Снятие зву¬ кового сигнала производится подачей тока Рис. 2-188. Схема центральной сигнализа¬ ция с повторностью действия на постоян¬ ном (выпрямленном) оперативном токе. обратного направления на катушку поляри¬ зованного реле РИС-Э2М (рис. 2-188) или повторной подачей напряжения на обмотку двухпозиционного реле KL4 (рис. 2-189) кнопкой съема сигнала SB(SB3). При отсутствии постоянного дежурно¬ го персонала нет смысла в получении свето¬ вого и звукового сигналов в схеме цент¬ ральной сигнализации. Поэтому переключа¬ телем SAC отключают сирену НА и сни¬ мают питание с «темной» шинки ( + ) ШС, (~) ШС, к которой подключены все сиг¬ нальные лампы. При этом, однако, все сиг¬ налы будут зафиксированы в индивидуаль¬ ных цепях. При переводе переключателя SAC в положение 2 — «Включено» подается звуковой сигнал, который квитируется кноп¬ кой съема сигнала, и загораются сигнальные лампы. Вызов дежурного осуществляется путем подачи одного общего или двух (общий Рис. 2-189. Схема центральной сигнализации с повторностью действия на переменном оперативном токе. Шайка сагнализацаа Fejte пинтрилл латания Шинка и реле аварийной сигнализации Шинка а реки предупреждающей сигнализации 8ыХР8HUE pEJAE центральной сигнализации Лампа аварийной сагнализициа Лампа преВупрежйаю- щей сигнализации Контроль латаная Гуйак Образование,.темной " шинки сигнализации Аварийное отнлтчение Выходные цели сигналов Неисправность
аварийный и общий предупреждающий) сиг¬ налов в пункт, где постоянно находится де¬ журный (на квартиру дежурного на дому, в диспетчерский пункт н т. п.). Схема пере¬ дачи двух вызывных сигналов дежурному на дому для объектов с переменным опе- зВонок Вигнам , „Марийнав отключение' Батарея зхз„5В Вигнил„нвисп- риОнреть на„ поавтаниаа Лампа напоминания Рис. 2-190. Схема передачи двух вызывных сигналов на переменном оперативном токе. ративным током приведена на рис. 2-190. Схема имеет автономный источник пи¬ тания в виде трех батарей для карманного фонаря, соединенных последовательно, что обеспечивает вызов персонала при полном обесточении контролируемого объекта. Действие защиты и автоматики сопро¬ вождается выпадением флажка соответст¬ вующего указательного реле. Поскольку подъем флажка производится вручную, на каждой панели или камере комплектного распределительного устройства должна быть установлена сигнальная лампа, напоминаю¬ щая дежурному о необходимости поднять флажок указательного реле, так как в про¬ тивном случае при повторном срабатывании защиты или автоматики возможна непра¬ вильная ориентация персонала. Пример включения лампы сигнала «Указатель не поднят» приведен на рис. 2-186. 2-119. ЭЛЕМЕНТЫ СХЕМ УПРАВЛЕНИЯ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯМИ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ И СХЕМ ПРЕДУПРЕЖДАЮЩЕЙ И АВАРИЙНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ Для дистанционного управления при¬ меняются ключи типов ПМОВ, ПМОФ за¬ вода «Электропульт» или типа УП. Выбор типа ключа производится в зависимости от принятой схемы управления и необходимой диаграммы работы. Лампы сигнализации принимаются типа АС-220: с зеленой линзой для сигнализации отключенного положения, красной — для сигнализации включенного положения и бе¬ лой — для сигнала «Указатель не поднят». Реле положения выбираются из проме¬ жуточных реле типов РП-23, РП-25, РП-256 в зависимости от рода оперативного тока и необходимости выдержки вреіиени. При включении последовательно с реле добавочного сопротивления напряжения на реле должно быть не ниже напряжения на¬ дежного срабатывания (70% -номинального напряжения реле). При постоянном (вы¬ прямленном) оперативном токе напряжени¬ ем 220 В это условие выполняется при со¬ противлении 1000 Ом для реле с номиналь¬ ным напряжением 220 В. В схеме сигнализации с реле РИС-Э2М сопротивления в индивидуальных цепях первичных сигналов выбираются так, чтобы при включении каждого сопротивления ток увеличивался на 0,05 А. При напряжении 220 В сопротивление равно 3900 Ом. Сопро¬ тивления рассчитываются на длительную работу. Резисторы R2 в схеме центральной сигнализации на переменном оперативном токе выбиваются таким образом, чтобы соз¬ дать в цепи первичного сигнала ток, доста¬ точный для надежного срабатывания указа¬ тельных реле. При напряжении 220 В ука¬ зательные реле выбираются на ток 0,15 А и сопротивление 300 Ом. Для фиксации включенного положения выключателя (рис. 2-185 — 2-187) и в каче¬ стве выходного реле в схеме центральной сигнализации на переменном оперативном токе (рис. 2-189) применяется двухпознцнон- ное промежуточное реле типа РП-8, РП-9. Питание оперативным током цепей уп¬ равления одного присоединения должно производиться через отдельные автоматиче¬ ские выключатели или предохранители, а це¬ пей сигнализации — от общей магистрали, защищенной автоматическими выключате¬ лями нли предохранителями. Установка ав¬ томатических выключателей является пред¬ почтительной при обеспечении селективности их действия при последовательном вклю¬ чении. Для защиты цепей управления, сигнали¬ зации и электромагнитов включения с по¬ требляемым током до 150 А применяются автоматические выключатели типа АП-50 с вспомогательными контактами, использу¬ емыми для сигнализации их отключения. Для защиты цепей электромагнитов включе¬ ния с потребляемым током больше 150 А применяются предохранители.
Н. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ И УЧЕТ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2-120. УЧЕТ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ Учет потребляемой на промышленных предприятиях электроэнергии должен обес¬ печивать: 1) определение количества электро¬ энергии, подлежащего оплате; 2) производство внутризаводских меж¬ цеховых расчетов за электроэнергию; 3) контроль расхода лимитов электро¬ энергии; 4) контроль удельных норм расхода электроэнергии на единицу продукции; 5) контроль расхода и выработки реак¬ тивной электроэнергии по всему предприя¬ тию и отдельными крупными потребителями. Все потребители электроэнергии неза¬ висимо от присоединенной мощности долж¬ ны иметь счетчики активной энергии для расчета за полученную энергию (расчетные счетчики). У потребителей с присоединенной мощностью 100 кВ-А и более должны быть установлены счетчики реактивной энергии. Для промышленных предприятий с го¬ довым максимумом 500 кВт и выше долж¬ ны быть установлены счетчики с фиксацией максимума нагрузки в определенные часы суток для расчетов по дцухставочному та¬ рифу или автоматизированные системы уче¬ та электроэнергии с фиксацией нагрузки в часы максимума энергосистемы. Счетчики активной электроэнергии дол¬ жны также устанавливаться на промыш¬ ленных предприятиях для контроля удель¬ ных норм расхода электроэнергии отдель¬ ных цехов и крупных агрегатов (100 кВт и выше) и, кроме того, для учета расхода электроэнергии на хозяйственные и подсоб¬ ные нужды (технический учет). Расчетные счетчики должны соответст¬ вовать действующим стандартам. Учет активной и реактивной энергии должен производиться при помощи трехфаз¬ ных счетчиков, причем для трехфазных трех¬ проводных установок должны применяться двухэлементные счетчики, а для четырех¬ проводных — трехэлементные счетчики. Класс точности расчетных счетчиков, применяемых без измерительных трансфор¬ маторов, должен быть не хуже 2,5 для ак¬ тивной энергии и не хуже 3,0 для реак¬ тивной энергии. Для расчетных счетчиков, включаемых через измерительные трансформаторы, класс точности должен быть не хуже 2,0 для активной энергии и не хуже 2,5 для ре¬ активной энергии. Для присоединений мощностью 10 МВт и более рекомендуется применение счетчи¬ ков активной энергии класса 0,5 и 1,0 и счетчиков реактивной энергии класса 1,5. Для крупных промышленных предприя¬ тий, питающихся по нескольким вводам, для расчета за электроэнергию по заявленному максимуму мощности необходимо иметь возможность суммирования показаний всех счетчиков на вводах и определения суммар¬ ного, совмещенного по времени максимума нагрузки в часы прохождения максимума нагрузки энергосистемы. Для этих целей при количестве пунктов расчетного учета не более восьми можно применить системы телеизмерения и суммирования электриче¬ ской энергии фирмы «Гацц-Прибор» (ВНР). При количестве пунктов расчетного и технического учета более восьми можно применить информационно-измерительную систему учета и контроля электроэнергии типа ИИСЭ1-48 с числом каналов учета до 48. Измерительные трансформаторы тока и напряжения, предназначенные для расчетно¬ го учета, должны быть класса 0,5. Нагруз¬ ка вторичных цепей измерительных транс¬ форматоров не должна превышать номи¬ нальную для данного класса точности. Допускается подключение ко вторичным обмоткам измерительных трансформаторов, кроме счетчиков, также измерительных при¬ боров и устройств защиты при условии об¬ щей вторичной нагрузки, не превышающей номинальную; при этом должна быть пре¬ дусмотрена возможность опломбирования цепей, расчетного счетчика. Потеря напряжения в цепях напряже¬ ния не должна превышать 0,5% номиналь¬ ного. Цепи напряжения расчетных счетчиков должны подключаться ко вторичным обмот¬ кам трансформаторов напряжения без про¬ межуточных зажимных сборок и предохра¬ нителей. Камеры, где установлены предохра¬ нители на стороне высокого напряжения этих трансформаторов напряжения, должны иметь решетки или дверцы с приспособле¬ нием для пломбирования их энергоснабжаю¬ щей организацией. При необходимости завышать коэффи¬ циент трансформации трансформаторов тока по условиям электродинамической и терми¬ ческой стойкости допускается использова¬ ние этих трансформаторов тока для учета электроэнергии, если при токе нагрузки присоединения 25% номинального ток во вторичной обмотке трансформатора состав¬ ляет не менее 10% номинального тока счет¬ чика. автоматизированные системы учета ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ Информационно-измерительная система ИИСЭ1-48 Отечественной промышленностью вы¬ пускается автоматизированная информаци¬ онно-измерительная система учета и конт¬ роля' электроэнергии ИИСЭІ-48. Схема системы приведена на рис. 2-191. Система предназначена для расчетов промышленных предприятий за электро¬ энергию по двухставочному тарифу с ос-
Помещение I Помещение .Æ" Помещение Ш Помещение if Рис. 2-191. Примерная блок-схема системы ИИСЭ1-48. 7 — электросчетчики — датчики импульсов активной энергии САЗУ-РІ687; 2 — электросчетчики — датчики импульсов реактивной энергии СР4У-И689; 3— соединительные коробки; 4— информацион¬ но-вычислительное устройство ИВУ; 5 — устройство цифровой регистрации ФБОЗЗК; 6—устройство непрерывной регистрации КСП2-016. новной ставкой за заявленную получасовую суммарную мощность в часы суточного максимума нагрузки энергосистемы и до¬ полнительной ставкой за потребляемую электроэнергию, а также для технического учета электроэнергии. Система состоит из следующих эле¬ ментов: 1 ) информационно-вычислительного уст¬ ройства ИВУ:' 2) самопишущего потенциометра КСП-2-016; 3) цифропечатающего устройства Ф5033К с тумбой; 4) перфоратора ПЛ-80 и трансмиттера (по особому заказу); 5) 48 трехфазных счетчиков — датчиков активной и реактивной, энергии (в любом соотношении) для установки на отдельных присоединениях. ■ Габариты и масса элементов системы ИИСЭ1-48 приведены в табл. 2-194. Система ИИСЭ1-48 выполняет следую¬ щие функции: Таблица 2-194 Характеристика элементов системы ИИСЭ1-48 Элементы системы Размеры, мм Масса, кг Информационно-вычислитель- 800 X650X1600 350 ное устройство Цифропечатающее устройство 600X600X1100 75 с тумбой Потенциометр самопишущий 270 X320 X500 17 Электросчетчики с датчиками 183 X377X133,5 5 импульсов (48 шт.) 240
1) сбор и обработку информации об электроэнергии, получаемой или отдаваемой предприятием с любой схемой электроснаб¬ жения; 2) выравнивание цены импульсов, по¬ ступающих от электросчетчиков с датчика¬ ми импульсов, которые имеют различные коэффициенты трансформации по току и напряжению; 3) выработку значения текущего вре¬ мени с погрешностью не более ±15 с в сутки; 4) коррекцию показаний текущего вре¬ мени на ±1 мин в сутки. 5) задание начала утреннего и вечерне¬ го максимумов нагрузки энергосистемы с дискретностью 30 мин; 6) визуальный контроль работы всех каналов учета; ■ 7) учет первичными датчиками расхода электроэнергии (активной и реактивной) отдельно по каждой линии приема или от¬ дачи электроэнергии; 8) контроль работы отдельных узлов при профилактическом осмотре и в процес¬ се эксплуатации; 9) вызов на индикацию в десятичном коде значения любого регистра (вычисляе¬ мого параметра) и текущего времени; 10) печатание цифропечатающим уст¬ ройством (ЦПУ) типа Ф5033К в десятич¬ ном коде текущего времени и значений всех расчетных параметров (регистров) по вызову, а также автоматически каждые 30 мин в часы максимума нагрузки энерго¬ системы и в конце суток; 11) вывод информации в пятизначном двоичном коде на перфоратор ПЛ-80 для передачи информации в АСУ предприятия; 12) запись регистрирующим прибором текущей суммарной, совмещенной по вре¬ мени мощности предприятия с отстройкой от пусковых токов, выбором желаемого времени усреднения (1, 2, 5 или 10 мин); 13) сигнализацию превышения задан¬ ной максимальной потребляемой мощности предприятия или автоматическое отключе¬ ние части мощности в часы максимума на¬ грузки энергосистемы. Система ИИСЭ1-48 выпускается в трех модификациях, каждая из которых может быть в двух исполнениях: с передачей ин¬ формации от счетчиков датчиков на 3 км и 12 км. Первая модификация системы выпол¬ няет: 1) вычисление суммарной, совмещенной по времени получасовой активной мощно¬ сти предприятия в часы утреннего н вечер¬ него максимума энергосистемы; 2) то же для реактивной мощности; 3) вычисление и накопление нарастаю¬ щим итогом информации о получаемой предприятием активной электроэнергии; 4) вычисление и накопление нарастаю¬ щим итогом информации о получаемой предприятием активной энергии в часы ут¬ реннего и вечернего максимумов энергосис¬ темы; 5) вычисление и накопление нарастаю¬ щим итогом информации о получаемой предприятием активной электроэнергии в часы ночного «провала» нагрузки энерго¬ системы; 6) вычисление и хранение максимально¬ го значения совмещенной получасовой ак¬ тивной мощности предприятия в часы ут¬ реннего и вечернего максимумов энергосис¬ темы за месяц, квартал; 7) то же для реактивной мощности; 8) вычисление и накопление нарастаю¬ щим итогом информации о получаемой предприятием реактивной электроэнергии; 9) вычисление и накопление нарастаю¬ щим итогом информации о получаемой предприятием реактивной электроэнергии в часы утреннего и вечернего максимумов энергосистемы; 10) вычисление и накопление нараста¬ ющим итогом информации о получаемой предприятием реактивной электроэнергии в часы ночного «провала» нагрузки энерго¬ системы; 11—14) вычисление расходов электро¬ энергии (активной и реактивной) исходя из конкретной схемы электроснабжения и спе¬ цифических требований к учету электро¬ энергии для данного предприятия; 15) текущее значение времени [часы, минуты (при индикации также и секунды)]. Вторая модификация выполняет только девять функций: 1 ) коммерческий учет активной или реактивной электроэнергии соответственно указанным выше пп. 1,3—6 (или пп. 2,7— 10); 2) коммерческий или технический учет активной или реактивной энергии, анало¬ гично пп. 11—14. Третья модификация выполняет только шесть—десять функций: 1) коммерческий учет активной или реактивной (или одновременно активной и реактивной) мощности соответственно ука¬ занным выше пп. 1, 6 или 2, 7 (или одно¬ временно 1, 6 и 2, 7); 2) коммерческий или технический учет активной (или одновременно активной и реактивной) энергии аналогично пп. 4, 5 (или пп. 4, 5 и 8, 9) ; 3) коммерческий или технический учет активной или реактивной энергии аналогич¬ но пп. 11—14. Технические характеристики системы Количество каналов ... 48 Количество учитываемых параметров (регистров) . 15 Разрядность индикаторного устройства 8 Дискретность задания мак¬ симумов 30 мин Диапазон задания максиму¬ мов (ч-мин) начало утреннего . . . 5.30—10.30 конец утреннего . . . 8.30—13.30 начало вечернего . , . 16.00—21.00 конец вечернего . . . 19.00—24.00
Рнс. 2-192. Система телеизмерения и суммирования электрической энергии фирмы «Ганц-Прибор» (ВНР). Схема соединений элементов. Допустимая относительная погреш¬ ность определения величин, хранящихся в регистрах системы, не превышает 1,5—2% при электросчетчиках класса 1,0—1,5. Средняя потребляемая мощность 500 Вт. Система питается от однофазной сети переменного тока напряжением 220 В (+10^-15%). Для сохранения работоспособности ин¬ формационно-вычислительного устройства при перерыве питания имеется резервный блок питания, обеспечивающий питание от резервной секции шин. Система телеизмерения и суммирования электрической. энергии фирмы «Ганц-Прибор» (ВНР) Система (рис. 2-192) состоит из следу¬ ющих элементов: 1) блок № 1 (рис. 2-193)—электрон¬ ный сумматор ETSm-2—8, суммирующий показания до восьми подключенных счетчи¬ ков активной энергии и повторяющий, ііа индикаторах каналов показания этих счет¬ чиков; 2) блок № 2 (рис. 2-193)—электронный сумматор ЕТгп-2—8, суммирующий показа¬ ния до восьми подключенных счетчиков ре¬ активной энергии без повторения этих по¬ казаний на индикаторах каналов. При необходимости можно заказать для реак¬ тивной энергии блок ETSm-2—8 с индика¬ торами каналов; Рис. 2-193. Сумматор ETSm-2—8, ETm-2—8, фирмы «Ганц-Прибор» (ВНР). Внешний вид и габариты. 3) блок № 3 (рис. 2-194) —индикаторы суммы активной энергии и суммы реактив¬ ной энергии с указателями максимумов на¬ грузки; 4) включающие контактные электриче¬ ские часы типа Vkpm-01/8 (рйс. 2-195); 5) трехфазные электрические счетчики с датчиками импульсов типа ДНі-ЗР для учета активной энергии в количестве 2— 8 шт. (рис. 2-196); 6) трехфазные электрические счетчики с датчиками импульсов типа ДНзі-ЗР для
Рис. 2-194. Индикатор суммы фирмы «Ганц- Прибор» (ВНР). Внешний вид и габа¬ риты. учета реактивной энергии в количестве 2— 8 шт. (рис. 2-197). Габариты счетчиков приведены на рис, 2-198. Система выполняет следующие опера¬ ции: 1) сбор информации об электроэнергии, получаемой или отдаваемой промышленным предприятием с любой схемой электроснаб¬ жения; 2) выравнивание цены импульсов. Входящие в одну систему счетчики имеют коэффициент «единица с нулями» и выполняются с учетом трансформаторов тока и напряжения каждой питающей или отходящей линии. Цена передаваемых им¬ пульсов для всех счетчиков, работающих на один сумматор, одинакова; 3) вычисление суммарной получасовой активной и суммарной получасовой реак¬ тивной мощностей в часы максимума энер¬ госистемы; 1ZZ 1+3 Рис. 2-195. Включающие часы Vkpm-01/8 фирмы «Ганц-Прибор» (ВНР). Рис. 2-196. Трехфазные счетчики активной электроэнергии с датчиками импульсов ти¬ па DHÎ-3R фирмы «Ганц-Прибор» (ВНР). Электрическая схема.
4) хранение максимального значения суммарной активной и суммарной реактив¬ ной мощностей в часы максимума энерго¬ системы, получаемого за месяц, квартал; 5) вычисление расхода электрической энергии, потребляемой цехом или предпри¬ ятием в целом; 6) выработка текущего времени с точ¬ ностью ±15 с в сутки. Рис. 2-197. Трехфазные счетчики реактив¬ ной электроэнергии с датчиками импуль¬ сов типа DHsi-3R фирмы «Ганц-Прибор» (ВНР). Электрическая схема. Рис. 2-198. Внешний вид и габариты элек¬ тросчетчиков DH1-3R и DHsi-3R фирмы «Ганц-Прибор» (ВНР), Система обеспечивает уставки по вре¬ мени для двух максимумов энергосистемы в течение суток с точностью 10 мин н дис¬ кретностью 30 мин. Относительная погрешность в определе¬ нии получасовой суммарной мощности рав¬ на 1%, а по суммированию расхода элект¬ роэнергии не превышает 0,2%. Индикаторы каналов сумматора обеспечивают визу¬ альный контроль работы всех каналов учета. Питание системы осуществляется от сета переменного тока напряжением 110, 127, 220 В (±20%) с обеспечением непре¬ рывного питания. Вся система потребляет 160 В-А при восьми счетчиках активной энергии и вось¬ ми счетчиках реактивной энергии. 2-121. ИЗМЕРЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН Измерение электрических величин на промышленных предприятиях обеспечи¬ вает: контроль технологического процесса; контроль за соблюдением установлен¬ ного режима работы; контроль качества получаемой или вырабатываемой электро¬ энергии; контроль состояния изоляции в сетях трехфазного тока с изолированной нейтралью и в сетях постоянного тока; ус¬ ловия, которые позволяют обслуживающе¬ му персоналу быстро ориентироваться при аварийных режимах. При измерении тока с применением трансформаторов тока коэффициент транс¬ формации их выбирается с учетом возмож¬ ных длительных перегрузок. Амперметры должны иметь верхний предел измерений, превышающий нормальное значение изме¬ ряемого тока не меньше чем- иа 10—15%• При продолжительных' то’лчках тока (пуск электродвигателя с короткозамкнутым ро¬ тором) предусматриваются амперметры с перегрузочными шкалами, при этом коэф¬ фициент трансформации выбирается по ра¬ бочему току. В электроустановках постоянного тока применяются амперметры непосредственно¬ го включения и включения при помощи на¬ ружных шунтов при токах до 7500 А. Для измерения, больших значений по¬ стоянного тока (от 7500 до 200 000 А) при¬ меняются специальные устройства типа И58м. В комплект этих устройств входят измерительные трансформаторы постоянно¬ го тока И58м, вспомогательное устройство ВУИ58М, смонтированное в отдельном шка¬ фу, а также максимальное токовое и про¬ межуточное реле для защиты от возникно¬ вения большого тока во вторичной обмот¬ ке трансформатора постоянного тока при внезапном исчезновении тока в первичной обмотке (в шинах). При необходимости включения двух измерительных трансфор¬ маторов параллельно в комплект устройст¬ ва дополнительно включается суммирующее устройство типа СУИ58. Амперметры постоянного тока должны иметь двусторонние шкалы, если в цепях, в которых они установлены, возможно про¬ текание тока в двух направлениях (напри¬ мер, в цепи аккумуляторной батареи), В сетях трехфазного тока напряжени¬ ем выше 1 кВ с большими токами замыка¬ ния на землю вольтметры снабжаются пе¬ реключателями для измерения трех между- фазных напряжений. В сетях трехфазного тока напряжением до 1 кВ с заземленной нейтралью, а также в установках трех¬
фазного тока всех напряжений с малыми токами замыкания на землю вольтметры включаются для измерения только одного междуфазного напряжения. РЕГИСТРАЦИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ Для записи и наблюдения электричес¬ ких величин, изменяющихся во времени, применяют самопишущие приборы, свето¬ лучевые осциллографы и электронные ос¬ циллографы. Самопишущие приборы применяются для записи медленно изменяющихся вели¬ чин, когда инерция подвижной системы прибора не вносит заметных искажений в отсчет измеряемой величины Для регистрации быстро меняющихся величин (с частотой от десятков до несколь¬ ких тысяч герц) применяют светолучевые осциллографы, которые дают возможность наблюдать и фотографировать исследуемые процессы. Электронные осциллографы дают воз¬ можность наблюдать и при необходимости фотографировать еще более быстрые про¬ цессы. ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ 1. Информационно-измерительная си¬ стема K20Ô предназначена для автомати¬ ческого последовательного измерения на¬ пряжений постоянного тока от многих источников с представлением результатов измерений на табло цифровых измеритель¬ ных приборов и регистрацией их при по¬ мощи цифропечатающей машины или пер¬ форатора. Диапазон входных напряжений 500 мВ — 180 В. 2. Информационно-измерительная си¬ стема агрегатная, многофункциональная К734 предназначена для сбора, преобразо¬ вания, измерения, представления, регистра¬ ции измерительной информации, содержа¬ щейся в значениях аналоговых электриче¬ ских сигналов постоянного тока, отношения постоянных напряжений, переменного на¬ пряжения. Состав системы 1) коммутатор; 2) аналого-цифровой преобразователь; 3) преобразователь переменного напря¬ жения; 4) преобразователь последовательного вывода; 5) устройство связи с пишущей машин¬ кой; 6) устройство связи с ленточным пер¬ форатором; 7) устройство программное; 8) платы коммутаторные. 3. Цифровые регистрирующие систе¬ мы К484/1 и К484/2 предназначены для из¬ мерения напряжения постоянного тока по 30 каналам с индикацией номера канала, предела и результата измерения, а также для определения времени измерения в циф¬ ровом виде на индикаторных табло с реги¬ страцией всей информации в цифровом коде на бумажной ленте (К484/1) или в виде отверстий на перфораторной ленте (К484/2). Системы состоят из цифрового вольт¬ метра, коммутатора, таймера, транскрипто¬ ра, цифропечатающего устройства МПУ-16-2 (для К484/1) или перфоратора ПЛ-150 (для К484/2). Диапазон измеряемых напря¬ жений от 0,5 мВ до 1000 В. Выбор поляр¬ ности автоматический. Выбор пределов измерения ручной и автоматический. Класс точности 0,1/0,06 (на поддиапазоне 1 В) и 0,15/0,1 (на-поддиапазоне 10, 100, 1000 В). Максимальное быстродействие 25 (К484/1) или 10 измерений в секунду (К484/2). Вход¬ ное сопротивление не менее 1 мОм. Точ¬ ность выдачи сигналов времени 0,02%. По¬ требляемая мощность 100 В-A. Габариты 490X340X360 мм, масса 32 кг. 2-122. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 1. Значение отклонений и колебаний частоты можно получить из измерений частоты цифровым частотомером с приме¬ нением цифропечатающего устройства для регистрации показаний частотомера, на¬ пример частотомером Ф205 с транскрипто¬ ра Ф250 и цифропечатающей машинкой ЭУМ-23. 2. Значение отклонений напряжений можно определить при помощи статистиче¬ ского анализатора напряжения типа САКН-1, выпускаемого Рижским опытным заводом Латвэнерго, или по измерениям напряжения цифровыми вольтметрами с применением цифропечатающих устройств или другими регистрирующими приборами, например вольтамперметрами типа Н-339. 3. Значение колебаний напряжений оп¬ ределяется при помощи регистрирующих приборов, например цифрового вольтметра типа Ф219 и цифропечатающего устройст¬ ва, состоящего из транскриптора типа Ф2-50 и цифропечатающей машинки ЭУМ-23, или самопишущего вольтамперметра типа Н-339. 4. Значение несимметрии напряжения можно определить по показаниям указан¬ ных регистрирующих вольтметров. 5. Значение несинусоидальности формы кривой напряжения. Степень искажения формы кривой напряжения характеризуется отношением действующего значения всех высших гармоник к действующему значению напряжения основной частоты. Это отноше¬ ние определяется измерителем нелинейных искажений типа С6-5 или анализатором спектра типа С4-48, измеряющим напря¬ жения отдельных гармоник; можно также применить анализатор несинусоидальности типа АН, выпускаемый Рижским опытным заводом Латвэнерго.
6. Значение коэффициента пульсации постоянного напряжения определяется из¬ мерением постоянной составляющей при помощи магнитоэлектрического вольтметра (например М2017) и измерением перемен¬ ной составляющей при помощи электромаг¬ нитного (или электродинамического) вольт¬ метра, например Э515 (или Д5015), под¬ ключаемых через конденсатор. 2-123. КОНТРОЛЬ изоляции Устройства контроля изоляции должны предусматриваться для электросетей и электроустановок: переменного тока с малыми токами за¬ мыкания на землю при напряжениях выше 1000 В; переменного тока с изолированной нейтралью при напряжениях до 1000 В; постоянного тока с изолированной сред¬ ней точкой. Устройства контроля изоляции при на¬ пряжениях до 6000 В должны давать воз¬ можность оценивать сопротивление изоля¬ ции и в необходимых случаях обеспечивать светозвуковую сигнализацию, действующую при снижении уровня изоляцйи ниже уста¬ новленного значения. В простейшем случае устройство конт¬ роля изоляции может быть выполнено из одного вольтметра, периодически’ включае¬ мого между каждым объектом и землей. Такое устройство допускается выполнять для контроля изоляции цепей возбуждения синхронных генераторов, компенсаторов и электродвигателей. В обычных силовых цепях постоянного тока контроль изоляции допускается осу¬ ществить при помощи двух вольтметров, периодически включаемых между каждым из полюсов и землей, и не предусматривать светозвуковую сигнализацию. В трехфазных цепях переменного тока для присоединения вольтметров контроля изоляции должны применяться трехфазные, четырех- и пятистержневые или однофазные трансформаторы напряжения. Обмотки высшего напряжения измери¬ тельных трансформаторов должны быть соединены в звезду с заземлением нулевой точки. Отечественная промышленность выпус¬ кает щитовые мегаомметры для непрерыв¬ ного измерения сопротивления изоляции в сетях переменного и постоянного тока, на¬ ходящихся под напряжением или в обесто¬ ченном состоянии, например: мегаомметр типа Ml 608 имеет следующие технические данные: предел измерения 5 МОм, напря¬ жение контролируемой сети 0—350 В по¬ стоянного тока и 0—400 В переменного то¬ ка, питание от сети переменного тока 50— 500 Гц напряжением 127 или 220 В, класс точности 2,5; габариты 120X120X128 мм; масса 2 кг. Условия эксплуатации: темпе¬ ратура окружающего воздуха от —40 до +50°С, относительная важность до 100%. Исполнение: вибротряскоударопроч¬ ное, вибрационноустойчивое, брызгозащи¬ щенное. Применяется с добавочным устройст¬ вом Р1828, представляющим собой источ¬ ник питания (масса 1,6 кг, габариты НОХ Х155Х95 мм) и переключателем П1828 (масса 1,5 кг, габариты 127X155X210 мм). Контактные мегаомметры МКН380М предназначены для непрерывного контроля сопротивления изоляции сетей переменного тока напряжением до 380 В с изолирован¬ ной нейтралью, а также для замыкания сигнальной цепи при снижении сопротивле¬ ния изоляции ниже допустимого уровня и автоматического размыкания сигнальной цепи при увеличении сопротивления изоля¬ ции до безопасного значения. Технические данные Пределы измерения ... 20 МОм Диапазон уставок срабаты¬ вания сигнального ' реле 0,1—0,75 Мом Основная погрешность . ±4% Погрешность срабатывания реле ±10% Питание от сети переменно¬ го тока частотой 50 Гц, напряжением 220 или 380 В ■ Габариты . . ..... 175Х160Х X120 мм Масса 3,5 кг 2-124. ОСНАЩЕНИЕ ЛАБОРАТОРИЙ ПО ЭКСПЛУАТАЦИОННЫМ ИСПЫТАНИЯМ И НАЛАДКЕ ЭЛ ЕКТРООБОРУДОВАН ИЯ В соответствии с инструкцией СН- 174-75 Госстроя СССР по проектированию электроснабжения промышленных пред¬ приятий в проекте электроснабжения больших предприятий следует предусмат¬ ривать лаборатории, оснащенные прибора¬ ми и аппаратами, требующимися для ре¬ монта, испытаний и наладки электрообо¬ рудования. Ниже приводится перечень основных измерительных приборов и аппаратов, не¬ обходимых для оснащения таких лабора¬ торий. Количество приборов (табл. 2-195) должно уточняться в каждом конкретном случае. Сведения о приборах, применяемых при наладке различного электрооборудо¬ вания, приведены также в «Справочнике по наладке электроустановок».
Таблица 2-195 Перечень приборов, необходимых для оснащения лабораторий по эксплуатационным испытаниям и наладке электрооборудования Наименование Тип Класс ТОЧНОСТИ Верхние пределы измерений Коли¬ чество Для Вольтамперметр Вольтметр Вольтметр (ток полного от¬ клонения 10 мкА) Милливольтмиллиамперметр Микроамперметр Для Миллиа мперметр Миллиамперметр Миллиамперметр Амперметр Амперметр Вольтметр Вольтметр Вольтметр Вольтметр эффективных значений с приставкой Трансформатор тока Трансформатор тока Измеритель нелинейных ис¬ кажений Анализатор спектра Фазометр однофазный Фазоуказатель Клещи электроизмери¬ тельные: до 10 кВ до 650 В Указатель высокого напря¬ жения Индикатор напряжения Комбинированные приборы Прибор комбинированный Прибор комбинированный Вольтамперфазометр измерения в М2015 М2017 М2004 М2020 М2005 измерения в Э513/1 Э513/3 Э513/4 Э514/2 Э514/3 Э515/1 Э515/2 Э515/3 Ф584 Ф5051 УТТ-5М УТТ-6М2 С6-5 С4- 48Б Д-578 И517М Ц-90 Ц-91 УВНЗОМ МИН-1 для измереі Ц4312 Ц4313 ВАФ-85М цепях посты 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 цепях перем 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5—6 0,2 0,2 0,1 0,25 0,5 1,3 0,5 4,0 4,0 ий в цепях 1,0—1,5 1,5; 2,5 1,5; 4,0 гнного тока 7,5—150 мА 0,3—30 А 45 мВ, 3 В 45—750 мВ 1.5— 750 В 1.5— 300 В 0,15—60 мА 15—3000 мВ 0—1000 мкА енного тока 10; 20; 40 мА 50; 100; 200 мА 0,25; 0,5; 1,0 А 2,5; 5,0 А 5,0; 10,0 А 1,5; 3,0; 7,5; 15В 7,5; 15; 30; 60 В 75; 150; 300; 600 В 0,2 мВ—300 В 0,002 мА—1 А 15—600/5 А 100—2000/5 А 20 Гц—200 кГц 0,3—100% 10 Гц—50 кГц 0—90— 180—270—360° 1—0—1—0—1 50—500 В 15, 30, 75, 300, 600 А 10, 25, 100, 250, 500 А 300 и 600 В 2—10 кВ 500 В постоянного и переменного î 0,3—600 мА 1,5—6 А 75 мВ, 0,3—900 В 0,2—3000 кОм 0,06—300 мА , 1 5 А 75 мВ; ’1,5—600 В 0,5—5000 кОм 0,5 мкФ 0,01—10 А 1—250 В 180—0—180° 3 3 3 3 3 3 3 3 6 р. 3 6 6 3 6 6 3 2 3 3 3 2 3 оков 6 6 3
Продолжение табл. 2-195 Наименование Тип Класс точности Верхние пределы измерений Коли¬ чество Ампервольтомметр цифро¬ вой Р-386 0,06—1,0 =0,1—1000 в =0,1—1000 мА и 1—300 В к 1—1000 мА 0,1 кОм—10 Д'Юм 1 Вольтметр цифровой В7-16 0,1—1,5 11000 В ■ 1 кОм—10 МОм 3 Вольтметр цифровой В7-22А 0,15—4,5 =0,2—2000 В «0,2—300 В 0,2—2000 мА 0,2—2000 кОм 6 Вольтамперметр самопишу¬ щий Н-339 1,5; 2,5 0,005—5 А 0—500 В 3 Осциллограф светолучевой Н-117 Для кон гроля изоляц 12-канальный ии 2 Мегаомметр М4100/1 г 100 В, 100 МОм - 2 Мегаомметр М4100/2 1 250 В, 300 МОм 2 Мегаомметр М4100/3 1 500 В, 500 МОм 3 Мегаомметр М4100/4 1 1000 В, 1000 МОм 3 Мегаомметр М4100/5 1 2500 В, 3000 МОм 2 Мегаомметр электронный с ‘ Ф4100 2,5 50000- Мбм, 2500 В 2 питанием от сети Мегаомметр электронный с питанием от сети Ф4101 2,5 20 000 МОм, 100, 50Q, 1000 В 2 Аппарат испытания изоля¬ ции АИИ-70 70 кВ 2 Аппарат испытания меж¬ витков ой изоляции ВЧФ-5-3 3250 В 2 Для измерения сопротивлений Мост измерительный МО-62 0,1; 5 10—10« Ом 2 Мост измерительный ДЮ Д-61 0,05; 1,0 10-8— ІО8 Ом 2 Индикатор сопротивлений ММВ 2; 15 500—50 000 Ом 4 Микроомметр Ф-415 1,5; 2,5 100 мкОм—10 Ом 2 Измеритель сопротивления заземления М416 5 0,1—1000 Ом 2 Омметр (измеритель сопро- М372 1,5 50 Ом 2 тивления заземляющей проверки) Прибор для контроля со- М417 10 0—2 Ом 2 противления цепи «фаза— ■ нуль» Мост измерительный (пет- РЗЗЗ 0,5; 5 1—10е Ом 2 ля Муррея, петля Варлея) Мост переменного тока Р5026 0,5; 2,5 10 пФ—50 мкФ tgô 1-ІО-4—1,0 до 10 кВ 1 Радиоизмерительные приборы Осциллограф электронный С1-55 0—10 МГц 4 двухлучевой Осциллограф электронный С1-65А 0—50 МГц 2 однолучевой Осциллограф электронный С1-48Б 0—1 МГц 3 однолучевой Осциллограф двухканаль- С1-64 0—50 МГц 2 ный Генератор ГЗ-56/1 20 Гц—200 кГц 2
Продолжение табл. 2-195 Наименование Тип Класс точности Верхние пределы измерений Коли¬ чество Генератор импульсов Г5-26 Длительность импульса 2 Мост универсальный Е7-4 0,1—10е мкс Р=0,1 Гц—1 МГц 0,1 Ом—10 МОм; 1 Частотомер электронно- ЧЗ-34А 10 пФ—100 мкФ 10 мкГн—100 Гн 120 МГц 3 счетный Источник напряжения по- Источи Б5-21 ики питания 30 В, 5.А; 10 В, 10 А 2 стоянного тока Стабилизатор напряжения Б2-3 1000 В-А 2 переменного тока Б5-29 Источник напряжения по- 0—30 В, 2 А 4 стоянного тока Источник напряжения по- Б5-30 0—50 В, 1,5 А 3 стоянного тока А втотрансформаторы регулировочные Однофазный ЛАТР-1М 0—250 В, 8 А 5 Однофазный ЛАТР-2М 0—250 В, 2 А 5 Однофазный РНО-250-5 0—250 В, 20 А 3 Трехфазный РНТ-220-6 0—220 В, 15 А 2 Реостаты ползунковые Р РСП еостаты 30 Ом, 5 А 6 Реостаты ползунковые РСП 600 Ом, 0,6 А 6 Реостаты ползунковые РСП 1500 Ом, 0,4 А 6 Реостаты ползунковые РСП 5000 Ом, 0,2 А 4 Электросекундомер Сек ПВ53Л ундомеры 0,01—10 с 3 Секундомер пружинный С1-2А 0,2 с—60 мин 3 Тахометр ручной магнитный Тахометры ИО-ЗО 1 30—30 000 об/мин J 3 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 2-1. Правила устройства электроуста¬ новок (ПУЭ-76). — 5-е изд. — М.: Атом- издат, 1976—1979. 2-2. Инструкция по проектированию электроснабжения промышленных пред¬ приятий: (СН 174-75). — М.: Стройиздат, 1976. 2-3. Правила пользования электри¬ ческой и тепловой энергией. — 2-е изд. — М.: Энергия, 1977. 2-4. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей и правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей. — М.: Энергия, 1969. 2-5. Справочник по проектированию электроснабжения, линий электропередачи и сетей/ Под ред. Я. М. Большама, В. И. Круповича, М. Л. Самовера. — 2-е изд. ■—М: Энергия, 1974. 2-6. Справочник по электропотреблению в промышленности/ Под ред. Г. П. Минина и Ю. В. Копытова. — 2-е изд. — М.: Энер¬ гия 1978. 2-7. Теоретические основы аналитичес¬ кого метода расчета максимальных токов и потерь напряжения в сетях контактной электросварки/ Г. М. Каялов, В. П. Муха, А. А Бадахян, Л. Б. Годгельф. — Инст¬ руктивные указания по проектированию электротехнических промышленных уста¬ новок, 1976, № 3, с. 3—9.
2-8. Указания по определению электри¬ ческих нагрузок в промышленных установ¬ ках. — Инструктивные указания по проек¬ тированию электротехнических промышлен¬ ных установок, 1968, № 6, с. 3—17. 2-9. Временные руководящие указания по расчету электрических нагрузок и выбо¬ ру сетей, питающих установки для контакт¬ ной электросварки/ Л. Б. Годгельф, О. И. Мичурин, Д. Л. Угодников и др. — Промышленная энергетика, 1976, № 8. 2-10. Типовая методика определения экономической эффективности капиталь¬ ных вложений. — М.: Экономика, 1969. 2-11. Инструкция по определению эко¬ номической эффективности капитальных вложений в развитие энергетического хо¬ зяйства (генерирование, передача и распре¬ деление электрической и тепловой энер¬ гии). — М.: Энергия, 1973. 2-12. Каждан Э. М., Каждая А. Э. Указания по технико-экономическому рас¬ чету электроснабжения промышленных предприятий. — Инструктивные указания по проектированию электротехнических промышленных установок, 1969, № 8, с. 3—19. 2-13. Каждая А. Э. Заводские сети.— В кн.: Основы построения промышленных электрических сетей/ Под ■ общ. ред. Г.' М. Каялова. — М.. Энергия, 1978, с. 156—257. 2-14. Стандарт СЭВ, СТ СЭВ 1052-78. Метрология. Единицы физических величин. 2-15. Указания по компенсации реак¬ тивной мощности в распределительных се¬ тях. — М.: Энергия, 1974. 2-16. Берковский А. М-, Лысков Ю. И. Мощные конденсаторные батареи. — М.: Энергия, 1967. 2-17. Каждая Э. М., Каждая А. Э. Инженерные методы расчета колебаний на¬ пряжения в питающих сетях и характер¬ ных узлах нагрузки (металлургических за¬ водов). — Инструктивные указания по проектированию электротехнических про¬ мышленных установок, 1972, № 7, с. 3—10. 2-18. Каждая А. Э., Черепов В. А. Мо¬ делирование графиков напряжения в про¬ мышленных электрических сетях на основе теоретико-группового представления для одного класса случайных процессов. — Изв. вузов. Электромеханика, 1976, Ns 8, с. 901—911. 2-19. А. с. 525975 (СССР). Устройст¬ во ввода графической информации/ В. Ф. Ермаков, А. Э. Каждая, В. А,- Чере¬ пов. Опубл, в Б. И., 1976, № 31. 2-20. Мннеев Р. В., Михеев А. П„ Рыжнев Ю. Л. Графики нагрузки дуговых электропечей. — М.: Энергия, 1977. 2-21. ГОСТ 13103-67. Нормы качества электрической энергии у ее приемников, присоединенных к электрическим сетям об¬ щего пользования. С изменениями 1978 г. 2-22. Карпов Ф. Ф., Солдаткина Л. А. Регулирование напряжения в электросетях промышленных предприятий. — М.: Энер¬ гия, 1970. 2-23. Влияние работы дуговых стале¬ плавильных печей на напряжение’ электри¬ ческих сетей. — Инструктивные указания по проектированию электротехнических промышленных установок, 1971, № 12, с. 6. 2-24. Жежеленко И. В. Высшие гар¬ моники в системах электроснабжения пром- предприятий. — М.:.Энергия, 1974. 2-25. Жежеленко И. В. Показатели качества электроэнергии на промышленных предприятих. — М.: Энергия, 1977. 2-26. Гук Ю. Б., Лосев Э. А.,- Мясни¬ ков А. В. Оценка надежности электроуста¬ новок. — М.: Энергия, 1974. 2-27. Справочник по проектированию электроэнергетических систем/ Под ред. С. С. Рокотяна и И. М. Шапиро. — М.: Энергия, 1977. 2-28. Малеко В. А., Слепухин В. К. Показатели ущерба металлургических про¬ изводств от перерыва электроснабжения.— Инструктивные указания по проектирова¬ нию электротехнических промышленных установок, 1975, № 12, с. 5—8. 2-29. Отчет ЛЭ11063 ВНИИпроект- электромонтаж. Указания по анализу и оп¬ тимизации надежности систем электроснаб¬ жения промпредприятий. — Ленинград: 1975. В надзаг. Минмонтажспецстрой СССР. ВНИИпроектэлектромонтаж. 2-30. Нормы технологического проекти¬ рования понижающих подстанций' с выс¬ шим напряжением 35—750 кВ. — 2-е изд. М.: ОРГРЭС, 1972. 2-31. Ермилов А. А. Основы электро¬ снабжения промышленных предприятий.’— ЛЕ: Энергия, 1976. 2-32. Руководящие указания по расче¬ ту коротких замыканий, выбору и проверке аппаратов и проводников по условиях ко¬ роткого замыкания. (M-во высшего и сред¬ него специального образования. Москов¬ ский энергетический институт). М.: 1975. 2-33. Ульянов С. А. Электромагнит¬ ные переходные процессы в электрических системах. — М.: Энергия-, 1970. 2-34. Электротехнический справочник/ Под общ. ред. П. Г. Грудинского и др. — 5-е изд. — ЛЕ: Энергия, 1975. Т. 2, ч. III. 2-35. Инструкция по проектированию силового и осветительного электрооборудо¬ вания промышленных предприятий; (СН357- 77). — М.: Стройиздат, 1977. 2-36. Шабад М. А. Приближенный рас¬ чет токов к. з. и самозапуска для релей¬ ной защиты понижающих трансформато¬ ров с РПН НО и 35 кВ распределительных сетей. — Электрические станции, 1976, Ns 11, с. 63—66. 2-37. Шабад М. А. Расчеты релейной защиты и автоматики распределительных сетей. — Л.: Энергия, Ленингр. отд-ние. 1976. 2-38. Изделия заводов Главэлектро¬ монтажа. Шинопроводы. Электромонтаж¬ ные изделия. — М.: Энергия, 1975. 2-39. Чернобровое Н. В. Релейная за¬ щита. — М.: Энергия, 1974.
2-40. Проектирование и монтаж про¬ мышленных электрических сетей/ В. И. Кру- пович и др. — М..: Энергия, 1971. 2-41. Акодис М. М., Корзун П. А. Оп¬ ределение восстанавливающегося напряже¬ ния на контактах выключателей. — М.: Энергия, 1968. 2-42. Определение восстанавливающе¬ гося напряжения на выключателях в цепи мощных трансформаторов/ H. М. Черны¬ шев и др. — Электрические станции, 1966, As 6, с. 52—57. 2-43. Справочник по электроизмеритель¬ ным приборам/ Под ред. К. К. Илюнина.— Л.: Энергия, Ленингр. отд-ние, 1977. 2-44. Вавин В. Н. Трансформаторы то¬ ка. — М.: Энергия, 1966. 2-45. Вавин В, Н. Трансформаторы на¬ пряжения и их вторичные цепи. — М.; Энергия, 1977. 2-46. Семчинов А. М.' Ртутно-преобра¬ зовательные и полупроводниковые подстан¬ ции — Л.: Энергия, Лениигр. отд-ние. 1968. 2-47. Ривкин Г. А. Преобразовательные устройства — М.: Энергия, 1970. 2-48. Руководящие указания по защи¬ те электростанций и подстанций 3—500 кВ от прямых ударов молнии и грозовых волн, набегащих с линий электропереда¬ чи. — М.: Специализированный центр на¬ учно-технической информации, ОРГРЭС, 1975. В иадзаг. М-во энергетики и электри¬ фикации СССР. Главтехуправление. 2-49. Долгинов А. И. Перенапряжения в электрических системах. — М. Л.: Гос- энергоиздат, 1962. 2-50. Защита от внутренних перенапря¬ жений установок 3—220 кВ. — М.: Энер¬ гия. 1968. 2-51. Федосеев А. М. Репейная защи¬ та электрических систем. — М.: Энергия, 1976. 2-52. Глух Е. М., Зеленов В Е. Защита полупроводниковых преобразователей. — М.: Энергия, 1970. 2-53. Справочник, Силовые полупро¬ водниковые преобразователи в металлургии/ Под ред. С. Р. Резинского —■ М.: Метал¬ лургия, 1976. 2-54. Шестаков С. Г. Релейная защита от однофазных к. з. трансформаторов 6—10/0,4—0,23 кВ с соединением обмоток У/Ун-0 или Д/Уа-11 и y/Za-11, имеющих. глухозаземлениую нейтраль на стороне 0,4 кВ. — Индуктивные указания по проек¬ тированию электротехнических установок, 1976, № 4, с. 3—5. 2-55. Коваленский И. В. Релейная за¬ щита электродвигателей напряжением вы¬ ше 1000 В. — М.: Энергия, 1977. 2-56. Корогодский В. И. Полупровод¬ никовые устройства релейной защиты и ав¬ томатики присоединений КРУ 6 и 10 кВ.— В кн.: Новое в проектировании промышлен¬ ных электроустановок (Тр. ин-та Тяж¬ промэлектропроект). — М.: Энергия, 1975. 2-57. Слодарж М. И. Режимы работы, релейная защита и автоматика синхронных электродвигателей. — М.: Энергия, 1977. 2-58. Реле защиты/ В. С. Алексеев, Г. П. Варганов, Б. И. Панфилов, Р. 3. Ро- зенблюм. — М.: Энергия, 1976. 2-59. Барзам А. Б., Корогодский В. И. Выполнение автоматической частотной разгрузки на подстанциях промышленных предприятий. — Инструктивные указания по проектированию электротехнических промышленных установок, 1977, № 1, с. 3—8. 2-60. Трухан А. П., Михайлов А. М. Автоматический регулятор РАНК-2 для настройки дугогасящих реакторов. — Киев: ИЭД АН УССР, 1974. 2-61. Гибкие токопроводы в системах электроснабжения промпредприятий/ В. Б. Куинджи, Г. П. Смидович, А. Ф. Чер¬ ниговский, Б. Я- Душацкий. — М.: Энер¬ гия, 1974. 2-62. Голодное Ю. М,, Хоренян А. X. Самозапуск ’ электродвигателей. — М.: Энергия, 1974. 2-63. ГОСТ 7006-72. Кабели. Защитные покровы. 2-64. Правила защиты устройств про¬ водной связи железнодорожной сигнали¬ зации и телемеханики от опасного и меша¬ ющего влияния линии электропередачи. Ч. I. — М.: Энергия, 1966; Ч. И. — A4.: Связь, 1972. 2-65. Микуцкий Г. В, Устройства об¬ работки и присоединения высокочастотных каналов. — М.: Энергия, 1974. 2-66. Справочник по проектированию систем передачи информации в энергетике/ Под ред. В. X. Ишкина и С. С. Рокотя- на. — М.: Энергия, 1977.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК В УСЛОВИЯХ ТРОПИЧЕСКОГО КЛИМАТА 3-1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ Тропический климат обладает свойства¬ ми, ведущими к деструкции материалов и нарушению нормальной работы элементов электрооборудования. Опасность поврежде¬ ния оборудования возрастает при одновре¬ менном воздействии нескольких свойств. Только па основании анализа воздействия на электрооборудование всех свойств тро¬ пического климата может быть произведен рациональный выбор оборудования и при¬ няты проектные решения, обеспечивающие бесперебойную и надежную работу электро¬ установки. Эти решения должны- учиты¬ вать требования ГОСТ, распространяющие¬ ся на электротехнические изделия для районов с тропическим климатом, техничес¬ ких данных электрооборудования, изготов¬ ляемого в Советском Союзе для макрокли¬ матических районов с тропическим клима¬ том, а также единых технических условий на проектирование, разработанных для конкретной страны. В целях защиты элект¬ ротехнических установок от тропического климата должны быть использованы специ¬ альные меры, повышающие надежность изделий, а также конструктивные, строи¬ тельные н планировочные решения. 3-2. КЛИМАТООБРАЗУЮЩИЕ ПРОЦЕССЫ И ЯВЛЕНИЯ Основными климатообразующими про¬ цессами, протекающими в атмосфере, явля¬ ются: теплооборот, влагооборот и атмо¬ сферная циркуляция, зависящая от нерав¬ номерного распределения тепла и связанно¬ го с этим атмосферного давления и воздуш¬ ных течений. Установившийся многолетний режим различных сочетаний этих процессов и явлений, протекающих в воздушном бас¬ сейне и развертывающихся в определенной географической обстановке, характеризует климат данной местности. Разнообразная географическая обстановка земной поверх¬ ности тропического пояса и взаимодейству¬ ющие с пей основные климатообразующие процессы создают специфические парамет¬ ры климата, которые существенно отлича¬ ются от наблюдаемых в средних и высоких широтах. Основными атмосферными процес¬ сами и явлениями, протекающими в макро¬ климатических районах с тропическим климатом и представляющими опасность для работы электроустановок, следует счи¬ тать интенсивную солнечную радиацию, высокую температуру, повышенную влаж¬ ность воздуха, а также осадки, давление, атмосферные аэрозоли. Кроме того, допол¬ нительную опасность для электрооборудо¬ вания и материалов представляют собой специфические для тропического климата различного вида микроорганизмы, насеко¬ мые, пресмыкающиеся и грызуны, а также некоторые виды растений. Степень влияния перечисленных факторов зависит и от ве¬ личины, сочетания, продолжительности и периодичности действия. 3-3. КЛАССИФИКАЦИЯ ТРОПИЧЕСКОГО КЛИМАТА Тропический климат в соответствии с ГОСТ 15150-69 разделяется на тропический сухой (ТС) и тропический влажный (ТВ). При таком делении климата необходимо учитывать влияние горного и морского ме¬ зоклимата. Тропический сухой характеризуется высокой температурой воздуха, достигаю¬ щей 55°С, и сильной солнечной радиацией при сравнительно низкой относительной влажности, отличается большими суточны¬ ми колебаниями температуры воздуха и высоким содержанием в нём песка и пыли. К макроклиматическим районам с сухим тропическим климатом относятся районы, в которых средняя из ежегодных абсолют¬ ных максимумов температура воздуха вы¬ ше '10°С.. Для сухого климата характерны большие суточные и годовые колебания’ температуры и. относительной влажности воздуха, редко выпадающие дожди, малая облачность, большие суммарные значения солнечной радиации и максимальные абсо¬ лютные температуры. При тропическом су¬ хом климате имеют место сильные песчаные и пыльные бури, ночные заморозки при высоких дневных температурах, а также самая большая продолжительность высоких температур в сочетании с низкой относи¬ тельной влажностью воздуха. Тропический влажный климат с боль¬ шим количеством осадков и испарений от-, личается сочетанием высокой относитель¬ ной влажности и сравнительно стабильной суточной температурой воздуха при повы¬ шенной солнечной радиации. Для тропиче¬ ского влажного климата являются харак¬ терными сильные сезонные ливни, грозы, бури, большие росы, пыль и биологические
факторы. К тропическому влажному кли¬ мату относятся районы, в которых сочета¬ ние температуры, равной 20°С или выше, и относительной влажности, равной 80% или выше, наблюдается примерно 12 часов или более в сутки за непрерывный период от 2 до 12 мес. в году. По ГОСТ нормальные значения измене¬ ния температуры воздуха за 8 ч при экс¬ плуатации изделий в тропическом сухом климате приняты 40°С, а в тропическом влажном только 10°С. Температура воздуха и ее распределе¬ ние хотя и зависят от притока солнечной радиации по широтам, но благодаря неод¬ нородности географической обстановки ме¬ стности, воздушным и морским течениям далеко не определяется широтными круга¬ ми и тепловой экватор оказывается сме¬ щенным по отношению к географическому. Макроклиматические районы с тропическим климатом не ограничиваются широтными кругами тропиков Рака и Козерога, а рас¬ пространяются между среднегодовыми изотермами, соответствующими температу¬ рам + 20°С. Практически границы тропиче¬ ского пояса проходят по 30—35 широтам северного и южного полушарий при сред¬ ней его ширине в 7000 км. 3-4. ЗНАЧЕНИЯ КЛИМАТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ Основным источником тепла для по¬ верхности земли является Солнце (см. табл. 3-1). Изменение интенсивности солнечной радиации, обусловленное высотой стояния Таблица 3-1 Значения плотности теплового потока солнечной радиации и потока ультрафиолетовой части спектра Плотность теплового потока солнечной радиации, Вт/м2 Плотность потока ульт¬ рафиолетовой- части спектра. Вт/м2 Нормаль¬ ное зна¬ чение тс ТВ 1125 1121 978 42 Солнца и связанное длиной пути солнечно¬ го луча в атмосфере, указано в табл. 3-2. Верхнее значение температуры воздуха составляет 55°С для тропического сухого климата и 45°С для тропического влажно¬ го климата, среднегодовые температуры 27°С для обоих климатов. Максимальная температура матовой черной поверхности при воздействии на нее прямого солнечно¬ го излучения составляет 85°С для климата ТС и 75°С для климата ТВ. Средние темпе¬ ратуры самого холодного и самого теплого месяцев для различных широт приведены в табл. 3-3. Средняя максимальная относительная влажность воздуха для климата ТС состав¬ ляет 80% при температуре 20°С; для климата ТВ — 95% при температуре 35°С. Влажность воздуха сопровождается осад¬ ками в виде обильной росы, туманов, лив¬ невых и длительных сезонных дождей, гро¬ зовой деятельностью. Среднегодовое количе¬ ство атмосферных осадков, выпадающих на различных широтах, приведено в табл. 3-4. Большая водность облаков в тропиках способствует появлению гроз, активизиру¬ ющихся в период дождевого сезона. Рас¬ пределение показателей средней годовой интенсивности грозовой деятельности в тропическом поясе приведено в табл. 3-5. Вредное влияние влаги на работу электроустановок зависит от ее количества, продолжительности воздействия и частоты повторения ее оседания. Особенно вредно сказывается периодическое изменение влажности и температуры как в течение суток, так и сезонов. Мезоклимат горных районов (до 2500 м) характеризуется низким атмосфер¬ ным давлением, грозами и сильными ветра¬ ми. Средний вертикальный градиент темпе¬ ратуры для мест, находящихся на высоте до 2500 м, на каждые 100 м высоты при практических расчетах может быть принят равным 0,6°С. Коэффициенты, указываю¬ щие относительную электрическую проч¬ ность воздушных промежутков для различ¬ ных высот, приведены в табл. 3-6. Электрооборудование по действующим в СССР стандартам изготовляется для ра¬ боты на высоте не более 1000 м над уров¬ нем моря. При проектировании электроус¬ тановок для районов с горным мезоклима¬ том должно быть уделено особое внимание вопросу теплоотвода от изделий, учитывая, Таблица 3-2 Интенсивность солнечной радиации Высота стояния Солнца, градусы 90 80 70 60 50 40 30 20 10 Длина пути солнечного лу¬ ча, отн. ед. 1,0 1,02 1,06 1,15 1,31 1,56 2,0 2,92 5,75 Интенсивность солнечной радиации, % 80 79 78 76 74 70 64 52 28
Таблица 3-3 Средняя температура воздуха Месяцы Средняя температура по широтам, °C 30° с.ш. 20 10 0 10° ю.ш. 20 30 Январь Июль 13,8 26,9 21,8 27,3 25,4 27,1 25,3 25,8 25,2 23,6 25,3 20,1 22,6 15,0 Таблица 3-4 Среднегодовые осадки Широта 40—30° с.ш. 30—20 20—10 10—0 0—10° ю.ш. 10—20 20—30 30—40 Среднегодовые осадки, мм 501 513 763 1677 1872 1110 607 564 • Таблица 3-5 Интенсивность грозовой деятельности в тропическом поясе Широта Средняя годовая интенсивность - грозовой деятель¬ ности * Среднее число по¬ ражений молнией в год на 1 км2 Широта Среднегодовая интенсивность грозовой деятель¬ ности . ' Среднее число по¬ ражений молнией в год на 1 км2 в днях в часах в днях в часах 30—20° с. ш. 20,0 30—40 1,4 0—10° ю. ш. 60,7 91,1— 121,4 4,3 20—10 с. ш. 30,4 45,6— 60,8 2,1 10—20 ю. ш. 46,3 70—93 3,2 10—0 с. ш. 49,6 74,4— 93,2 3,5 20—30 ю. ш. 26,3 40—53 1,8 Таблица 3-6 Относительная электрическая прочность воздушных промежутков Высота над уровнем моря, м 1000 1200 1500 1800 2000 2500 Коэффициент относительной электрической прочности воздушных промежутков 1,0 0,98 0,95 0,92 0,90 0,85 что теплоотвод пропорционален плотности воздуха. Также следует учитывать, что с уменьшением давления воздуха уменьшает¬ ся пробивное напряжение изоляции. В странах с тропическим климатом на работу электроустановок вредное влияние оказывают еще и косвенные факторы, свя¬ занные с климатом. К ним относятся: при¬ сутствие в атмосфере песка, степной пыли и пепла, микробиальная зараженность, оби¬ лие грызунов, пресмыкающихся, насекомых, а также наличие некоторых видов расти¬ тельности. Пыль, образуемая поверхностью суши сухих тропических областей, содержит до 75% неорганических веществ: преимущест¬ венно кварца, полевого шпата, в меньших количествах слюды, хлорита, руд, доломи¬ тов, встречается небольшое количество рас¬ творимых солей. Пыль влажных тропичес¬ ких областей содержит много органических составляющих — остатков насекомых, мик¬ роорганизмов, диатомовых водорослей. При песчаных бурях возникает стати¬ ческое электричество как и при грозах. Рост градиента электрического потенциала при песчаных бурях может достигнуть не¬ скольких десятков тысяч вольт на 1 м. Из различных насекомых, встречаю¬ щихся в тропических странах, наиболее опасными являются термиты. Своими челю¬ стями и выделениями, содержащими уксус-
ную, щавелевую, лимонную и другие кис¬ лоты, термиты способны повреждать и разрушать: бумагу, картон, ткани, древеси¬ ну, целлюлозу, казеин, битум, резину, кау¬ чук и в том числе искусственный, пленки, поливинилхлорид, асбест, микофоль, синте¬ тические материалы — (полиэтилен, пено¬ пласт всех марок), материалы на основе органических природных продуктов и даже мягкие металлы. Кроме того, термиты, по¬ падая внутрь приборов и аппаратов, нано¬ сят механические повреждения, нарушая работу электрических цепей и повреждая кинематику механизмов. В ряде электроус¬ тановок зафиксированы случаи поврежде¬ ния термитами даже бронированных элект¬ рических кабелей. Для электроустановок существенную опасность представляют грызуны и пресмы¬ кающиеся. Крысы способны прогрызать оболочки любых кабелей, кроме брониро¬ ванных; грызуны устраивают свои гнезда внутри машин и оборудования, повреждают материалы. Причиной коротких замыканий нередко служат змеи и ящерицы, заполза¬ ющие на открытые токоведущие части уста¬ новок. Тропическая растительность создает де¬ фицит влаги в грунте,' чем увеличивает его удельное тепловое сопротивление. Среди тропических растений следует особо отме¬ тить бамбук, Который обладает исключи¬ тельно быстрым ростом. После продолжи¬ тельного произрастания бамбука на одной площади почва оказывается сильно высу¬ шенной. Вред, который бамбук может при¬ нести, сводится к следующему: разветвлен¬ ная корневая система и выход корневищ в стебли могут служить причиной поврежде¬ ния проложенных в грунте кабелей и за¬ земляющих устройств, активный рост бам¬ бука создает опасность порчи проводов воздушных линий напряжением до 1000 В, густое сплетение корневищ бамбука, бога¬ тых кремнеземом, сильно высушивает грунт, что ведет к уменьшению его электро¬ проводности и увеличению удельного теп¬ лового сопротивления. 3-5. ВИДЫ КОРРОЗИИ Чистая атмосфера тропического сухого климата на голые провода и кабели с алю¬ миниевой и свинцовой оболочкой, прокла¬ дываемые в воздухе, существенного корро¬ зионного влияния не оказывает. В этих условиях специальной защиты кабелей от коррозия не требуется и в ряде случаев могут применяться кабели в экспортном ис¬ полнения. В зоне тропического влажного климата коррозионный процесс протекает интенсив¬ но благодаря повышенной относительной влажности воздуха. При этом агрессив¬ ность увеличивается с увеличением относи¬ тельной влажности воздуха более 75%. При наличии в атмосфере поваренной соли скорость коррозии увеличивается в не¬ сколько раз, особенно это относится к стали. В районе тропического сухого климата песчаные грунты обладают низкой корро¬ зионной активностью и имеют удельное электрическое сопротивление около 500— 600 Ом-м, а в местах с повышенной аэра¬ цией электрическое сопротивленне достигает 1000 Ом-м. Агрессивность таких грунтов но¬ сит сезонный характер и может повышать¬ ся за счет искусственного увлажнения почвы, связанного с земледелием или с пе¬ риодом обильных дождей. В указанных случаях гальванический потенциал, вызы¬ ваемый различием в химических и физиче¬ ских свойствах грунта и воды, может до¬ стигнуть 0,5 В. В тропическом влажном климате сырые грунты имеют удельное электрическое сопро¬ тивление 20—60 Ом-м и обладают постоян¬ ными коррозионными компонентами, как-то: органическими кислотами, являющимися побочными продуктами, образующимися при гниении растений; фенолами, изобилу¬ ющими в болотной воде, а также загряз¬ ненными непроточными водами. В зоне с морским мезоклиматом грунт п грунтовая вода прибрежной полосы име¬ ют низкое удельное электрическое сопро¬ тивление (чаще всего 1—5 Ом-м). Такне грунты обладают высокой и стойкой корро¬ зионной способностью. 3-6. ТРЕБОВАНИЯ К ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАМ Тепловой поток солнечной радиация, создавая дополнительный нагрев электро¬ помещений, ухудшает работу электрообо¬ рудования и вредно влияет на состояние здоровья человека. Прн помощи солнцеза¬ щитных устройств и соответствующей ори¬ ентации электропомещений можно ограни¬ чить проникновение в них солнечных лу¬ чей, а применение вентиляции позволяет значительно снизить температуру воздуха. Предельно допустимые температуры поме¬ щений указаны в табл. 3-7 (см. с. 445). Изделия изготовляются по различным категориям в зависимости от характеристи¬ ки места размещения изделий при их экс¬ плуатации. В соответствии с материалами ГОСТ составлена табл. 3-8, в которой ука¬ зана обусловленная конструкцией изделий характеристика мест для их размещения, приведены требования к электропомещенн- ям и в качестве примера указаны названия электропомещений, отвечающих этим ха¬ рактеристикам. При выборе цветной гаммы интерьера необходимо учитывать тепловой режим и характер освещения в соответст¬ вии с данными табл. 3-9. В помещениях, освещаемых ртутно-лю¬ минесцентными и металлогалогенными лам¬ пами, рекомендуется принимать цветовые гаммы, в которых преобладают зелено-го¬ лубые и голубые цвета.
Таблица 3-8 Категории изготовления изделий Исполнение изделий Категория Температура воздуха при эксплуатации^ °C Характеристика изделий и мест их размещения при эксплуатации Электроустановки (примера/ рабочая вреде льна и верх¬ няя НИЖНЯЯ сред¬ няя верх¬ няя нижняя ТВ 1 ДК +1 27 50 —10 Изделия для работы на открытом воздухе, конструктивные особенности которых обеспечивают отсутствие дополнительно¬ го превышения температуры обмоток, изоляционных узлов, контактов и узлов трения вследствие нагрева изделий солнеч¬ ными лучами Открытые электроуста¬ новки т, тс —10 55 —20 т, тс 1 — 50 — — Изделия для работы на открытом воздухе, окрашенные в белый или серебристо-белый цвет, конструктивные особенно¬ сти которых не обеспечивают отсутствие дополнительного пре¬ вышения температуры обмоток, изоляционных узлов, контак¬ тов и узлов трения вследствие нагрева изделий солнечными лучами То же т, тс 1 **— 55 — —— — Изделия для работы на открытом воздухе, окрашенвые в любой цвет, кроме белого и серебристо-белого, конструктив¬ ные особенности которых не обеспечивают отсутствие допол¬ нительного превышения температуры обмоток, изоляционных узлов, контактов, .узлов трения вследствие нагрева изделий солнечными лучами » » ТВ т,' тс 2 45 1 —10 27 50 55 —10 —20 Изделия для работы в помещениях, где колебания темпера¬ туры и влажности воздуха несущественно отличаются от ко¬ лебаний на открытом воздухе и имеется сравнительно свобод¬ ный доступ наружного воздуха Установки в раскрытых цехах (без стен)
Продолжение табл. 3-8 Исполнение изделий категория Температура воздуха при эксплуатации, °C Характеристика изделий и мест их размещения при эксплуатации Эле ктроустановии (примеры) рабочая предельная верх¬ няя НИЖИ яя сред¬ няя верх¬ няя НИЖНЯЯ ТВ 3 45 1 27 50 —10 Изделия для работы в закрытых помещениях с естествен¬ ной вентиляцией, без искусственно регулируемых климатиче¬ ских условий, где колебания температуры и влажности возду¬ ха и воздействие песка и пыли существенно меньше, чем на открытом воздухе Помещения КТП, ка¬ бельные сооружения с естественной вентиля¬ цией т, тс —10 55 —20 ТВ 4 45 1 50 1 Изделия для работы в помещениях с искусственно регули¬ руемыми климатическими условиями Помещения КВПП, ЩСУ, РУ напряжением до 1000 В и выше, элек¬ тромашинные помещения т тс 27 55 ТВ. т, тс 4,1 25 10 20 40 1 Изделия для работы в помещениях с кондиционированным и частично кондиционированным воздухом Помещения оператор¬ ские, диспетчерские и по¬ стов управления ТВ, т, тс 5 35 1 10 35 1 Изделия для работы в помещениях с повышенной влаж¬ ностью Кабельные сооружения, не имеющие вентиляции
Таблица 3-7 Допустимые температуры помещений Электропомещения Максимально допустимая тем¬ пература поме¬ щений. °C, при температуре наружного воздуха 30 °C 40°С Распределительные уст¬ ройства напряжением до 1000 В и выше 40 40 Помещение КТП 40 45 Электромашинные по¬ мещения, помещения комплектных выпрями¬ тельных полупровод¬ никовых подстанций 35 40 Помещение ПСУ 30—35 40 Электроустановки в це¬ хах Температура цеха Кабельные туннели 35 45 Помещения с постоян¬ ным присутствием об¬ служивающего персо¬ нала 25-28 28—30 Таблица 3-9 Цветовая гамма электропомещений Характеристика элек тропомещени Й Климат Рекомен¬ дуемая цветовая гамма Электропомещения с естественным освеще¬ нием ТВ, тс Холодные тона Электропомещения с тепловыделением 0,025 кВт/м3 и более ТВ, тс Холодные тона Электропомещения без естественного освеще¬ ния, ‘ имеющие ограж¬ дающие строительные конструкции с малой теплопроводностью и по¬ вышенной теплоустойчи¬ востью тс Теплые тона То же ТВ Холодные - тона 3-7. СОЛНЦЕЗАЩИТНЫЕ УСТРОЙСТВА ЭЛ ЕКТРОУСТА НОВОК Планировка электропомещений. Для защиты электропомещений от инсоляции и вызываемого ею. нагрева электропомещения следует ориентировать по странам света и предусматривать аэрацию зданий. Во влаж¬ ном тропическом климате площадь оконных проемов в электропомещениях с обслужива¬ ющим персоналом не должна превышать 10—12% площади пола, а в сухом тропи¬ ческом климате 6—8%. Остекленные окон¬ ные проемы должны быть снабжены солн¬ цезащитными устройствами, снижающими так называемый тепличный эффект и пере¬ грев помещения, или затенены экранами, противостоящими зданиями, зелеными на¬ саждениями. Для снижения температуры 'и уменьше¬ ния относительной влажности воздуха в помещениях должна предусматриваться вентиляция, ’ обеспечивающая в электропо¬ мещениях допустимые температуры соглас¬ но табл. 3-7. Для открытых электроустановок необ¬ ходимо предусматривать затеняющие на¬ весы и боковые закрытия, использовать тень от зеленых насаждений, размещать электрооборудование на расстоянии не ме¬ нее чем 1—2 м от нагретой земной поверх¬ ности, окрашивать оборудование в отра¬ жающие глянцевые тона (белый, серебри¬ сто-белый). В районах влажного тропического кли¬ мата ни герметизация, ни устройство двой¬ ных стенок нё могут , устранить явление выпадания росы в комплектных распреду¬ стройствах наружной установки. Единст¬ венным средством является устройство приточно-вытяжной вентиляции и внутрен¬ него обогрева. Для помещений — диспетчерских, пос¬ тов управления и т. п., в которых постоян¬ но находится персонал, должны быть соз¬ даны комфортные условия. Солнцезащита открыто проложенных кабелей и токопроводов. Для кабелей и то- копроводов, прокладываемых в воздухе, в условиях тропического климата существен¬ ным является не только повышенная темпе¬ ратура окружающего воздуха, но и допол¬ нительный нагрев прямыми солнечными лу¬ чами. Для определения допустимой длительной токовой нагрузки на кабель, когда температура окружающего воздуха превышает нормируемую, должны быть введены понижающие коэффициенты. Ука¬ занные коэффициенты, приведенные в табл. 3-10, определены через один градус увеличения фактической температуры по сравнению с расчетной. Верхнее значение фактической температуры принято равным 55°С. В качестве фактических температур приняты максимальные среднесуточные. Расчетная температура воздуха принята 25°С. Длительно допустимые токовые на¬ грузки на кабели различных напряжений приняты в соответствии с максимальными допустимыми температурами нагрева: 80°С—-до 3 кВ; 65°С —до 6 кВ; 60°С — до 10 кВ; 50°С — до 20 кВ и 70°С— для токопроводов. Сложнее определить допустимые токо¬ вые нагрузки для открыто проложенных кабелей, подвергающихся непосредственной солнечной радиации. Солнечный нагрев не
Таблица 3-10 Поправочные коэффициенты на температуру воздуха Максимально допустимая температура нагрева, °C Фактическая температура воздуха, °C 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40' 50 п,98 0,96 0,94 0,92 0,89 0,87 0,85 0,82 0,80 0,77 0,75 0,72 0,69 0,66 0,63 60 0,59 0,97 0,56 0,94 <1.9з 0,91 0,89 0,88 0,86 0,85 0,83 0,81 0,79 0,77 0,76 65 0,99 0,98 0,96 0,95 0,94 0,92 0,91 0,89 0,88 0,87 0,85 0,84 0,82 0,81 0,79 70 0,99 0,98 0 97 (5,95 0,94 0,93 0,92 0,91 0,89 0,88 0,87 0,86 0,84 0,83 0,82 80 0,90 0,98 0,97 0,96 0,95 0,94 0,93 0,92 0,91 0,90 0,89 0,88 0,87 0,86 0,85 Максимально допустимая температура нагрева, °C Фактическая температура 'воздуха, °C 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 50 0,60 0,57 0,53 0,49 0,45 0,10 0,35 0,28 0,20 0,00 . 60 [1, 74 0,72 0,70 0,08 0,65 о,63 0,61 0,59 0,56 0,53 0,51 0,48 0,45- 0,41 0,38 65 0,77 0,76 0,74 0,72 0,71 0,69 0,67 0,65 0,63 0,61 0,59 0,57 0,55 0,52 0,50 70 0,80 0,79 0,77 0,76 0,75 0,73 0,71 0,70 0,68 0,67 0,65 0,63 0,61 0,60 0,58 80 0,84 0,83 0,82 0,81 0,80 0,79 0,77 0,76 0,75 0,74 0,73 0.71 0,70 0,60 0,67 Таблица 3-11 является постоянным и зависит от интен¬ сивности, связанной с географической ши¬ ротой и высотой стояния Солнца, а так¬ же от расположения кабеля по отношению к падающим солнечным лучам, площади нагрева кабеля и способности его поверх¬ ности абсорбировать солнечные лучи. Рас¬ четы, связанные с определением нагрева кабеля за счет солнечной радиации, сводят¬ ся в основном К определению избыточного тепла, воспринимаемого кабелем за счет инсоляции, которое в начале процесса на¬ грева будет максимальным. Количество теплоты Q, получаемое за счет солнечной радиации и поглощаемое поверхностью кабеля на единицу длины, может быть определено из следующего вы¬ ражения: <2 = ЛаКЕ, где /га — коэффициент абсорбции; F — площадь облучаемой поверхности, см2; Е— солнечная радиация, Вт/см2. Для решения данного уравнения ориен¬ тировочное значение коэффициента fea, ха¬ рактеризующего поглощательную способ¬ ность, оболочки и защитных покровов кабе¬ ля, может быть принято по данным табл. 3-11. За площадь облучаемой поверхности принимается площадь’ проекции единицы длины кабеля на плоскость, перпендикуляр¬ ную падающим солнечным лучам. В этом случае площадь проекции численно будет равна внешнему диаметру кабеля. Рассмат¬ ривая вопрос нагрева за счет солнечной ра¬ диации, следует учитывать, что облучатель- ная способность Солнца для данной мест¬ ности неодинакова в течение суток и зави¬ сит от высоты стояния Солнца (см. табл. 3-2). Некоторое увеличение теплообмена Коэффициент абсорбции Кабельные оболочки, защитные покровы и покрытия fea Оболочки: свинцовая 0,60—0,85 алюминиевая 0,25—0,45 пластмассовая (темная) Покровы: 0,60—0,75 стальная лента (броня) 0,80—0,90 кабельная пряжа (джуто¬ вая оплетка) 0,85—0,95 Покрытия: слюдяные чешуйки 0,25—0,35 меловые 0,20—0,30 кабелей, связанное с перемещением воздуш¬ ных потоков, в расчет не принимается из-за непостоянства направления и скорости ветра. По литературным данным для кабелей, находящихся под непосредственным воздей¬ ствием тропических солнечных лучей, допол¬ нительный инсоляционный нагрев составля¬ ет в среднем около 15°С, а при определен¬ ных условиях, например для горизонтально расположенных кабелей, может достигнуть даже 20°С и более. Таким образом, в слу¬ чае прямой солнечной радиации и темпера¬ туры окружающего воздуха 40—45°С до¬ пустимая длительная токовая нагрузка для некоторых марок кабелей даже при малом коэффициенте абсорбций составит всего 30—40% нормируемой величины. Естествен-
но, что использование кабелей в таких ус¬ ловиях недопустимо. Когда же прокладка кабелей на воздухе вызывается необходимо¬ стью, например в цехах с раскрытым техно¬ логическим оборудованием, т. е. в цехах от¬ крытого типа — без боковых стен, при раз¬ мещении кабелей на наружных колоннах и стойках, а также когда прокладка кабелей ведется снаружи по стенам промышленных зданий или по эстакадам, следует предус¬ матривать солнцезащитные устройства. Защита кабелей от прямой солнечной радиации является обязательной во всех случаях, даже если кабели не имеют пол¬ ной токовой нагрузки в дневное время, как, например, в сетях электрического освеще- Рис. 3-1. Эстакада с солнцезащитными эк¬ ранами. ния. Это вызывается тем, что от действия тропических солнечных лучей, озона, кис¬ лорода, температуры и влажности воздуха изменяются электроизоляционные и физико¬ механические свойства кабельных материа¬ лов й происходит их старение. Процесс ста¬ рения материалов проходит быстрее под действием лучей потока ультрафиолетовой части спектра солнечной радиации. На рис. 3-1 в качестве примера представлен гале¬ рейный тип эстакады. Солнцезащитные уст¬ ройства выполнены в виде наклонных экра¬ нов 1 с рядом планок, расположенных на некотором расстоянии’ друг от друга под углом к вертикали. Путем подбора наклона планок создается падежное закрытие кабе¬ лей от солнечных лучей. Вентиляция осу¬ ществляется через отверстия в полу эстака¬ ды и между планками. Длительно допустимый ток нагрузки на алюминиевые шины токопровода установлен пт>и температуре окружающего воздуха 25°С. Когда максимальная среднесуточная температура воздуха превышает расчетную, для токовых нагрузок на шины вводятся поправочные коэффициенты на фактическую температуру воздуха, приведенные в табл. 3-10. В условиях влажного тропического кли¬ мата в целях зашиты токопроводов от лив¬ невых дождей необходимо в местах вводов токопроводов защищать их крышей по дли¬ не на 1,5—2,0 м. 3-8. ЗАЗЕМЛЕНИЕ Проектирование заземляющих устройств электроустановок, находящихся в тропиче¬ ских странах, должно проводиться с учетом климатических 'факторов. Высокая темпера¬ тура и ее резкие периодические изменения, инфракрасные и ультрафиолетовые солнеч¬ ные излучения, насыщенность воздуха водя¬ ными парами, появление росы ведут к раз¬ рушению изоляции, увеличению токов утечки, способствуют появлению потенциа¬ ла на корпусах электрооборудования, на рукоятках приборов управления и приводах аппаратов. При постоянной влажности те¬ ла, одежды и обуви обслуживающего персо¬ нала создаются условия, при которых зна¬ чительно возрастает опасность поражения электрическим током работающих в элек¬ троустановках. В связи с этим необходимо предъявлять повышенные требования к за¬ земляющим устройствам. Согласно ГОСТ 15151-69 заземлению подлежат стационар¬ ные изделия исполнений Т, ТВ, ТС, рабо¬ тающие под напряжением выше 12 В. Для увеличения надежности все крупное элек¬ трооборудование -(ДТП, КРУ, преобразова¬ тели, электродвигатели и т. п.) заземляется двумя проводниками и только мелкие из¬ делия (светильники, сигнальные устройства, кнопки и др.) -заземляются одним проводни¬ ком. Осветительное электрооборудование (шкафы, щитки, ящики, коробки и т. п.), в которое вводятся две или три фазы, зазем¬ ляется двумя проводниками. Устройства, пи¬ таемые от фазы и нуля, могут заземляться одним проводником. В качестве заземляю¬ щих проводников при двукратном заземле¬ нии следует использовать, во-первых, нуле¬ вую жилу кабеля или специально проклады¬ ваемую стальную полосу, а во-вторых —• стальную трубу, в которой проложен этот кабель. В целях заземления могут быть ис¬ пользованы оболочки двух кабелей, две стальные трубы электропроводки, стальная труба и металлическая оболочка проложен¬ ного в ней кабеля. Стальные трубы могут использоваться в качестве заземляющих проводников только при условии соединения их между собой при помощи сварки. Рель¬ сы внутрицехового транспорта могут быть использованы только в качестве дополни¬ тельных соединений, например для созда¬ ния замкнутых контуров в сети заземления. Заземляющими проводниками могут слу¬
жить строительные конструкции, элементы которых соединены сваркой между собой и магистралями заземления. При этом в ка¬ честве основных заземлителей электроуста¬ новок в условиях тропиков используются искусственные очаги заземления, выполня¬ емые с помощью стальных стержней или угловой стали и труб. Естественные зазем¬ лители рассматриваются лишь как дополни¬ тельные (к таким заземлителям в первую очередь относятся металлические трубы производственного и пожарного водопро¬ вода, обсадные трубы артезианских колод¬ цев, металлические конструкции строений, имеющие связь с землей, а также свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле). Электрические свойства грунта опреде¬ ляются его удельным электрическим сопро¬ тивлением, которое в тропиках зависит от очень многих условий. Электропроводность грунта определяется его структурой, клима¬ тическими факторами и, в частности, со¬ держанием воды и растворенных в ней со¬ лей, способностью грунта поглощать воду и в некоторой степени температурой. Так как грунт имеет отрицательный температур¬ ный коэффициент, то с повышением тем¬ пературы его удельное электрическое сопро¬ тивление уменьшается, конечно, при усло¬ вии, что влажность остается неизменной. В анизотропных породах проводимость за¬ висит от расположения в этих породах слоев. Так, например, вдоль залегания слоев проводимость может оказаться в 100 раз большей, чем в перпендикулярном направ¬ лении. При расположении заземлителей в районе уровня грунтовых вод сопротивле¬ ние заземлителей может уменьшиться в 1,5—2 раза. Сказанное показывает, что не¬ обходимо в каждом отдельном случае про¬ изводить измерения удельного электриче¬ ского сопротивления грунта, литературные сведения могут служить лишь для опреде¬ ления порядка сопротивления. Удельное электрическое сопротивление, измеренное в период сезона тропических ливней, может дать искаженное представле¬ ние о значении и повлиять на правильность расчета заземлителей. Удельное электриче¬ ское сопротивление в местах предполагаемо¬ го размещения искусственных заземлителей обязательно должно быть измерено в пери¬ од, когда оно является наибольшим. Если удельное электрическое сопротивление ока¬ жется более 2-104 Ом-см, то для его сни¬ жения в проектах следует предусматривать специальную обработку грунта. Это может быть достигнуто периодической или по¬ стоянной подпиткой грунта водой, если в нем содержится не менее 2—4% раствори¬ мых солей, а для грунтов, не содержащих солей — периодической подпиткой 5%-ным раствором поваренной соли. Применение для подпитки грунта медного купороса, а так¬ же подсыпки в грунт древесного угля или кокса не рекомендуется. Медный купорос представляет собой некоторую опасность с точки зрения возможности проникновения его раствора в воду питьевых колодцев, а уголь и кокс способствуют увеличению кор¬ розии металлов. Частота обработки грунта зависит от его физико-химических свойств, так, например, глинистые грунты обыкновен¬ но обрабатываются 1 раз в 8—10 лет, тогда как песчаные и пористые — 1 раз в 2 года. Для постоянной подпитки водой грунта око¬ ло заземлителей должна быть водопровод¬ ная сеть. Сопротивление заземляющей по¬ лосы, соединяющей между собою отдельные электроды, поскольку она располагается в верхнем просохшем слое грунта, как прави¬ ло, в расчет не принимается. Для соедине¬ ния электродов между собой применяется сталь полосовая сечением 30X5 или 40Х Х5 мм с проводящим антикоррозионным покрытием. Заземлители должны разме¬ щаться на расстоянии не менее 1,5 м от фундаментов здания; если же вокруг здания подсыпка выполнена строительным мусором, то заземлители располагаются за предела¬ ми этой подсыпки. В агрессивных грунтах в качестве заземлителей применяются чугун¬ ные толстостенные трубы диаметром 4" с очищенной от лакового покрытия против коррозии наружной поверхностью, а в не¬ агрессивных грунтах, имеющих удельное электрическое сопротивление менее 2-ІО4 Ом-см, могут быть использованы стальные оцинкованные трубы, угловая сталь или стальные стержни. Когда требу¬ ется постоянная подпитка грунта водою, вокруг электродов устраиваются небольшие железобетонные или кирпичные колодпы. Труба-заземлитель проходит через дно ко¬ лодца, который по мере надобности заполня¬ ется водой. Способ подвода воды к колод¬ цам решается проектом. Железобетонный колодец с чугунной трубой-заземлителем, подключенный к постоянной водопроводной Рис. 3-2. Заземляющее устройство в виде колодца с трубой-заземлителем. сети, изображен на рис. 3-2. Труба-заземли¬ тель 1 проходит через дно колодца 3, кото¬ рый по мере надобности заполняется водой из подведенной в колодец водопроводной
трубы 4. Трубы-заземлители соединяются между собой заземляющей полосой 2. Кроме климатических факторов при проектировании заземлений следует учиты¬ вать требования норм страны-заказчика, ко¬ торые в основном касаются значений напря¬ жения прикосновения, сопротивления зазем¬ ляющего устройства и его конструктивного выполнения, СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 3-1. Воронина В. Л. Опыт проектиро¬ вания зданий в странах тропического кли¬ мата. — М.: Стройиздат, 1966. 3-2, Занис Е„ Замаев Г. Влияние тепло¬ защитного остекленения на цветовой ком¬ форт помещений. — Техническая эстетика, 1969, №4, с. 20—22. 3-3. Маслов В. В. Электрооборудова¬ ние для тропического и холодного клима¬ та.— М.: Энергия, 1971. 3-4. Никельберг В. Д. Монтаж электро¬ оборудования в районах с тропическим кли¬ матом.— М.: Стройиздат, 1971. 3-5. Юсов С. А. Проектирование про¬ мышленных зданий в тропическом клима¬ те. — М.: Изд. Университета' дружбы наро¬ дов имени Патриса Лумумбы, 1966. 3-6. Ясевич В. С. Проектирование про¬ мышленных электроустановок для стран с тропическим климатом. — Л.: Энергия, Ле- нингр. от-ние, 1974.
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ А / Автоматическое включение резерва 399 Автотрансформаторы 192 Агрегаты зарядно-лодзарядные 334 — кремниевые выпрямительные 273 — преобразовательные 268, 297, 300 ■ промышленного транспорта 289 схемы 269 Аппараты электрические, выбор и провер¬ ка 139, 147 допустимая температура нагрева ча¬ стей 32 схемы управления 420 Б Батареи аккумуляторные 333, 345 Блоки питания и заряда 335, 341, 349 В Величины электрические 9 ■ измерения 431 Вещества взрывоопасные 22 — пожароопасные 22, 28 возгораемость 18 • коррозионная стойкость 16, 18 химические свойства (жидкостей и га¬ зов) 16, 23 Включение повторное автоматическое 404 Выключатели 170 — быстродействующие воздушные 293 — внутренней установки 170, 173 — выбор и проверка 146, 223 ■— нагревательные устройства 174 — нагрузки 224 ■— наружной установки 172, 173 ■— тип камер 250 Выпрямители 273, 279 Высшие гармонические 78, 273 Г Глубокие вводы 212 Грозовая деятельность 319 Д Двигатели, защита 383 — параметры 419 — самозапуск 414 — химический состав среды для испыта¬ ния 14 Дроссели насыщения 277 Е Единицы физических величин, десятичные кратные и дольные 8 — Международная система (СИ) 7 3 Затраты 65 — приведенные 308 Защита плавкими предохранителями 398 Защитные промежутки 330 И Изоляторы, выбор и проверка 161, 191 — количество для крепления проводов и шин 245 Изоляция, измерение, контроль 433 Источники питания 208 ■ аварийные 209 независимые 208 оперативного тока 330 К Кабели, выбор и проверка 161 — в цепи питания электромагнитов выклю¬ чателей 348 — солнцезащита 445 Капитальные вложения 65 Климат тропический 439 ■ допустимые температуры помещений 445 свойства 440 сопротивление грунта 448 цветовая гамма помещений 445 Конденсаторы 313, 330, 350 — комплектные 315 — установки, схемы включения 314 Короткие замыкания НО ■ выбор и проверка аппаратов и про¬ водников на электродинамическую и тер¬ мическую стойкость 139 расчет сопротивлений 111 — — расчетные схемы и схемы замещения 115 Короткозамыкатели 175, 224 Л Линии электропередачи воздушные, защи¬ та от атмосферных перенапряжений 319 ■— токов короткого замыкания 390 наименьшие расстояния между пе¬ ресекающимися линиями 321 .— проводами 321 — ■— и грозозащитным тро¬ сом 319 токоведущими н зазем¬ ленными частями 320
м Масляное хозяйство 265 . Материалы, классификация по степени воз¬ гораемости 18 —- проводниковые 14 — физические и химические свойства 14 — электроизоляционные 15 Молниезащита 318 Молниеотводы 322 Мощность максимальная 34 — номинальная 33 ■— потери 193, 202 — реактивная, компенсация 305, 306, 313 ■—•—— коэффициент 305 — ряды номинальных значений для транс¬ форматоров и автотрансформаторов 202 — средняя 34 Н Нагрузки электрические, максимальные 46, 62 годовое число часов использования 44 машин контактной сварки 50 на разных ступенях электроснабже¬ ния 64 основные величины 33 пиковые и однофазные 46, 49, 61 расчеты 33, 35 резкопеременные, прокатных станов и дуговых электросталеплавильных печей 57 средние за. наиболее загруженную смену. 34 суммарный график 60 Напряжение восстанавливающееся, расчет 143 — выпрямленное 271 •— испытательное 327 — колебания 77 при ударной нагрузке 85 — коэффициент несинусоидальности 78 неуравновешенности 72 — несинусоидальность формы кривой 72 — номинальное 30 — падение 73, 193 — потери 58, 73 — регулирование 197 автоматическое 409 — среднее 115 — у электроприемников, расчет 75 О Обозначения в электрических схемах бук¬ венные (позиционные) 12 — ■ — графические 9 Отделители 175, 224 Отчисления амортизационные от основных фондов, нормативы 69 — на текущий ремонт 71 Ошиновка 245 . П Перенапряжения атмосферные, защита 318 Подстанции, вентиляция и отопление 253 — внутрицеховые 257, 262 Подстанции во взрывоопасных и пожаро¬ опасных зонах 107 —- главные, понизительные 209 — глубокого ввода 209 — допустимые расстояния до токоведущих частей 246, 263 — дороги подъездные 268 — защита 321, 368 — комплектные 289 — компоновочные решения 24.2, 257, 283 — пневматическое хозяйство' 264 — преобразовательные 268, 280 для питания цеховых сетей постоян¬ ного тока 287 схемы, расположение, конструктивные решения 280 — приближение к зданиям по условиям взрыво- и пожаробезопасности 109, 244, — размещение 103, 104 — —во взрывоопасных зонах 107 — —в пожароопасных зонах НО — схемы соединений 220, 222, 225, 269, 281 — требования к компоновке' по противо¬ пожарной безопасности 243 — тяговые однофазные переменного тока 305 постоянного тока 296 компоновочные решения 305 — узловые распределительные 209 Помещения, классификация 30 Предохранители высокого напряжения 178, 224 — выбор и -проверка 152 Приборы измерительные 433 схемы включения 429—431 Приводы выключателей 174 — короткозамыкателей 177 — отделителей 177 — разъединителей 176 Провода, номинальные диаметры и сечения 30 Проводники, выбор и проверка 161—169 — температура нагрева, кривые 161 Пыли взрывоопасные 24 Р Разгрузка по частоте автоматическая 402 Разрядники вентильные, трубчатые 327 Разъединители 175 Расчет технико-экономический 65 Реакторы 179 — выбор и проверка 153 Релейная защита комплектных преобразо¬ вательных подстанций 377 конденсаторных установок 397 от внешних коротких замыканий 363 — замыканий в обмотках трансфор¬ маторов 358 передача отключающего импульса 368 ■ полупроводниковая 412 преобразовательных агрегатов 373 — — расчеты 378 —■ — токопроводов 395 ■ трансформаторов 360 — — электродвигателей 383 электропечных установок 389 Ремонт капитальный, текущий, затраты ос¬ новных средств 71
с Сигнализация аварийная и предупреждаю¬ щая 423—425 Система измерения электрических величин 432 — информационно-измерительная 427 учета электроэнергии автоматизи¬ рованная 432 — учета электроэнергии 426 — электроснабжения 206 безотказность, долговечность, надеж¬ ность, ремонтопригодность 88 время восстановления поврежденных элементов 91 — — данные о повреждаемости элементов 91 кратность резервирования 89 — — минимально допустимые перерывы в электроснабжении 92 — — оценка надежности 98 — — схемы 212, 232 магистральные 213 при наличии особой группы первой категории электроприемников 220 радиальные 212 ущерб от перерыва питания 94 Схемы замещения 111, 115 — распределения электроэнергии 211 Счетчики электроэнергии, класс точности 426 с фиксацией максимума нагрузки 426 Т Токи выпрямленные 271 — емкостные допустимые 327 — замыкания на землю, компенсация 411 — искажения формы кривой под влиянием выпрямителей 273 — короткого замыкания 110, 123 — в установках выше 1000 В 114 до 1000 В 132 с учетом влияния электродвигате¬ лей 120, 138 тепловой импульс 140 — номинальные 30 — оперативные, выпрямленные, перемен¬ ные, постоянные 330 — пиковые 50 — составляющие при коротком замыкании 118, 129 Трансформаторы дли питания преобразова¬ тельных установок 297 . — измерительные, класс точности 426 — напряжения 190, 159 — тока 182 — автотрансформаторы 192, 198 аварийные перегрузки 196 выбор и проверка 156 числа и мощности 101 — — — габарит и масса 203 диаграммы векторов напряжений 195 допустимые перегрузки 196 защита 358, 360 испытание изоляции нейтрали 327 охлаждение 196 системы, условные обозначения 193 потери мощности 202 регулирование напряжения 197 — ряды номинальных мощностей 202 сопротивления и проводимости об¬ моток 111, 192 — схемы и группы соединений обмо¬ ток 194 технические данные 198 — допуски 202 У Устройства выпрямительные, комплектные 274 — грузоподъемные 268 — зарядные 333, 335 — компенсирующие 305, 313 — маслоприемные 252, 261, 266 — распределительные 244 230 В 289 закрытые, температурный режим 252 открытые, компоновка 244 размещение во взрыве- и пожаро¬ опасных зонах 107, 110 Ф Фильтро-компенсирующие устройства 80 Фильтры высших гармонических силовые 80,85 — расчет и выбор 82 Ч Частота, допустимые отклонения 73 Число часов работы предприятия, годовое 34 Ш Шины 245 — выбор и проверка 161, 245 Э Электрические процессы, регистрация 432 Электрооборудование, влияние высоты ме¬ ста установки и температуры окружаю¬ щей среды 22 — климатические условия работы 19, 22 — ремонт текущий, основные средства 71 — степень защиты от внешней среды 21 — прикосновения, влаги, попадания посторонних предметов 20 Электропомещения, наименьшие размеры коридоров обслуживания и проходов 259, 263 — цветовая гамма в тропическом климате 445 Электроприемники, допустимое время в перерыве электроснабжения 92 — категория по бесперебойности электро¬ снабжения 99 —- коэффициент включения и загрузки 51 использования мощности, спроса 35 максимума 46 Электроэнергия, контроль качества. 432 — мероприятия по улучшению качества 74 — показатели качества 71 — потери 49 — расход 34, 44 — учет 426 автоматизированный 427 Энергоисгюльзование 44
ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ ПОД ОБЩЕЙ РЕДАКЦИЕЙ Н. С, МОВСЕСОВА, А. М. ХРАМУШИНА
СПРАВОЧНИК ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПОД РЕДАКЦИЕЙ В. И. КРУПОВИЧА, Ю. Г. БАРЫБИНА, М. Л. САМОВЕРА ИЗДАНИЕ ТРЕТЬЕ, ПЕРЕРАБОТАННОЕ И ДОПОЛНЕННОЕ МОСКВА ЭНЕРГИЯ 1»80
ББК 31.279 С 74 УДК [658.26: 621.31] (03) Составители: И. С. Бабаханян, А. А. Бейдер, В. И. Вертебный, А. В, Геллер, А. Н. Глазков, Л. Б. Годгельф, Б. Я. Душаикий, А. А. Ермилов, Э. Б. Звагельский, Э. М. Каждая, А. Э. Каждая, П. Н. Клейн, И. В. Корзун, В. И. Корогодский, Ф. Э. Кримкер, К. М. Круглякова, В. Б. Куинджи, Г. Р. Миллер, М. П. Рябов, Е. И. Сегал, А. М. Семчинов, С. А. Халезов, Н. П. Шелепин, С. Г. Шестаков, Ю. А. Юровицкий, В. С. Ясевич Справочник по проектированию электроснаб- С74 жения/Под ред. В. И. Круповича, Ю. Г. Барыбина, М. Л. Самовера.— 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Энергия, 1980. — 456 с., ил.— (Электроустановки промышленных предприятий.) В пер. 2 р. 90 к. Справочник содержит технические решения систем электроснаб¬ жения промышленных предприятий, направленные на повышение на¬ дежности н экономичности электроустановок. Второе издание вышло в. 1974 г. под названием «Справочник по проектированию электроснабжения, линий электропередачи и сетей». В третьем издании все разделы переработаны и дополнены с учетом передового опыта, а также изменений в требованиях нормативных до¬ кументов. Для инженерно-технических работников, занимающихся проекти¬ рованием электроустановок промышленных предприятий. 30312-269 С — 98-80. 2302050000 - 051(01)-80 ББК 31.279 6П2.1 СПРАВОЧНИК ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ Редактор И. С. Копытова Редактор издательства Л. В. Копейкина Переплет художника Е. ЕЕ Волкова Художественный редактор Д. И. Чернышев Технические редакторы Л. В. Иванова, Г. Г. Самсонова Корректор М. Г. Гулина ИБ № 2098 Сдано в набор 29.11.79. Подписано в печать 27.05.80. Т-11202. Формат 70X108V1B- Бумага типографская № 2. Гари, шрифта литературная. Печать высокая. Усл. печ. л. 39,90. Уч.-изд. л. 46,61. Тираж 40 000 экз. Заказ № 203. Цена 2 р. 90 к. Издательство «Энергия», 113114, Москва, М-114, Шлюзовая наб.. 10 Владимирская типография «Союзполиграфпрома» при Государственном комитете СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли 600000, г. Владимир. Октябрьский проспект, д. 7 © Издательство «Энергия», 1980 г.