10. Параметры асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором

Описание презентации 10. Параметры асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором по слайдам

10. Параметры асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором • U ном – номинальное напряжение двигателя,10. Параметры асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором • U ном – номинальное напряжение двигателя, к. В; • Р ном – номинальная активная мощность двигателя, к. Вт; • n синх – номинальная синхронная частота вращения двигателя, об/мин; • n ном – номинальная частота вращения двигателя, об/мин (или о. е. ); • s ном – номинальное скольжение двигателя, о. е. ; • s кр – критическое скольжение двигателя, о. е. ;

Параметры АЭД с КЗР • η – номинальный КПД двигателя, о. е. ; Параметры АЭД с КЗР • η – номинальный КПД двигателя, о. е. ; • cos н – номинальный коэффициент мощности двигателя, о. е. ; • К згр – коэффициент загрузки двигателя, о. е. ; • К п – кратность пускового момента двигателя, о. е. ; • К м – кратность максимального момента двигателя, о. е. ; • К i – кратность пускового тока двигателя, о. е. ; • J – момент инерции ротора двигателя, кг∙м 2 ; • T J – инерционная постоянная ротора двигателя, с.

Асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором 3 В обмотку ротора АЭД токи извне не подаются.Асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором 3 В обмотку ротора АЭД токи извне не подаются. В обмотке ротора АЭД токи индуцируются по закону Фарадея.

4 Асинхронный двигатель. Вращающееся магнитное поле статора ВВ С АА В С 4 Асинхронный двигатель. Вращающееся магнитное поле статора ВВ С АА В С

5 Асинхронный двигатель. Возникновение тока в обмотке ротора ВF AВ С АА В С5 Асинхронный двигатель. Возникновение тока в обмотке ротора ВF AВ С АА В С

6 Асинхронный двигатель. Действие сил Ампера на обмотку ротора ВF AВ С АА В6 Асинхронный двигатель. Действие сил Ампера на обмотку ротора ВF AВ С АА В С

7 Асинхронный двигатель. Вращение ротора В С АА В С 7 Асинхронный двигатель. Вращение ротора В С АА В С

Схема замещения обмотки ротора Ео ∙ s IХро ∙ s Rр I(s) = ЕоСхема замещения обмотки ротора Ео ∙ s IХро ∙ s Rр I(s) = Ео ∙ s Rр + j Хро ∙ s Эта зависимость имеет сложный вид, т. к. скольжение s есть и в числителе и в знаменателе. Упростить это выражение можно так:

Схема замещения обмотки ротора I(s) = Ео Rр. Разделим числитель и знаменатель на s:Схема замещения обмотки ротора I(s) = Ео Rр. Разделим числитель и знаменатель на s: s + j Хро Отсюда видно: чем больше скольжение s (т. е. чем медленнее вращается ротор), тем больше ток I. Поэтому пусковой ток АЭД максимален. Этому выражению соответствует такая схема замещения:

Схема замещения обмотки ротора 10 Ео IХро Rр s Схема замещения обмотки ротора 10 Ео IХро Rр s

Зависимость тока АЭД от скольжения 11 Iпуск = (4… 7) Iном n s 1Зависимость тока АЭД от скольжения 11 Iпуск = (4… 7) Iном n s 1 01 I Iном

Зависимость электромагнитного момента АЭД от скольжения n s 1 01 Ме Мпуск Мmax МномЗависимость электромагнитного момента АЭД от скольжения n s 1 01 Ме Мпуск Мmax Мном nкр sкр

13 Устойчивая рабочая точка 1 0 Ì ñ*2 Me* M c* n/n сх 1Ì13 Устойчивая рабочая точка 1 0 Ì ñ*2 Me* M c* n/n сх 1Ì å* Ì ñ*

14 Неустойчивая рабочая точка 1 0 Ì ñ*2 Me* M c* n/n сх 1Ì14 Неустойчивая рабочая точка 1 0 Ì ñ*2 Me* M c* n/n сх 1Ì å* Ì ñ* Ì å*

151 0 Мс*2 M e* M c* Мс*= const n кр n р n/n151 0 Мс*2 M e* M c* Мс*= const n кр n р n/n сх 11, 2 0,

Инерционная постоянная – это время, за которое агрегат разгоняется до номинальной частоты вращения, еслиИнерционная постоянная – это время, за которое агрегат разгоняется до номинальной частоты вращения, если к ротору приложен постоянный номинальный момент 16][364000 ]/[])[][(4 ][. 222 к. Вт. Р минобnмкг. J c. Т двном синхмехдв J

11. Основные параметры механизмов СН • М тр – момент трогания, о. е. ;11. Основные параметры механизмов СН • М тр – момент трогания, о. е. ; • М мин – минимальный момент, о. е. ; • М кл – момент, соответствующий открытию (закрытию) обратного клапана, о. е. ; • n мин – частота, соответствующая минимальному моменту, о. е. ; • n кл – частота открытия (закрытия) обратного клапана, о. е. ; • J – момент инерции ротора механизма, кг∙м 2 ; • T J – инерционная постоянная ротора механизма, с.

Момент сопротивления зависит от типа механизма. Нас интересует зависимость Мс(n) 18 Момент сопротивления зависит от типа механизма. Нас интересует зависимость Мс(n)

191. Механизмы с «постоянным»  моментом сопротивления Примеры: мельницы, транспортеры, лифты, краны n 0191. Механизмы с «постоянным» моментом сопротивления Примеры: мельницы, транспортеры, лифты, краны n 0 м р. M с M т M м

202. Механизмы вентиляторного типа Примеры: тягодутьевые механизмы, насосы без противодавления n. M м n202. Механизмы вентиляторного типа Примеры: тягодутьевые механизмы, насосы без противодавления n. M м n р. M р M т с

Особенность момента сопротивления для ГЦН реактора ВВЭР-1000 21 Особенность момента сопротивления для ГЦН реактора ВВЭР-

Пояснение ВВЭР-1000 Трубопровод каждого ГЦН массивен ГЦН не имеют задвижек, обратных клапанов Первый ГЦНПояснение ВВЭР-1000 Трубопровод каждого ГЦН массивен ГЦН не имеют задвижек, обратных клапанов Первый ГЦН после пуска нагнетает воду не только в реактор, но и создает противодавление для остальных ГЦН. Второй ГЦН запустить уже сложнее РБМК-1000 Трубопровод каждого ГЦН мал ГЦН имеют задвижки и обратные клапаны Запущенные ГЦН не влияют на пуск последующих ГЦН, т. к. нет противотока воды

Пояснение ВВЭР-1000 РБМК-1000 23 Р Р    20 20 Пояснение ВВЭР-1000 РБМК-1000 23 Р Р

243. Механизмы с противодавлением Примеры: питательный и бустерный насосы Mм 0 M т. M243. Механизмы с противодавлением Примеры: питательный и бустерный насосы Mм 0 M т. M кл с M р n n кл nм nр Закрытие (открытие) обратного клапана

Зависимость Мс(n) 25 2   мин минтрминc n nn ММMM 2  минклминcЗависимость Мс(n) 25 2 мин минтрминc n nn ММMM 2 минклминc nn nn ММMM кл кл клклc n nn МMM 1 1 при n ≤ n мин при n мин < n кл при n ≥ n кл

12. Выбор трансформаторов собственных нужд I ступени трансформации I ступень трансформации низшее напряжение 6,12. Выбор трансформаторов собственных нужд I ступени трансформации I ступень трансформации низшее напряжение 6, 3 к. В II ступень трансформации низшее напряжение 0, 4 к. В

Выбор мощности ТСН, РТСН I ступени • где ΣР расч. д – суммарная расчетнаяВыбор мощности ТСН, РТСН I ступени • где ΣР расч. д – суммарная расчетная активная мощность электродвигателей 6, 3 к. В рабочих и резервных механизмов СН, к. Вт; • ΣSрасч. т2 – суммарная расчетная мощность трансформаторов 6/0, 4 к. В II ступени, к. ВА.

Р расч. д = К згр Р ном. д где К згр – коэффициентР расч. д = К згр Р ном. д где К згр – коэффициент загрузки двигателя; Р ном. д – номинальная активная мощность двигателя. S расч. т2 = К згр S ном. т2 где К згр – коэффициент загрузки трансформатора 6/0, 4 к. В; S ном. т2 – номинальная мощность трансформатора 6/0, 4 к. В

Номинальная мощность ТСН,  РТСН I ступени трансформации выбирается ближайшей большей расчетной мощности Sрасч.Номинальная мощность ТСН, РТСН I ступени трансформации выбирается ближайшей большей расчетной мощности Sрасч. т1. Как правило, мощность РТСН принимается равной мощности ТСН. В случае неуспешного самозапуска мощность РТСН увеличивают на 1 ступень.

Иногда РТСН вынужденно выбирают с большей мощностью,  чем ТСН.  Это происходит вИногда РТСН вынужденно выбирают с большей мощностью, чем ТСН. Это происходит в следующих случаях: 1) РТСН подключается к РУ-110 к. В и из соображений надежности должен иметь расщепленную обмотку. Для данного напряжения выпускаются РТСН с минимальной мощностью 25 МВА ; 2) РТСН подключается к РУ-220 к. В. Для данного напряжения выпускаются РТСН с минимальной мощностью 32 МВА ; 3) РТСН подключается к РУ-330 к. В. Для данного напряжения выпускаются РТСН с минимальной мощностью 40 МВА.

13. Выбор ТСН, РТСН II ступени трансформации Расчетная нагрузка ТСН второй ступени трансформации определяется13. Выбор ТСН, РТСН II ступени трансформации Расчетная нагрузка ТСН второй ступени трансформации определяется аналогично, как и для первой ступени, но суммируют мощности потребителей напряжением 0, 4 к. В. Из-за неоднородности состава электроприемников их разбивают на 4 группы: Рн 1 – постоянно работающие двигатели единичной мощностью 70… 200 к. Вт; Рн 2 – периодически работающие двигатели мощностью менее 100 к. Вт; Рн 3 – эпизодически работающие двигатели задвижек, колонок дистанционного управления и т. д. Рн 4 – освещение и электрообогрев.

Далее определяют расчетную мощность: S расч. т2 = 0, 7 ΣР н 1 +Далее определяют расчетную мощность: S расч. т2 = 0, 7 ΣР н 1 + 0, 35 ΣР н 2 + 0, 15 ΣР н 3 + + 0, 85 ΣР н 4 Номинальная суммарная мощность всех ТСН энергоблока должна быть не менее расчетной мощности. Обычно единичная мощность ТСН принимается S ном = 1000 к. ВА, а соответствия расчетной мощности добиваются выбором нескольких ТСН на секцию.

Резервирование СН на напряжении 0, 4 к. В • В отличие от напряжения 6,Резервирование СН на напряжении 0, 4 к. В • В отличие от напряжения 6, 3 к. В, где применяется явное резервирование, в системе СН напряжением 0, 4 к. В используют неявное резервирование. • Поэтому РТСН как таковые отсутствуют. Их роль играют рабочие ТСН.

Выбор типа ТСН Трансформаторы 6, 3/0, 4 к. В:  • масляные • сухиеВыбор типа ТСН Трансформаторы 6, 3/0, 4 к. В: • масляные • сухие

35 Системы охлаждения сухих трансформаторов Сухие трансформаторы С Естественное воздушное при открытом исполнении СЗ35 Системы охлаждения сухих трансформаторов Сухие трансформаторы С Естественное воздушное при открытом исполнении СЗ Естественное воздушное при защищенном исполнении (в защитном кожухе со степенью IP 21…IP 54) СГ Естественное воздушное при герметичном исполнении (нет обмена между внутренним и внешним воздухом) СД Воздушное с принудительной циркуляцией воздуха

36 Трансформатор ТС (без кожуха) Трансформатор ТСЗ (с кожухом IP 33) 36 Трансформатор ТС (без кожуха) Трансформатор ТСЗ (с кожухом IP 33)

37 Трансформаторы с естественной циркуляцией воздуха и масла М Естественное масляное при открытом исполнении37 Трансформаторы с естественной циркуляцией воздуха и масла М Естественное масляное при открытом исполнении ( с расширителем ) МЗ Естественное масляное при защищенном исполнении (защита масла с азотом без расширителя ) МГ Естественное воздушное при герметичном исполнении (с гофрированными стенками без расширителя )

38 Трансформаторы с естественной циркуляцией воздуха и масла ТМ ТМЗ ТМГ 38 Трансформаторы с естественной циркуляцией воздуха и масла ТМ ТМЗ ТМГ

14. Переход в системах собственных нужд с напряжений 6, 3/0, 4 к. В на14. Переход в системах собственных нужд с напряжений 6, 3/0, 4 к. В на напряжения 10, 5/0, 69/0, 4 к. В • На зарубежных электростанциях все большее распространение получает система напряжения сети собственных нужд 10, 5/0, 69/0, 4 к. В. • В то же время отечественные электрические станции используют в настоящее время традиционную систему напряжений 6, 3/0, 4 к. В. • Переход на систему 10, 5/0, 69/0, 4 к. В весьма желателен и перспективен. • Основной эффект от перехода с системы 6, 3/0, 4 к. В на систему 10, 5/0, 69/0, 4 к. В состоит в том, что при повышенном напряжении снижаются токи как нормального, так и аварийного режимов.

Переход в системах собственных нужд с напряжений 6, 3/0, 4 к. В на напряженияПереход в системах собственных нужд с напряжений 6, 3/0, 4 к. В на напряжения 10, 5/0, 69/0, 4 к. В • При повышении напряжения в 10, 5/6, 3 = 1, 67 раза, примерно в такое же количество раз снижаются токи нормального режима на секциях 10, 5 к. В и токи короткого замыкания при расположении точки КЗ на секциях 10, 5 к. В. • При повышении напряжения в 0, 69/0, 4 = 1, 73 раза, примерно в такое же количество раз снижаются токи нормального режима на секциях 0, 69 к. В и токи короткого замыкания при расположении точки КЗ на секциях 0, 69 к. В.

Переход в системах собственных нужд с напряжений 6, 3/0, 4 к. В на напряженияПереход в системах собственных нужд с напряжений 6, 3/0, 4 к. В на напряжения 10, 5/0, 69/0, 4 к. В Это приводит к существенному влиянию на систему электроснабжения: 1) Происходит снижение требуемого сечения кабелей на напряжениях 10, 5 и 0, 69 к. В в сравнении с напряжениями 6, 3 и 0, 4 к. В по термической стойкости и по невозгораемости. 2) Уменьшается требуемое сечение токопроводов, кабелей по условиям длительно допустимой нагрузки. 3) Снижаются требования к величине номинального тока отключения ячеек КРУ на напряжении 10, 5 к. В и автоматических выключателей на напряжении 0, 69 к. В.

Переход в системах собственных нужд с напряжений 6, 3/0, 4 к. В на напряженияПереход в системах собственных нужд с напряжений 6, 3/0, 4 к. В на напряжения 10, 5/0, 69/0, 4 к. В 4) Параметры ряда переходных процессов при переходе с системы напряжений 6, 3/0, 4 к. В на систему 10, 5/0, 69 к. В практически не меняются. Сюда относятся процессы: — пуска наиболее мощных электродвигателей, — самозапуска, — ступенчатого пуска механизмов СН АЭС от дизель-генераторов. 5) При переходе на систему напряжений 10, 5/0, 69 к. В некоторую часть нагрузки следует сохранить на напряжении 0, 4 к. В. Двигатели мощностью более 630 к. Вт должны выполняться на напряжение 10 к. В, двигатели от 50 к. Вт до 630 к. Вт – на напряжение 0, 66 к. В, двигатели менее 50 к. Вт – на напряжение 0, 38 к. В.

Переход в системах собственных нужд с напряжений 6, 3/0, 4 к. В на напряженияПереход в системах собственных нужд с напряжений 6, 3/0, 4 к. В на напряжения 10, 5/0, 69/0, 4 к. В 6) Дизель-генераторы системы аварийного электроснабжения АЭС предлагается перевести на напряжение 10, 5 к. В с использованием трансформаторов надежного питания 10, 5/0, 69 к. В и разделительных трансформаторов агрегатов бесперебойного питания (АБП) 10, 5/0, 4 к. В. 7) При переходе на новую ступень напряжений в сети бесперебойного питания сохраняются переменные напряжения 0, 38 и 0, 22 к. В с электроснабжением через разделительные и зарядные трансформаторы АБП с напряжением 10, 5/0, 4 к. В. Следует учитывать удорожание двигателей 10 к. В по сравнению с двигателями на 6 к. В.

15. Расчет параметров схемы замещения для определения токов КЗ на секциях СН Назначение расчетов15. Расчет параметров схемы замещения для определения токов КЗ на секциях СН Назначение расчетов токов КЗ: 1. Выбор электрооборудования по максимальным токам. 2. Проверка чувствительности релейной защиты по минимальным токам.

45 Расчёт токов КЗ в системе СН (в о. е. ) 1) Схема электрических45 Расчёт токов КЗ в системе СН (в о. е. ) 1) Схема электрических соединений 2) Выбор расчетных условий: — вид КЗ — место КЗ — длительность КЗ t 3) Составление схемы замещения 4) Выбор базисных условий: — базисная мощность Sбаз , МВА — базисное напряжение Uбаз , к. В — базисный ток Iбаз , к. А 5) Расчет параметров элементов схемы замещения в о. е. : — сопротивлений Х — э. д. с. Е 6) Сворачивание схемы замещения к точке КЗ 7) Определение эквивалентных параметров: — сопротивления Хэ — э. д. с. Еэ 8) Расчет тока короткого замыкания Iпо = Еэ/Хэ в о. е. и в к. А 9) Расчет Iпt, iаt, β к моменту времени t 10) Расчет тепловых импульсов В.

46 ГОСТ Р 52735 -2007.  Короткие замыкания в электроустановках.  Методы расчета в46 ГОСТ Р 52735 -2007. Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением свыше 1 к. В. Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. – Введ. 12. 07. – М. : Стандартинформ, 2007. – 36 с.

47 РД 153 -34. 0 -20. 527 -98 Руководящие указания по расчету токов короткого47 РД 153 -34. 0 -20. 527 -98 Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования. Под ред. Б. Н. Неклепаева. – М. : Изд-во НЦЭНАС, 2002. – 152 с.

48 Энергосистема со стороны ТСН,  РТСН Задаётся один из параметров в точке включения48 Энергосистема со стороны ТСН, РТСН Задаётся один из параметров в точке включения ТСН (РТСН): 1) ток короткого замыкания Iпо , к. А 2) мощность короткого замыкания Sкз , МВА 3) эквивалентное сопротивление системы Хэ , Ом и напряжение: -) генераторное напряжение для системы со стороны ТСН Uг. н , к. В (6, 3; 10, 5; 13, 8; 15, 75; 18; 20; 24 к. В) -) среднеэксплуатационное напряжение РУ-ВН для системы со стороны РТСН Uср. РУ , к. В (115; 230; 340 к. В)

Связь между параметрами системы 49 UIS пкз  3 0 п Э I UСвязь между параметрами системы 49 UIS пкз 3 0 п Э I U х 3 0 Э п х U I

50 Базисные условия 50 Базисные условия

51 Энергосистема, примыкающая к ТСН (РТСН) Исходные данные: Х Э , Ом U ср51 Энергосистема, примыкающая к ТСН (РТСН) Исходные данные: Х Э , Ом U ср , к. В С~ Хс Ес Е с =

522 -обмоточный ТСН (РТСН) с расщеплением. НН ТСН НН (РТСН) ВН Хн. Хн Хв522 -обмоточный ТСН (РТСН) с расщеплением. НН ТСН НН (РТСН) ВН Хн. Хн Хв Исходные данные: S ном , МВА u кв-н , % u кн-н , %

Важно! 53 В этих формулах: u кв-н – напряжение короткого замыкания ТСН между обмоткойВажно! 53 В этих формулах: u кв-н – напряжение короткого замыкания ТСН между обмоткой ВН и обмотками НН, включенными параллельно , о. е. ; u кн-н – напряжение короткого замыкания ТСН между обмотками НН, приведенное к половинной мощности ТСН, о. е. ; S ТСН – номинальная мощность ТСН, МВА.

При использовании справочников для определения u к НН 1 -НН 2 следует обращать вниманиеПри использовании справочников для определения u к НН 1 -НН 2 следует обращать внимание на указанный в примечаниях смысл каталожных обозначений. Если u к НН 1 -НН 2 отнесено в каталоге к номинальной мощности трансформатора, то данное u к НН 1 -НН 2 необходимо пересчитать для половинной мощности, разделив на 2. В случае неверной подстановки в формулы зачастую сопротивление х в получается отрицательным.

Например, для ТСН марки ТРДНС-63000/35 в табл. 3. 5 справочника Неклепаева u кв-н =Например, для ТСН марки ТРДНС-63000/35 в табл. 3. 5 справочника Неклепаева u кв-н = 12, 7% и u кн-н = 40% отнесены к полной мощности трансформатора – см. примечание к таблице. В этом случае в скобках формул должно стоять выражение (0, 127 – 0, 2 / 2).

Справочник Неклепаева,  стр. 144 -145 56 Справочник Неклепаева, стр. 144 —

572 -обмоточный ТСН (РТСН) Исходные данные: S ном , МВА u к , 572 -обмоточный ТСН (РТСН) Исходные данные: S ном , МВА u к , % Т НН ВН Хт (Хат)

58 Магистраль резервного питания от РТСН до секций СН Исходные данные: U ср ,58 Магистраль резервного питания от РТСН до секций СН Исходные данные: U ср , к. В х уд , Ом/км l , км Хт (Хат) Х м

59 Электродвигатели СН Исходные данные: х дн , о. е.  S д ,59 Электродвигатели СН Исходные данные: х дн , о. е. S д , МВА М Ед. Хд Е д = 0, 91. . . 0,

16. Определение токов трехфазного КЗ на секциях СН Рассчитываем следующие токи: I п 016. Определение токов трехфазного КЗ на секциях СН Рассчитываем следующие токи: I п 0 – действующее значение периодической составляющей тока 3 -фазного КЗ в начальный момент времени; I пt – действующее значение периодической составляющей тока 3 -фазного КЗ в момент времени, соответствующий началу размыкания контактов выключателя; i at – мгновенное значение апериодической составляющей тока 3 -фазного КЗ в момент времени, соответствующий началу размыкания контактов выключателя; i уд – ударный ток КЗ

61 61 Переходный процесс при КЗ: 61 61 Переходный процесс при КЗ:

62 Расчет периодической составляющей тока КЗ в начальный момент времени 1) Между ЭДС системы62 Расчет периодической составляющей тока КЗ в начальный момент времени 1) Между ЭДС системы и точкой КЗ суммируем все сопротивления => Хэкв 2) Рассчитываем ток КЗ от системы в относительных единицах: Iпсо[о. е. ] = Ес / Хэкв 3) Рассчитываем ток КЗ от системы в именованных единицах (килоамперах): Iпсо[к. А] = Iпсо[о. е. ] ∙ Iбаз

63 Расчет периодической составляющей тока КЗ в начальный момент времени 1) Рассчитываем ток КЗ63 Расчет периодической составляющей тока КЗ в начальный момент времени 1) Рассчитываем ток КЗ от двигателей в относительных единицах: Iпдо[о. е. ] = Ед / Хд 2) Рассчитываем ток КЗ от двигателей в именованных единицах (килоамперах): Iпдо[к. А] = Iпдо[о. е. ] ∙ Iбаз 3) Рассчитываем суммарный ток КЗ: Iпо = Iпсо + Iпдо Это действующее значение периодической составляющей 3 -фазного КЗ в начальный момент времени

64 Расчет периодической составляющей тока КЗ в момент времени t 1) Периодический ток КЗ64 Расчет периодической составляющей тока КЗ в момент времени t 1) Периодический ток КЗ от системы не затухает: Iпсt = Iпсо 2) Периодический ток от двигателей затухает по экспоненте: Iпдt = Iпдо ∙exp( – t / Тпэд ); t = tоткл. min = tрз. min + tо. с; Тпэд = 0, 07. . . 0, 1 с (подробнее – см. ГОСТ Р 52735 -2007, п. 9. 1, расчетные кривые); 3) Рассчитываем суммарный периодический ток КЗ: Iпt = Iпсо + Iпдt Это действующее значение периодической составляющей 3 -фазного КЗ в момент времени, соответствующий началу размыкания контактов выключателя

65 Расчет апериодической составляющей тока КЗ в момент времени t 1) Апериодический ток от65 Расчет апериодической составляющей тока КЗ в момент времени t 1) Апериодический ток от системы затухает по экспоненте: i асt = √ 2 ∙ Iпсо ∙exp( – t / Таэс ); t = tоткл. min = tрз. min + tо. с; Таэс = 0, 06. . . 0, 1 с; 2) Апериодический ток от двигателей затухает по экспоненте: i адt = √ 2 ∙ Iпдо ∙exp( – t / Таэд ); t = tоткл. min = tрз. min + tо. с; Таэд = 0, 02. . . 0, 067 с; 3) Рассчитываем суммарный апериодический ток КЗ: i аt = i асt + i адt Это мгновенное значение апериодической составляющей 3 -фазного КЗ в момент времени, соответствующий началу размыкания контактов выключателя 4) Рассчитываем содержание апериодической составляющей в отключаемом токе: β = i аt / ( √ 2 ∙ Iпt) ∙ 100%

66 Расчет ударного тока КЗ в момент времени t = 0, 01 с 1)66 Расчет ударного тока КЗ в момент времени t = 0, 01 с 1) Ударный ток КЗ от системы: i удс = √ 2 ∙ Iпсо ∙ Кудс; Кудс = 1, 85. . . 1, 91; 2) Ударный ток КЗ от двигателей: i удд = √ 2 ∙ Iпдо ∙ Кудд; Кудд = 1, 6. . . 1, 77; 3) Суммарный ударный ток КЗ: i уд = i удс + i удд ; Это мгновенное значение ударного тока 3 -фазного КЗ в момент времени t = 0, 01 с, соответствующий максимуму электродинамического воздействия

17. Определение тепловых импульсов токов КЗ на секциях собственных нужд Назначение расчетов тепловых импульсов:17. Определение тепловых импульсов токов КЗ на секциях собственных нужд Назначение расчетов тепловых импульсов: 1. Проверка выключателей на термическую стойкость (ТС). 2. Проверка кабелей на термическую стойкость (ТС). 3. Проверка кабелей на невозгораемость (НВ).

68 Понятие теплового импульса где i кt – мгновенное значение тока КЗ в момент68 Понятие теплового импульса где i кt – мгновенное значение тока КЗ в момент времени t ; t откл – время отключения КЗ, которое определяется как максимально возможное время существования КЗ с учетом: — времени гашения дуги; — отказа основной релейной защиты и срабатывания резервной релейной защиты с некоторой уставкой селективности по времени; — отказа основного выключателя и отключения смежного выключателя под действием УРОВ. отклt кt dti. В 0 2 (к. А 2 ∙с)

Вычисление теплового импульса • непосредственное вычисление (точно,  но сложно, требуется специализированная программа ЭВМ);Вычисление теплового импульса • непосредственное вычисление (точно, но сложно, требуется специализированная программа ЭВМ); • аналитическое вычисление (менее точно, но проще считать): 1) формулы для проверки на ТС; 2) формулы для проверки на НВ.

Вычисление теплового импульса для проверки электрооборудования на ТС В = В п + ВВычисление теплового импульса для проверки электрооборудования на ТС В = В п + В а , где В п , В а – тепловые импульсы от действия периодической и апериодической составляющей тока КЗ. В п = I пос 2 t откл + 0, 5 I под 2 T пэд + 2 I пос I под Т пэд. В а = ( I nоc + I nод ) 2 T асх , где T асх – постоянная времени изменения апериодического тока для всей схемы: 70 поспод посаэсподаэд асх II IТIТ Т

Вычисление теплового импульса для проверки электрооборудования на НВ где Т аэ  – эквивалентнаяВычисление теплового импульса для проверки электрооборудования на НВ где Т аэ – эквивалентная постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ от удаленных источников; Т аэ = 0, 1 с для сети 6 к. В; Т аэ = 0, 02 с для сети 0, 4 к. В. 71 отклподподпосэаотклспоневозгt. IIITt. IВ 2. 2. 1, 03,

18. Основные характеристики выключателей СН на напряжение 6, 3 (10, 5) к. В На18. Основные характеристики выключателей СН на напряжение 6, 3 (10, 5) к. В На напряжении 6, 3 (10, 5) к. В применяются выключатели: • элегазовые • вакуумные • электромагнитные (реже) • маломасляные (применялись ранее) не применяются: • воздушные

Наиболее целесообразно применять элегазовые или вакуумные выключатели: ГОСТ Р 52565 -2006 Выключатели переменного токаНаиболее целесообразно применять элегазовые или вакуумные выключатели: ГОСТ Р 52565 -2006 Выключатели переменного тока на напряжения от 3 до 750 к. В

74 Номинальные параметры 1. Номинальное напряжение Uном , к. В 6, 3 к. В;74 Номинальные параметры 1. Номинальное напряжение Uном , к. В 6, 3 к. В; 10, 5 к. В 2. Номинальный ток Iном , А 630, 1000, 1250, 1600, 2000, 2500, 3150 А 3. Номинальный ток отключения Iо. ном , к. А 12, 5; 20; 25; 31, 5; 40; 50 к. А (для вакуумных меньше, для элегазовых больше)

754) ток электродинамической стойкости (предельный сквозной ток) i д , к. А 5) ток754) ток электродинамической стойкости (предельный сквозной ток) i д , к. А 5) ток термической стойкости I т , к. А время короткого замыкания tк. з. , с (1, 2, 3) 6) содержание апериодической составляющей в отключаемом токе βн , % 7) ток включения: — действующее значение периодической составляющей Iв. н , к. А — амплитудное значение iв. н , к. АНормированные параметры

76 • собственное время отключения tсв , с 0, 035… 0, 05 с (у76 • собственное время отключения tсв , с 0, 035… 0, 05 с (у вакуумных меньше, у элегазовых больше) • полное время отключения tов , с 0, 055… 0, 08 с (у вакуумных меньше, у элегазовых больше) • ресурс по механической стойкости Nм , циклов 10 000… 100 000 циклов (у элегазовых меньше, у вакуумных больше) • ресурс по коммутационной стойкости Nк , циклов. Прочие параметры

77 Коммутационный ресурс - допускаемое число коммутаций без осмотра и ремонта дугогасительного устройства Ресурс77 Коммутационный ресурс — допускаемое число коммутаций без осмотра и ремонта дугогасительного устройства Ресурс выключателей Вид Коммутационный ресурс при токе Iо. ном , к. А ≤ 31, 5 40 50 Элегазовые 20 15 12 Вакуумные

Физика процессов в элегазовых выключателях. Дуга в газах • Горение дуги в газах •Физика процессов в элегазовых выключателях. Дуга в газах • Горение дуги в газах • Гашение дуги в газах

U, В 20 -50 10 -20 1 мкм E, В/см 010 6 Катод АнодU, В 20 -50 10 -20 1 мкм E, В/см 010 6 Катод Анод Напряженность электрического поля. Падение напряжения на дуге !

Момент размыкания контактов Большая плотность тока j = I/S j = 1000 А/мм 2Момент размыкания контактов Большая плотность тока j = I/S j = 1000 А/мм 2 => T = 5 000… 10 000 K

Освобождение электронов из катода 1) Автоэлектронная эмиссия (высокая напряженность) 2) Термоэлектронная эмиссия (высокая температура)КатодОсвобождение электронов из катода 1) Автоэлектронная эмиссия (высокая напряженность) 2) Термоэлектронная эмиссия (высокая температура)Катод Анод

Ионизация газа + –– + – –Нейтральная молекула газа Ион 1) Ударная ионизация 2)Ионизация газа + –– + – –Нейтральная молекула газа Ион 1) Ударная ионизация 2) Термическая ионизация => образование плазмы Плазма – ионизированный горячий проводящий газ

Деионизация газа + – +– – – – –Рекомбинация Диффузия 1) Электрическая 2) ТепловаяДеионизация газа + – +– – – – –Рекомбинация Диффузия 1) Электрическая 2) Тепловая

Свойства элегаза (SF 6 ) • электрически прочнее воздуха в 2, 5 раза; Свойства элегаза (SF 6 ) • электрически прочнее воздуха в 2, 5 раза; • электрическая прочность – как у трансформаторного масла; • тяжелее воздуха в 5 раз; большой коэффициент теплового расширения • нетоксичен (испытания по МЭК: 24 ч 80/20% SF 6 /O 2 ), • продукты разложения в результате действия разрядов токсичны и химически активны; • температура в эл. дуге может достигать 15 000 К. При этом элегаз разлагается (токсичнее всего фторид тионила SOF 2 ); • SF 6 негорюч; • без цвета и запаха; • инертен; • цена 300 р/кг

Теплопроводность элегаза 85 Теплопроводность элегаза

Электрическая прочность элегаза 86 Электрическая прочность элегаза

Электрическая прочность элегаза 87 Электрическая прочность элегаза

Скорость деионизации элегаза Постоянная деионизации – время, за которое сопротивление дуги удваивается.  •Скорость деионизации элегаза Постоянная деионизации – время, за которое сопротивление дуги удваивается. • Для воздуха – 200 мкс (и с ростом давления возрастает) • Для элегаза – 0, 25 мкс (и не зависит от давления) Пояснение: фтор – самый электроотрицательный элемент. Поэтому молекула SF 6 интенсивно притягивает, захватывает свободные электроны дуги.

89 Элегазовые выключатели 89 Элегазовые выключатели

90 Элегазовый выключатель LF-10 Размыкаются дугогасительные контакты. Выключатель включен Размыкаются основные контакты Выключатель отключен90 Элегазовый выключатель LF-10 Размыкаются дугогасительные контакты. Выключатель включен Размыкаются основные контакты Выключатель отключен а-основной контакт b-дугогасительный контакт с-расширительный объем d-катушка е-цилиндрический дугогасительный контакт

91 Элегазовый выключатель с магнитным дутьём 1 -трубчатый токопровод неподвижного контакта 2 -корпус неподвижного91 Элегазовый выключатель с магнитным дутьём 1 -трубчатый токопровод неподвижного контакта 2 -корпус неподвижного контакта 3 -постоянные магниты 4 -дугостойкая изоляционная шайба 5 -корпус подвижного контакта 6 -трубчатый токопровод подвижного контакта

1 – реле блокировки от многократного включения;  2 – пружина отключения;  31 – реле блокировки от многократного включения; 2 – пружина отключения; 3 – амортизатор (демпфер); 4 – синхронизирующий вал привода; 5 – тяга соединяющая вал привода с синхронизирующим валом; 6 – датчик давления элегаза; 7 – болт крепления заземляющей шины; 8 – блок-контакты (11 пар); 9 – цепи вторичной коммутации; 10 – катушка отключения Y 01; 11 – кнопка включения; 12 – рукоятка ручного взвода пружины включения; 13 – пружина включения; 14 – счетчик числа отключений; 15 – кнопка отключения; 16 – указатель положения выключателя ( «I» -включен, «О» -отключен); 17 – указатель состояния пружин; 18 – мотор-редуктор привода.

95 Элегазовые выключатели Достоинства:  • пожаробезопасность • быстродействие, возможность БАПВ • высокая отключающая95 Элегазовые выключатели Достоинства: • пожаробезопасность • быстродействие, возможность БАПВ • высокая отключающая способность • внутреннее и наружное применение Недостатки: • необходимость подогрева • продукты распада элегаза • дороговизна • очистка, заполнение, перекачка элегаза • зависимость управления выключателем от давления элегаза

96 Вакуумные выключатели 96 Вакуумные выключатели

97 Диэлектрические свойства вакуума U, к. В d, мм 50 10100150200 20 30 Вакуум97 Диэлектрические свойства вакуума U, к. В d, мм 50 10100150200 20 30 Вакуум 10 Па —

98+ –Дуга в вакууме Сжатая Диффузная 98+ –Дуга в вакууме Сжатая Диффузная

99 Особенности контактных систем ВДК • До 10 к. А – простые дисковые контакты99 Особенности контактных систем ВДК • До 10 к. А – простые дисковые контакты • 20 к. А – вращение дуги по поверхности контактов (поперечное магнитное поле) • 31, 5 к. А – использование продольного магнитного поля

100 Контакты с поперечным магнитным полем 100 Контакты с поперечным магнитным полем

101 Поперечное магнитное поле 101 Поперечное магнитное поле

102 Продольное магнитное поле 102 Продольное магнитное поле

Сваривание контактов в вакууме • Металлические детали, прижатые друг к другу в вакууме, Сваривание контактов в вакууме • Металлические детали, прижатые друг к другу в вакууме, подвержены холодной сварке, т. к. на их поверхностях не могут образоваться окислы, препятствующие этому процессу. • Поэтому розеточные, ножевые и скользящие контакты здесь неприменимы. • Через контакты протекают сквозные токи КЗ, расплавляющие металл в отдельных точках поверхности, из-за чего в этих точках образуются участки сварки. • Эти проблемы преодолены путем введения следующих мер. 1) Металлокерамические контактные накладки (композиция медь-хром 70%/30%), обладающие высокой устойчивостью к образованию сварок. 2) Контактный материал обладает зернистой структурой, благодаря которой уже образовавшиеся сварки легко разрываются приводом выключателя. 3) Приводы, обеспечивающие значительное (2000 -3000 Н) усилие поджатия контактов для снижения переходного сопротивления и предотвращения электродинамического отброса контактов. 4) Приводы большой силы при отключении способны разрывать места сварки.

104

105

106 Вакуумные выключатели. Контроль вакуума. Методы контроля вакуума: 1. Токовый • Между электродами пропускается106 Вакуумные выключатели. Контроль вакуума. Методы контроля вакуума: 1. Токовый • Между электродами пропускается разрядный ток. • Чем выше давление, тем больше разрядный ток. • По большому разрядному току можно судить об ухудшении вакуума. 2. Термопарный • Имеется электронагреватель и термопара. • Ток нагревателя поддерживается постоянным. • ЭДС термопары пропорциональна температуре. • Чем выше концентрация газа, тем лучше отводится тепло от нагревателя, тем ниже температура и ЭДС термопары. • По низкой ЭДС термопары можно судить об ухудшении вакуума.

107 Вакуумные выключатели Достоинства:  • простота конструкции • высокая скорость коммутаций • малые107 Вакуумные выключатели Достоинства: • простота конструкции • высокая скорость коммутаций • малые размеры (30 к. В/мм) • маломощный привод • большой ресурс коммутации номинальных токов • большой ресурс коммутации токов КЗ • пожаробезопасность • малые эксплуатационные расходы Недостатки: • наибольшее Uном = 35 к. В (есть отдельные образцы 110 к. В) • низкая отключающая способность • на контактах образуются наплывы острой формы после отключения • коммутационные перенапряжения (в случае дешевых контактов) • возможность потери вакуума и привания контактов • сложность контроля вакуума

Вакуумный выключатель BB/TEL Вакуумный выключатель BB/TEL

ВВ/TEL-10 -20/1000 У 2 • Номинальное напряжение: 10 к. В • Номинальный ток: 1000ВВ/TEL-10 -20/1000 У 2 • Номинальное напряжение: 10 к. В • Номинальный ток: 1000 А • Номинальный ток отключения: 20 к. А • динамической стойкости, (наибольший пик): 51 к. А • Ресурс по коммутационной стойкости: а) при номинальном токе, циклов «ВО» 50 000/100 000 б) при номинальном токе отключения, операций «О» 150 в) при номинальном токе отключения, циклов «ВО» 100 • Собственное время отключения: 45 мс • Полное время отключения: 55 мс • Собственное время включения: 90 мс • Масса коммутационного модуля: 35 кг • Срок службы до списания: 30 лет

ВВ/TEL-10 -31, 5/1000 У 2 • Номинальное напряжение: 10 к. В • Номинальный ток:ВВ/TEL-10 -31, 5/1000 У 2 • Номинальное напряжение: 10 к. В • Номинальный ток: 1000 А • Номинальный ток отключения: 31, 5 к. А • динамической стойкости, (наибольший пик): 80 к. А • Ресурс по коммутационной стойкости: а) при номинальном токе, циклов «ВО» 30 000 б) при номинальном токе отключения, операций «О» 50 в) при номинальном токе отключения, циклов «ВО» 25 • Собственное время отключения: 45 мс • Полное время отключения: 55 мс • Собственное время включения: 90 мс • Масса коммутационного модуля: 50 кг • Срок службы до списания: 30 лет

ВВ/TEL-10 -20/1600 У 2 • Номинальное напряжение: 10 к. В • Номинальный ток: 1600ВВ/TEL-10 -20/1600 У 2 • Номинальное напряжение: 10 к. В • Номинальный ток: 1600 А • Номинальный ток отключения: 20 к. А • динамической стойкости, (наибольший пик): 51 к. А • Ресурс по коммутационной стойкости: а) при номинальном токе, циклов «ВО» 30 000 б) при номинальном токе отключения, операций «О» 50 в) при номинальном токе отключения, циклов «ВО» 25 • Собственное время отключения: 45 мс • Полное время отключения: 55 мс • Собственное время включения: 90 мс • Масса коммутационного модуля: 50 кг • Срок службы до списания: 30 лет

ВВ/TEL-10 -31, 5/1600 У 2 • Номинальное напряжение: 10 к. В • Номинальный ток:ВВ/TEL-10 -31, 5/1600 У 2 • Номинальное напряжение: 10 к. В • Номинальный ток: 1600 А • Номинальный ток отключения: 31, 5 к. А • динамической стойкости, (наибольший пик): 80 к. А • Ресурс по коммутационной стойкости: а) при номинальном токе, циклов «ВО» 30 000 б) при номинальном токе отключения, операций «О» 50 в) при номинальном токе отключения, циклов «ВО» 25 • Собственное время отключения: 45 мс • Полное время отключения: 55 мс • Собственное время включения: 90 мс • Масса коммутационного модуля: 50 кг • Срок службы до списания: 30 лет

ВВ/TEL-10 -31, 5/2000 У 2 • Номинальное напряжение: 10 к. В • Номинальный ток:ВВ/TEL-10 -31, 5/2000 У 2 • Номинальное напряжение: 10 к. В • Номинальный ток: 2000 А • Номинальный ток отключения: 31, 5 к. А • динамической стойкости, (наибольший пик): 80 к. А • Ресурс по коммутационной стойкости: а) при номинальном токе, циклов «ВО» 30 000 б) при номинальном токе отключения, операций «О» 50 в) при номинальном токе отключения, циклов «ВО» 25 • Собственное время отключения: 45 мс • Полное время отключения: 55 мс • Собственное время включения: 90 мс • Масса коммутационного модуля: 50 кг • Срок службы до списания: 30 лет

19. Выбор выключателей на напряжение 6, 3 (10, 5) к. В в цепях собственных19. Выбор выключателей на напряжение 6, 3 (10, 5) к. В в цепях собственных нужд РТСН

1. Выбор вводного выключателя (ВВ) 1) По напряжению:  U н ≥ U эу1. Выбор вводного выключателя (ВВ) 1) По напряжению: U н ≥ U эу 2) По рабочему току: I н ≥ I р. утж , где • I р. утж = для расщепленного ТСН • I р. утж = для нерасщепленного ТСН • U ср = 6, 3 к. В 11595, 032 ср н. ТСН U S 95, 03 ср н. ТСН U S

3) По отключающей способности • I откл. н ≥ I пt ; β н3) По отключающей способности • I откл. н ≥ I пt ; β н ≥ β или (если проверка выше неуспешна): • I откл. н (1 + β н /100) ≥ I пt + i at где t = t рз. min + t св – начало размыкания контактов; I пt = I п 0 с (периодический ток от системы не затухает); i аt = i аtс (апериодический ток от системы затухает)

4) По включающей способности • I вкл. н ≥ I п 0 • i4) По включающей способности • I вкл. н ≥ I п 0 • i вкл. н ≥ i уд где • I п 0 = I п 0 с • i уд = i удс

5) По электродинамической стойкости • I дин ≥ I п 0 • i дин5) По электродинамической стойкости • I дин ≥ I п 0 • i дин ≥ i уд где • I п 0 = I п 0 с • i уд = i удс

6) По термической стойкости • I 2 т t т ≥ B терм где6) По термической стойкости • I 2 т t т ≥ B терм где тепловой импульс рассчитывается для времени: • t = t рз. max + t ов – время до полного гашения дуги.

2. Выбор выключателя присоединения (ВП) 1) По напряжению:  U н ≥ U эу2. Выбор выключателя присоединения (ВП) 1) По напряжению: U н ≥ U эу 2) По рабочему току: I н ≥ I р. утж , где • I р. утж = • U дв. н = 6 к. В 120 cos 3. . ндв U Р

3) По отключающей способности • I откл. н ≥ I пt ; β н3) По отключающей способности • I откл. н ≥ I пt ; β н ≥ β или (если проверка выше неуспешна): • I откл. н (1 + β н /100) ≥ I пt + i at где t = t рз. min + t св – начало размыкания контактов; I пt = I п 0 с + I пtд ( периодический ток от системы не затухает); i аt = i аtс + i аtд

4) По включающей способности • I вкл. н ≥ I п 0 • i4) По включающей способности • I вкл. н ≥ I п 0 • i вкл. н ≥ i уд где • I п 0 = I п 0 с + I п 0 д • i уд = i удс + i удд

5) По электродинамической стойкости • I дин ≥ I п 0 • i дин5) По электродинамической стойкости • I дин ≥ I п 0 • i дин ≥ i уд где • I п 0 = I п 0 с + I п 0 д • i уд = i удс + i удд

6) По термической стойкости • I 2 т t т ≥ B терм где6) По термической стойкости • I 2 т t т ≥ B терм где тепловой импульс рассчитывается для времени: • t = t рз. max + t ов – время до полного гашения дуги.

3) Выбор выключателей между РТСН и секцией СН (ВР, ВМРП) 125 РТСН 3) Выбор выключателей между РТСН и секцией СН (ВР, ВМРП) 125 РТСН

20. Выбор генераторного токопровода и ответвления к рабочему ТСН Для соединения турбогенераторов с повышающими20. Выбор генераторного токопровода и ответвления к рабочему ТСН Для соединения турбогенераторов с повышающими трансформаторами используются комплектные пофазно-экранированные токопроводы. Токоведущие шины каждой фазы закреплены в алюминиевом кожухе (экране) с помощью изоляторов. Закрытое исполнение токопроводов каждой фазы обеспечивает высокую надежность, т. к. практически исключаются междуфазные КЗ. При КЗ в любой точке генераторного токопровода по нему протекают раздельно токи КЗ от генератора и системы. Поэтому генераторный токопровод выбирается по максимальному из этих токов – как правило, по току КЗ от системы.

127

Токопровод серии ТЭКНЕ(П): токопровод экранированный пофазно,  комплектный с непрерывными оболочками,  Е –Токопровод серии ТЭКНЕ(П): токопровод экранированный пофазно, комплектный с непрерывными оболочками, Е – естественное, П — принудительное охлаждение

Выбор генераторного токопровода 129 Критерий выбора Условие проверки По условиям нормального режима U нВыбор генераторного токопровода 129 Критерий выбора Условие проверки По условиям нормального режима U н ≥ U гн I н ≥ I р. утж По электродинамической стойкости i дин ≥ i удс

где I р. утж = i удс  рассчитывается через I пос ; iгде I р. утж = i удс рассчитывается через I пос ; i удс = к удс I п 0 с ; к удс = 1, 85; I пос определяется через разность токов КЗ от системы и генератора: I пос = I по – I пог ; I по – дан в задании (прямо или косвенно, через Хэ) I пог = 1, 1 ∙ I ном. г / X” d 130 нгн гн U Р cos 95,

Выбор отпайки от генераторного токопровода к ТСН Завод-изготовитель координирует параметры отпайки к ТСН сВыбор отпайки от генераторного токопровода к ТСН Завод-изготовитель координирует параметры отпайки к ТСН с параметрами генераторного токопровода. Отпайка к ТСН рассчитана: • на меньший рабочий ток; • на больший ток КЗ При этом параметры отпайки в справочнике не задаются. Считается, что после выбора основного генераторного токопровода автоматически выполняются условия выбора отпайки.

Отличия по условиям выбора: 1) I р. утж = 2) Вместо i удс Отличия по условиям выбора: 1) I р. утж = 2) Вместо i удс используется полный ток i уд ; i уд рассчитывается через сумму ударных токов: i уд = i удс + i удг ; i удг = к удг I п 0 г ; к удг = 1, 95 Эта проверка выполняется формально, т. к. в справочнике нет параметров данного участка. 13295, 03. гн ТСНн U S

21. Выбор токопровода от рабочего ТСН на напряжении 6, 3 (10, 5) к. В21. Выбор токопровода от рабочего ТСН на напряжении 6, 3 (10, 5) к. В • Данный токопровод выполняется пофазно экранированными или в общем экране, внутри которого могут присутствовать междуфазные перегородки. ТЗК(Р) – токопровод закрытый в круглой оболочке, Р – наличие разделительных междуфазных перегородок. • Кожух (экран) выполняется из стали или алюминия. • Токоведущие шины имеют двутавровое или прямоугольное сечение и располагаются друг относительно друга по треугольнику либо по горизонтали.

Токопроводы ТЗК и ТЗКР 134 Токопроводы ТЗК и ТЗКР

Выбор токопровода от рабочего ТСН на напряжение 6, 3 (10, 5) к. В 135Выбор токопровода от рабочего ТСН на напряжение 6, 3 (10, 5) к. В 135 Критерий выбора Условие проверки По условиям нормального режима U н ≥ U ср I н ≥ I р. утж По электродинамической стойкости i дин ≥ i удс где I р. утж = i удс — ударный ток от системы на напряжении 6, 3 к. В 95, 03)2(ср н. ТСН U S

22. Выбор магистрали резервного питания 6, 3 (10, 5) к. В • Резервное электроснабжение22. Выбор магистрали резервного питания 6, 3 (10, 5) к. В • Резервное электроснабжение секций СН может осуществляться комплектным экранированным токопроводом, методика выбора которого изложена выше. • Магистраль резервного питания имеет достаточно большую длину, что накладывает определенные ограничения на удельное сопротивление токоведущих частей с точки зрения условий пуска и самозапуска электродвигателей СН. • Комплектные токопроводы обладают высоким удельным сопротивлением ( х уд = 0, 16 – 0, 23 Ом/км).

 • Уменьшить сопротивление МРП можно за счет выполнения их наиболее протяженных участков между • Уменьшить сопротивление МРП можно за счет выполнения их наиболее протяженных участков между энергоблоками кабельными линиями, удельное индуктивное сопротивление которых в десятки раз меньше, чем у экранированных токопроводов на тот же ток. • Например, при использовании РТСН мощностью 63 МВА удельное индуктивное сопротивление пучка из 13 параллельных алюминиевых кабелей сечением по 240 мм 2 с длительно допустимым током I дд = 13∙ 340 = 4420 А составляет Х уд = 0, 129/13 = 0, 01 Ом/км. • В случае применения в качестве МРП кабельных пучков необходимо проверять условия термической стойкости и невозгораемости кабелей.

Резервирование СН АЭС с использованием четырех секционированных МРП-6 к. В и одного ввода резервногоРезервирование СН АЭС с использованием четырех секционированных МРП-6 к. В и одного ввода резервного питания на каждую из секций СН нормальной эксплуатации от одной из четырех МРП-6 к. В

Резервирование СН АЭС с использованием четырех секционированных МРП-6 к. В и одного ввода резервногоРезервирование СН АЭС с использованием четырех секционированных МРП-6 к. В и одного ввода резервного питания на каждую из секций СН нормальной эксплуатации от одной из четырех МРП-6 к. В (наиболее протяженные линии МРП выполнены кабельными пучками)

Резервирование СН АЭС с использованием восьми несекционированных МРП и двух вводов резервного питания наРезервирование СН АЭС с использованием восьми несекционированных МРП и двух вводов резервного питания на каждую из секций СН нормальной эксплуатации от двух из восьми МРП

Резервирование СН АЭС с использованием восьми несекционированных МРП и двух вводов резервного питания наРезервирование СН АЭС с использованием восьми несекционированных МРП и двух вводов резервного питания на каждую из секций нормальной эксплуатации от двух из восьми МРП (использование кабельных пучков на наиболее протяженных участках МРП)

Резервирование СН АЭС с прокладкой четырех несекционированных МРП-6 к. В с двумя вводами наРезервирование СН АЭС с прокладкой четырех несекционированных МРП-6 к. В с двумя вводами на каждую секцию СН нормальной эксплуатации от двух из четырех МРП

Резервирование СН АЭС кабельными пучками между блоками и перемычками между секциями СН в пределахРезервирование СН АЭС кабельными пучками между блоками и перемычками между секциями СН в пределах одного энергоблока экранированными токопроводами

Построение МРП в случае трёх блоков Построение МРП в случае трёх блоков

23. Определение температуры нагрева жил кабелей СН током короткого замыкания Постановка задачи Исходные данные:23. Определение температуры нагрева жил кабелей СН током короткого замыкания Постановка задачи Исходные данные: — тепловые импульсы; — сечение кабеля; — материал жил кабелей; — материал изоляции кабеля; — температура окружающей среды Рассчитать конечную температуру нагрева кабеля за время существования КЗ. Сделать вывод о допустимости данной температуры с точки зрения ТС и НВ.

Решение Составим уравнение теплового баланса: Джоулево тепло = Тепло на нагрев 146 cmd. Rdt.Решение Составим уравнение теплового баланса: Джоулево тепло = Тепло на нагрев 146 cmd. Rdt. I 2 lsdcdt s l I 2 dscdt. I

Учтем то факт, что удельное активное сопротивление увеличивается при нагреве: Для удобства примем θУчтем то факт, что удельное активное сопротивление увеличивается при нагреве: Для удобства примем θ 0 = 0 Получили дифференциальное уравнение с разделяющимися переменными. 147 dscdt. I 2 02 1 1 0 0 1 1 )( dscdt. I 22 )1(

Разделим переменные t и θ: 148  ddt. I sc 1 12 2 Разделим переменные t и θ: 148 ddt. I sc 1 12 2 ddt. I sс 1 12 2 к н ddt. I sс t

По определению интеграл слева представляет собой тепловой импульс 149  к н ddt. IПо определению интеграл слева представляет собой тепловой импульс 149 к н ddt. I sс t 1 1 0 2 2 н к В sс 1 1 ln 2 b с

150 н к s b. В 1 1 ln 2 2 s b. В150 н к s b. В 1 1 ln 2 2 s b. В k н к k 1 1 ln н кk e

151 кн k e 11 кнk e  11 a 1 кн k aaeн151 кн k e 11 кнk e 11 a 1 кн k aaeн k к

152 k н k кeaae k н k кeea)1( 152 k н k кeaae k н k кeea)1(

Расчет конечной температуры нагрева жил кабеля пропитанная бумажная изоляция:  θдд = 80 СРасчет конечной температуры нагрева жил кабеля пропитанная бумажная изоляция: θдд = 80 С пластмассовая изоляция: θдд = 70 С изоляция из вулканизированного п/э: θдд = 90 С b = 19, 58 для меди b = 45, 65 для алюминия В = I 2 пос ( t откл + 0, 02) + (0, 3 I пос · I по АД + 0, 1 I 2 по АД )· t откл )1( kk нкeae 2 S Bb k тер 2. . 0)( дд раб окрддн I I

Номограмма для определения температуры кабеля при КЗ 0. 5 0. 4 0. 3 0.Номограмма для определения температуры кабеля при КЗ 0. 5 0. 4 0. 3 0. 2 0. 1 k = 0 0. 8 0. 9 1. 0 k = 1. 1 0 0 2 0 0 3 0 0 4 0 0 5 0 0 6 0 0 7 0 0 5 01 0 01 5 02 0 0 к н 6 0 0 2 0 0 0 1 0 0 5 0 0 4 0 0 3 0 0 7 0 0 0. 7 0.

24. Проверка кабельных линий СН на термическую стойкость и невозгораемость при КЗ 155 24. Проверка кабельных линий СН на термическую стойкость и невозгораемость при КЗ

Аббревиатуры кабелей с бумажной изоляцией 1 Изоляция Пропитана вязким составом Ц Пропитана нестекающим составомАббревиатуры кабелей с бумажной изоляцией 1 Изоляция Пропитана вязким составом Ц Пропитана нестекающим составом 2 Жила Медь А Алюминий 3 С Оболочка Свинец А Алюминий 4 Б Защитный покров Подушка, броня из стальных лент, наружный покров н Подушка, броня из стальных лент, негорючий наружный покров л(2 л) В подушке имеются полиэтиленовые ленты, упрочняющие подушку и защищающие от коррозии свинцовую оболочку в(п) В подушке имеется шланг из ПВХ (ПЭ) Шв(Шп) Наружный шланг из ПВХ (ПЭ) У Усиленное исполнение К Броня из круглых оцинкованных стальных проволок, поверх которых наложен антикоррозионный покров О Отдельные металлические оболочки поверх каждой фазы П Броня из оцинкованных плоских проволок, поверх которых наложен антикоррозионный покров Г Без наружного покрова

Аббревиатуры кабелей с пластмассовой изоляцией 1 Жила Медь А Алюминий 2 Назначение Силовой КАббревиатуры кабелей с пластмассовой изоляцией 1 Жила Медь А Алюминий 2 Назначение Силовой К Контрольный 3 В Изоляция ПВХ пластикат П Полимерная композиция (или полиэтилен) Пс Самозатухающий полиэтилен Пв Вулканизированный полиэтилен По Облученный полиэтилен 4 О Наружная оболочка Отдельная экранированная оболочка у каждой фазы В Оболочка из ПВХ пластиката ВГз Заполнение – ПВХ пластикат или резина П Полимерная композиция Б Броня из двух стальных лент Бб Броня из стальных оцинкованных лент Шв(У) Защитный шланг из ПВХ пластиката (У – усиленное исполнение) Шп Защитный шланг из полиэтилена Г Без наружного покрова 5 Э Экран Общий экран – алюминиевая или медная фольга

Кабели нового поколения с улучшенными показателями пожарной безопасности Наименование показателя Обозначение в марках кабелейКабели нового поколения с улучшенными показателями пожарной безопасности Наименование показателя Обозначение в марках кабелей 1. Нераспространение горения “ нг” 2. Дымо- и газовыделение при горении и тлении “ нг-LS” (low-smoke) 3. Коррозионная активность галогенсодержащих продуктов дымо- и газовыделения “ нг-HF” (halogen free) 4. Огнестойкость “ нг-FR” (fire resistance)

Области применения пожаробезопасных кабелей (утверждены в НТД) нг-LS нг-HF нг-FR-HF 1. АЭС: системы нормальнойОбласти применения пожаробезопасных кабелей (утверждены в НТД) нг-LS нг-HF нг-FR-HF 1. АЭС: системы нормальной эксплуатации, системы безопасности, расположенные вне гермозоны 2. Метрополитены 3. Жилые и общественные здания АЭС: системы внутри гермозоны АЭС: системы безопасности

Области применения пожаробезопасных кабелей (рекомендованы, но не утверждены в НТД) нг-HF нг-FR-HF 1. Общественные,Области применения пожаробезопасных кабелей (рекомендованы, но не утверждены в НТД) нг-HF нг-FR-HF 1. Общественные, культурные и спортивные сооружения 2. Детские сады, школы 1. Пожарная сигнализация 2. Пожарные насосы 3. Аварийное освещение 4. Установки дымоудаления 5. Внутренняя радиосеть 6. Пассажирские и пожарные лифты 7. Вентиляторы запасных выходов 8. Электроустановки в больницах, операционных.

Расчет нагрева кабелей Назначение расчета нагрева кабелей Уравнение теплового баланса.  Понятие теплового импульса.Расчет нагрева кабелей Назначение расчета нагрева кабелей Уравнение теплового баланса. Понятие теплового импульса. Способы расчета температуры нагрева жил кабелей при КЗ. 2 d I Rdt cmd KS dt dl

Каковы допустимые температуры по условиям ТС и НВ? 1983 -1987 гг. , ВНИИКП иКаковы допустимые температуры по условиям ТС и НВ? 1983 -1987 гг. , ВНИИКП и НИЦ ВВА — стендовые испытания кабелей с алюминиевыми жилами, с пропитанной бумажной изоляцией в алюминиевой оболочке на напряжение 6 к. В сечением 95 мм 2. Вывод: ТС нарушается при 200 -300°С НВ нарушается при 310 -400°С

Допустимые температуры нагрева кабелей при КЗ по условиям ТС и НВ Тип кабеля ТСДопустимые температуры нагрева кабелей при КЗ по условиям ТС и НВ Тип кабеля ТС (допустима эксплуатация в течение 1 года) ТС (эксплуатация недопустима, требуется замена) НВ Бронированный с пропитанной бумажной изоляцией 200 300 400 Небронированный с пропитанной бумажной изоляцией 200 350 С пластмассовой, ПВХ и резиновой изоляцией 160 250 350 С изоляцией из вулканизированного полиэтилена

Критерии выбора кабелей • Номинальное напряжение • Экономическая плотность тока ( S ≥ IКритерии выбора кабелей • Номинальное напряжение • Экономическая плотность тока ( S ≥ I / j эк ) • Длительно допустимый ток ( I ≤ I дд ) • Термическая стойкость • Невозгораемость

Проверке по экономической плотности тока не подлежат: 1) кабели промышленных предприятий при Тmax Проверке по экономической плотности тока не подлежат: 1) кабели промышленных предприятий при Тmax < 5000 ч ; 2) ответвления к отдельным эл. приёмникам до 1 к. В; 3) осветительные сети промышленных предприятий, жилых и общественных зданий; 4) кабели временных сооружений со сроком службы 3 -5 лет.

Экономическая плотность тока,  j эк , А/мм 2 Кабели Медь Алюминий с бумажнойЭкономическая плотность тока, j эк , А/мм 2 Кабели Медь Алюминий с бумажной изоляцией 2 1, 2 с резиновой и пластмассовой изоляцией 2, 7 1, 6 S ≥ I / j эк

Циркуляр №Ц-02 -98(Э) Длительно допустимые токи для 3 -жильных медных/алюминиевых кабелей с бумажной пропитаннойЦиркуляр №Ц-02 -98(Э) Длительно допустимые токи для 3 -жильных медных/алюминиевых кабелей с бумажной пропитанной изоляцией, прокладываемых в воздухе. (Iдд для 4 -жильных кабелей определяются умножением на 0, 93) S, мм 2 Iдд, А 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 68/48 86/64 114/83 140/102 175/128 213/156 259/187 299/217 343/249 386/291 448/

Методика проверки кабелей на ТС и НВ Циркуляр №Ц-02 -98(Э) (РАО “ЕЭС России”, СПОМетодика проверки кабелей на ТС и НВ Циркуляр №Ц-02 -98(Э) (РАО “ЕЭС России”, СПО ОРГРЭС, 1998) «О проверке кабелей на невозгорание при воздействии тока короткого замыкания» 1. Выбор расчетной точки, вида и продолжительности КЗ 2. Расчет теплового импульса 3. Расчет конечной температуры нагрева жил кабеля и сравнение с допустимой температурой по условиям ТС и НВ 4. Сравнение с допустимой температурой

Особенности проверки кабелей на ТС 1. Сценарий аварии:  произошло КЗ в начале кабеляОсобенности проверки кабелей на ТС 1. Сценарий аварии: произошло КЗ в начале кабеля присоединения, сработала основная защита присоединения, отключился выключатель присоединения 2. Продолжительность КЗ: t = tрз. осн + tов = (0, 04… 0, 13) с 3. Θдоп = 200… 300°С

Особенности проверки кабелей на НВ 1. Сценарий аварии:  произошло КЗ в начале (илиОсобенности проверки кабелей на НВ 1. Сценарий аварии: произошло КЗ в начале (или за отрезком 20 -50 метров) кабеля присоединения, либо не сработала основная защита присоединения, либо не отключился выключатель присоединения отключился выключатель ввода на секцию от ТСН 2. Продолжительность КЗ: t = tрз. рез + tов = (0, 4… 0, 6) с 3. Θдоп = 310… 400°С