Выбор трансформаторов напряжения

2.8.4 Выбор трансформаторов напряжения

Трансформаторы напряжения предназначены для включения катушек напряжения измерительных приборов и аппаратов защиты, и для отделения цепей измерения, контроля и защиты от силовых цепей.

Трансформатор напряжения выбирается по номинальному напряжению и проверяется по нагрузке вторичной цепи.

К первичной обмотке трансформатора напряжения подсоединяются амперметр, счетчики активной и реактивной энергии. Класс точности этих приборов 0,5.

Мощность потребляемая катушками напряжения этих приборов:

Вольтметр - 3 ВА.

Счетчик активной энергии - 8 ВА.

где - суммарная мощность приборов, подключенных ко вторичной обмотке трансформатора.

Предполагаем к установке трансформатор напряжения НОМ-10-66У2.

При классе точности 0,5: .

75ВА>11ВА.

Таким образом, выбираем трансформатор напряжения типа НОМ-10-66У2 [2, с. 326, табл. 5.12].

2.8.5 Выбор шин

Шины выбираются по номинальному току, и проверяется на электродинамическую стойкость к токам короткого замыкания.

Номинальный ток на стороне 10кВ составляет 4,92А.

Выбираем шины алюминиевые сечением (15х3) с I_доп=165А, а=15мм=1,5см; в=3мм=0,3см. [2, стр. 395, табл. 7.3].

Определяем силу, действующую на среднюю полосу при протекании ударного тока по формуле

(2.36)

Определяем момент сопротивление шин при укладке их плашмя:

(2.37)

Определяем изгибающий момент, действующий на шину М_из:

(2.38)

Определяем расчетное напряжение в металле шин G_расч:

 (2.39)

Сравниваем G_расч и G_доп

G_расч > G_доп

9866,67кГ/см² > 720кГ/см²

Значит, выбранные шины динамически устойчивы.

2.8.6 Выбор разрядников.

Разрядники предназначены для защиты электрооборудования от внутренних и атмосферных перенапряжений и выбираются по номинальному напряжению.

Выбираем ограничитель перенапряжения нового поколения типа ОПН-КР/TEL-УХЛ1, паспортные данные которого приведены в таблице 2.8.

 Таблица 2.8

2.9 Выбор типа и схемы включения компенсирующих устройств

В электрической цепи переменного тока, имеющей чисто активную нагрузку, ток совпадает по фазе с приложенным напряжением. Если в цепь включить электроприемник, обладающий активным и индуктивным сопротивлениями (АД, сварочные и силовые трансформаторы), то ток будет отставать по фазе от напряжения на угол , называемый углом сдвига фаз. Косинус этого угла называют коэффициентом мощности.

Величина  характеризует степень использования мощности источника:

, (2.40)

где Р - активная мощность потребителя, кВт;

S_ном - номинальная мощность источника, кВА.

С увеличением активной слагающей тока, что соответствует увеличению активной мощности, и при неизменной величине реактивного тока или реактивной мощности угол сдвига фаз будет уменьшаться, следовательно, значение коэффициента мощности будет увеличиваться. Чем выше  электроприемников, тем лучше используются генераторы электростанций и их первичные двигатели. Повышение  электроустановок промышленных предприятий имеет большое народно-хозяйственное значение и является частью общей проблемы повышения КПД работы систем электроснабжения и улучшения качества отпускаемой потребителю электроэнергии.

Мероприятия, не требующие применения компенсирующих устройств:

1) Упорядочение технологического процесса;

2) Переключение статорных обмоток АД напряжением до 1кВ с треугольника на звезду, если их нагрузка составляет менее 40%;

3) Устранение режима холостого хода АД;

4) Замена, перестановка и отключение трансформаторов, загружаемых в среднем менее чем на 30% от их номинальной мощности;

5) Замена малозагружаемых двигателей меньшей мощности при условии, что изъятие избыточной мощности влечет за собой уменьшение суммарных потерь активной энергии в энергосистеме и двигателе;

6) Замена АД на СД той же мощности;

7) Применение СД для всех новых установок электропривода.

В курсовом проекте в качестве компенсирующего устройства применяются комплектные конденсаторные установки. Достоинства таких компенсирующих устройств в следующем:

- небольшие потери активной энергии в конденсаторах;

- простота монтажа и эксплуатации;

- возможность легкого изменения мощности конденсаторной установки путем повышения или понижения количества конденсаторов;

- возможность легкой замены поврежденного конденсатора.

Недостатки:

- конденсаторы неустойчивы к динамическим усилиям, возникающим при КЗ;

- при включении конденсаторной установки возникают большие пусковые токи;

- после отключения конденсаторной установки от сети на ее шинах остается заряд;

- конденсаторы весьма чувствительны к повышению напряжения, то есть при его повышении может произойти пробой диэлектрика;

- после пробоя диэлектрика конденсаторы довольно трудно ремонтировать, поэтому их заменяют новыми.

Определяем действительный cos при работе всех установок без применения компенсирующих устройств:

Для экономичной работы установки и снижения бесполезной реактивной нагрузки в сети электроснабжения, необходима компенсация реактивной мощности с помощью батареи статических конденсаторов.

Определяем эффективный tg _э:

(2.41)

Определяем рабочий tg _р:

(2.42)

Находим мощность компенсирующего устройства:

 (2.43)

Выбираем компенсирующую установку КС-0,38-25 с номинальной мощностью 25 кВАр.

Выполняем проверку:

 (2.44)

Значение коэффициента мощности равное 0,96 удовлетворительно для работы электроустановок, значит, компенсация произведена правильно.