12 Компенс реакт мощности.Потребители реакт мощност.Поперечн.И продольная компенсац

Режим работы ЭС определяется следующими параметрами (U,I,P,Q) среди них Q=IU√3×sinφ.

При подключении к эл. сети акт.-инд. нагрузки I отстает от U на угол сдвига фаз φ. ЭП с такой нагрузкой потребляет как акт. так и реакт. мощность. Прохождение в эл. сетях реактивных токов обуславливает добавочные потери акт. мощности в линиях, тр – рах, генераторах эл. станций, дополнительные потери U, требует увеличения ном. мощности или числа тр – ров, снижает пропускную способность всей СЭС.

Основными потребителями Q индуктивного характера на пром. предприятиях являются АД (60 – 65%), тр – ры, включая сварочные (20 – 25%), вентильные преобразователи, реакторы и прочие ЭП. Q дополнительно нагружаются питающие и распределительные сети предприятия, соответственно увеличивается общее потребление эл. энергии.

Меры по снижению потребления Q: естественная (без применения спец. комп. устройств (КУ)) и искусственная (с применением КУ) компенсация Q.

К естественной компенсации относятся: упорядочение и автоматизация технологического процесса; создание рациональной схемы эл. снабжения; замена оборудования; замена тр – ров и двигателей; применение СД вместо АД; ограничение продолжительности х.х. двигателей; улучшение качества ремонта эл. двигателей; отключение при малой нагрузке части силовых тр – ров.

Для искусственной компенсации Q применяют специальные КУ, являющиеся источниками реактивной энергии ёмкостного характера: конд. батареи (КБ); СД и т.д.

Если КБ включаются параллельно нагрузке – это поперечная компенсация, а при последовательном включении – продольная компенсация.

Схема поперечной компенсации Q.

Поперечная: параллельная установка конденсаторов, в результате при том же сечении проводов можно повысить пропускную способность сети по акт. мощности.

Если КБ слишком велика, то получается перекомпенсация.

Поперечная компенсация применяется для повышения cos φ и для регулирования U в системах эл. снабжения пром. предприятий.

Схема продольной компенсации Q.

Величину I, x_c можно рассматривать как дополн. ЭДС, ввод в сеть.

Главное назначение продольной компенсации – частичная компенсация индуктивного сопротивления участков эл. сети для уменьшения потери U в них.

Продольная компенсация применяется главным образом как способ регулирования и стабилизации U в эл. сетях с резкопеременными нагрузками.

13 . Коммутационные аппараты напряжением до 1 кВ.

К коммутационным аппаратам напряжением до 1 кВ относятся: неавтоматические выключатели (переключатели, рубильники), предохранители, А.В., контакторы и пускатели.

Неавтоматические выключатели (переключатели, рубильники) предназначены для отсоединения отдельных обесточенных частей от напряжения или для ручного включения и отключения эл. цепи в нормальных режимах при токах, не превышающих 0,2 – 1 номинального тока выключателя.

Переключатель – это контактный коммутационный аппарат, предназначенный для переключения эл. цепей. Пакетные переключатели имеют малые габариты, удобны в монтаже; при переключении исключается выброс пламени и газов. Контактная система позволяет управлять одновременно большим количеством цепей. Такими переключателями разрешается отключать номинальные токи. Пакетные выключатели не обеспечивают видимого разрыва цепи, по – этому в некоторых цепях устанавливаются рубильники.

Рубильник предназначен для ручного включения и отключения цепей постоянного и переменного тока цепей до 1 кВ. Рубильник состоит из подвижного контакта (ножа), который вращается в шарнирной стойке создавая разрыв с неподвижным контактом; дугогасительной камеры, обеспечивающей гашение дуги; рукоятки. Операции с рубильником безопасны для персонала, т.к. контактная часть находится внутри шкафа. Гашение дуги постоянного тока( до 75А) происходит за счёт её механического растягивания.

Выбор рубильников:

1. по U установки: U_УСТ ≤ U_НОМ; 2. по I нагрузки: I_MAX ≤ I_НОМ;

3. по конструктивному выполнению;

4. по электродинамической стойкости: i_У ≤ i_ПР.С , где i_ПР.С – предельный сквозной ток, кА;

5. по термической стойкости: В_К ≤ I²_ТЕР t_ТЕР, где В_К – тепловой импульс, кА ²с; I_ТЕР – предельный ток термической стойкости, кА; t_ТЕР – время протекания I_ТЕР, с.

Предохранитель – это коммутационный эл. аппарат, предназначенный для отключения защищаемой цепи разрушением специально предусмотренных для этого токоведущих частей под действием тока, который превышает определённое значение. Отключение цепи происходит за счёт расплавления плавкой вставки,

которая нагревается протекающим через неё током защищаемой цепи. После отключения цепи необходимо заменить перегоревшую вставку на исправную. Предохранитель состоит из корпуса, плавкой вставки, контактной части, дугогасительного устройства и дугогасительной среды. Изготавливаются на U пер. тока: 36, 220, 380, 660 В и пост. тока: 24, 110, 220, 440 В. Предохранители выполняются на номинальные токи до 1000А.

Выбор предохранителей:

1. по U: U_УСТ ≤ U_НОМ;

2. по I предохранителя: I_MAX ≤ I_НОМ;

3. по I_НОМ плавкой вставки.

I_НОМ плавкой вставки выбирается так, чтобы в нормальном режиме и при допустимых перегрузках отключения не происходило, а при длительных перегрузках и КЗ цепь отключалась возможно быстрее. При этом соблюдаются условия избирательности защиты. I_НОМ предохранителя согласуется с выбранным I_НОМ плавкой вставки. Предохранители выбранные по нормальному режиму, проверяются по предельно отключаемому току: I_П.О. ≤ I_ОТК.

А.В. совмещает в себе функции защиты и управления, обеспечивает надёжную защиту проводов и кабелей сетей от токов КЗ и перегрузки.

А.В. имеют следующие встроенные в них реле прямого действия или расцепители, которые обеспечивают отключение при перегрузках, КЗ, снижении U:

1. тепловой (с зависимой от тока выдержкой времени);

2. электромагнитный (с практически независимой от тока скоростью срабатывания);

3. комбинированный (тепловой и электромагнитный); 4. расцепитель тока утечки;

5. расцепитель min U; 6. расцепитель обратного тока и обратной мощности;

7. независимый расцепитель.

Первые три типа устанавливаются во всех полюсах, остальные расцепители по одному на выключатель.

Выбор и проверка А.В.:

1. по U установки: U_УСТ ≤ U_НОМ; 2. по роду I и его значению: I_Р ≤ I_НОМ.В;

3. по токовой отсечке: I_С.О ≥ k_Н I_ПИК, где k_Н - коэф. надёжности отстройки; I_ПИК – пиковый ток;

4. по защите от перегрузки: I_С.П ≤ (1,2 ÷ 1,4) I_НОМ.ДВ, для тр – ров уставки выбирают исходя из их перегрузочной способности;

5. по времени срабатывания отсечки: t_С.О ≥ t_С.О,П + Δt, где t_С.О,П наибольшее время срабатывания отсечки предыдущей от источника питания защиты, Δt – степень селективности;

6. проверка по условиям стойкости при КЗ: ПКС ≥ I⁽³⁾_К, где ПКС – предельно коммутационная стойкость, I⁽³⁾_К – ток металлического КЗ для вводных и секционного выключателей; 7. проверка на чувствительность отсечки при КЗ: k_Ч = , где k_Ч – коэф. чувствительности отсечки; - минимальный ток КЗ в конце защищаемой зоны; I_С.О – ток срабатывания отсечки.

Контактор – это коммутационный аппарат с самовозвратом предназначенный для частых коммутаций токов, не превышающих токи перегрузки, и приводимый в действие приводом. Контакторы могут быть рассчитаны на работу в прерывисто – продолжительном, продолжительном, повторно – кратковременном или

кратковременном режимах. Контакторы не имеют устройств, реагирующих на перегрузки или КЗ. Эту функцию выполняют предохранители и А.В. включаемые последовательно с контактором. Электродинамическая и термическая стойкость контакторов не нормируется. В отличие от А.В. контакторы не имеют механических устройств, запирающих его в положении «включено». Во включенном положении контактор удерживается электромагнитом. Основными элементами контакторов являются главные контакты, дугогасительное устройство, электромагнитная система и вспомогательные контакты.

Магнитный пускатель (М.П.) – это коммутационный аппарат, предназначенный для пуска, останова и защиты ЭД. М.П. состоят из электромагнитного контактора, встроенных тепловых реле и вспомогательных контактов. Для защиты ЭД от КЗ в цепь включены предохранители.

Условия выбора М.П. и контакторов:

1. по U установки: U_УСТ ≤ U_НОМ;

2. по роду и значению I: I_MAX ≤ I_НОМ;

3. по мощности подключаемых ЭД: Р_ЭД ≤ Р_ДОП;

4. по категории применения.