Выбор напряжений
Возможные режимы работы электрических систем.
- Нормально установившейся режим.
Это когда значение основных параметров (частота и напряжения) равны = номинальным или находятся в пределах допустимых отклонениям от них, значение токов не превышают допустимых величин по условиям нагрева. Нормальным считается режим при включении и отключении мощных линии или трансформаторов, а так же для резко переменных (ударных) нагрузок.
- Переходный не установившийся режим.
Система переходит из установившегося нормально состояния в другое установившееся с резко изменившимися параметрами, этот режим считается аварийным и наступает при внезапных изменениях в схеме и резких изменениях генераторных и потребляемых мощностей.
Во время аварийного переходного режима параметры режима системы могут резко отклонятся от нормированных значениях.
- После аварийный установившийся режим.
Наступает после локализации аварий в системе. Этот режим чаще всего отличается от нормального так как в результате аварий один или несколько элементов системы (генератор, трансформатор, линия) будут выведены из работы. При этом режиме может возникнуть дефицит мощности, когда мощность генераторов оставшихся в работе части системы, меньше мощности потребителей.
Напряжение электрических сетей
Первичные обмотки трансформаторов независимо от того повышающие они или понижающие, играют роль потребителей электроэнергии.
Генераторы электрических станции и вторичные обмотки трансформаторов находятся в начале питаемой ими сети, поэтому их напряжение должны быть выше номинально напряжения приемников на величину потерь напряжения в сети. Обычно принимают номинальное напряжение вторичных обмоток трансформатора на 5-10% выше (напряжение) номинального для электроприемника или сети.
17 сентября 2012 кВт – киловат, кВ – киловольт,
Номинальное напряжение электрических систем
Номинальное напряжение источников и сети (кВт) | Номинальные междуфазные напряжения на зажимах (кВ) | ||
генераторов | трансформаторы | ||
Первичной обмотки | Вторичной обмотки | ||
0,22 | 0,23 | 0,22 | 0,23 |
0,38 | 0,4 | 0,38 | 0,4 |
0,68 | 0,69 | 0,66 | 0,69 |
(3) | (3,15) | (3) | (3,15) |
6,3 | 6 и 6,3* | 6,3 и 6,6 | |
10,5 | 10 и 10,5* | 10,5 и 11 | |
20 и 21* | |||
̶ | 38,5 | ||
̶ | 115 и 121 | ||
(150) | ̶ | (150) | (158) |
̶ | 230 и 240 | ||
̶ | |||
̶ | ̶ | ||
̶ | ̶ | ||
̶ | ̶ |
Напряжения, указанные в скобках для вновь проектируемых сетей не рекомендуется
Знаком (*) отмечены напряжение трансформаторов, присоединяемых непосредственно к шинам генераторного напряжения электрических станции или к выводам генераторов.
Напряжение каждого звена системы, электроснабжения, должно выбираться с учетом напряжении смежных звеньев. На основании технико-экономических сравнении, вариантов, выбор напряжения производится в следующих случаях;
- Имеется возможность получения энергии от источника питания при двух и более напряжениях.
- Предприятие с большой потребляемой мощностью нуждается в сооружении или значительном расширении существующих районных подстанции, электростанции или сооружении собственной электростанции.
- Имеется связь электростанции предприятии с районными сетями.
При выборе вариантов предпочтение следует отдавать варианту с более высоким напряжением. Для питания больших предприятии на первых ступенях распределения электроэнергии, следует применять напряжение 110, 220 и 330 кВ.
Напряжение 35 кВ следует применять для частичного, внутризаводского распределения электроэнергии в случающих случаях;
- При наличии крупных электроприемников питающихся напряжением 35 кВ.
- При наличии удаленных от источников питания нагрузок.
Напряжение 20 кВ следует применять для электроснабжения отдельных объектов предприятия, это могут быть:
— рудники;
— карьеры;
— определенные населенные пункты.
Напряжение 10 кВ применяют для распределительных сетей, от которых питаются электродвигатели мощность от 350 и до 630 кВ.
Напряжение 6 кВприменяется, когда имеется электроприемники номинального напряжения 6 кВ и их суммарное мощность приближается к половине мощности трансформатора, а так же если возможно ограничения токов короткого замыкания на шинах 6 кВт, без значительного усложнения схемы. Оно так же применяется при схеме электроснабжения блок-трансформатор-двигатель, если число двигателей 6кВт не велико, мощности их значительны, и они расположены, обособлено друг от друга.
Напряжение 380/220 вольт должно применяться для питания силовых и осветительных электроприёмников от общих трансформаторов.
Напряжение 660 вольт, для внутрицехового электроэнергии чаще всего применяется:
— при значительном количестве двигателей мощностью от 350 до 630 кВ,
— при длинных и разветвленных сетях напряжением до 1000 вольт,
— при первичном напряжении распределительной сети 10 кВ,.
Подстанции
Главной понизительной подстанцией (ГПП) – называется подстанция, получающая питание напряжением 35-220 кВ, непосредственно районной энергосистемы и распределяющая электроэнергию на напряжение 6-35 кВ, по всему объекту или отдельному району, то есть по трансформаторным подстанциям предприятия, включая питание крупных электроприемников напряжением 6, 10 и 35 кВ.
Глубоким вводом — называется система питания электроэнергии, при которой электрическая линия подводится, возможно, ближе к электроустановкам потребителей, для уменьшения числа ступеней трансформации и снижения потерь мощности и энергии.
Подстанции глубоко ввода (ПГВ) – называются, подстанция, выполненная по упрощенным схемам коммутации на первичном напряжении, получающая питание напряжением 35 — 220 кВ, непосредственно от энергосистемы или от — узловой распределительной подстанции (УРП), данного района и предназначенная для питания энергоемких, отдельных объектов или районов предприятия.
Узловой распределительной подстанцией (УРП) – называется центральная подстанция предприятия, получающая электроэнергию от энергосистемы напряжением 110 – 330 кВ и распределяющая ее (без трансформации или с частичной трансформации), по подстанциям ПГВ на территории предприятия.
Центральным распределительным пунктом (ЦРП) – называется центральный пункт получающий питание непосредственно от районной энергосистемы или заводской электростанции при напряжении от 6 до 20 кВ, и распределяющий его на том же напряжении по всему объекту или отдельной части производства.
Нейтрали.
Нейтраль – это соединение точек нулевого потенциала оборудования. (нейтраль рисуют со стороны вторичной обмотки).
В установках с большими токами замыкания на землю, нейтрали присоединены к заземляющим устройствам непосредственно или через малое сопротивление. Такие установки называются – установками с глухо-заземленной нейтралью. В установках с глухо-заземленной нейтралью всякое замыкание на землю, является коротким замыканием и сопровождается большим током.
Рис. Трех фазная четерёх-проводная сеть напряжением 380-220 В, с глухо-заземленной нейтралью, при коротком замыкании одной фазы на землю.
В установках напряжением до 1 кВ применяют 4-ех проводные и 3-ех проводные сети, как с глухо-заземленной, так и с изолированной сетью. В установках имеющих малые токи замыкания на землю, нейтрали присоединены к заземляющим устройствам через элементы с большими сопротивлениями, такие установки называются – установками с изолированной нейтралью. В установках с изолированной нейтралью замыкание одной из фаз на землю не является коротким замыканием.
Рис. Трехфазная сеть с изолированной нейтралью: схема протекания емкостных токов при однофазном замыкании на землю.
Сети напряжения до 1 кВ с изолированной нейтралью являются, как правило, малоразветвленной, к ним так же относятся трехпроходные сети напряжением 380 и 660 В.
Электроустановки с изолированной нейтралью следует применять при повышенных требованиях в отношениях безопасности (торфяные разработки, угольные шахты, гонные карьеры и др. опасные производства) и при условии надежного контроля изоляции сети для быстрого обнаружения замыкания на землю. Системы с изолированной нейтралью, как правило, не имеют четвертого (нулевого) провода. В таких сетях при замыкании на землю через место повреждения будут проходить только емкостные токи, обусловленные напряжением и емкостью неповрежденных фаз. Напряжение поврежденной фазы по отношению к земле будет равно нулю, а напряжение двух других фаз становится равными междуфазным напряжением. При замыкании на землю система питания сети с изолированной нейтралью не отключается и может работать до отыскания повреждения персоналом согласно ПУЭ до 3 часов.
18 сентября 2012
Продолжение:
В связи с тем, что при изолированной нейтрали сети во время замыкания на землю одной фазы, напряжение двух других фаз относительно земли увеличиваются в (корень из трех раз) изоляцию всех трех фаз сети нужно предусмотреть не на фазное, а на междуфазное напряжение.
Применение и выбор нейтрали на территории Российской Федерации.
1. В сетях напряжения от 6 до 35 кВ малыми токами замыкания на землю применяется изолированная нейтраль.
2. В сетях напряжения от 110 кВ и выше, применяется глухо-заземленная нейтраль.
3. В системах электроснабжения, которые питают опасные и особо важные объекты, как правило, применяется изолированная нейтраль, так как в системы с изолированной нейтралью надежней, чем с глухо-заземленной.