На рис. 7.2,а представлена типовая схема управления возбуждением СД в функции скорости [3]. Контактор КМ2 подает питание на обмотку возбуждения СД и он управляется реле скорости KR. Катушка этого реле связана с частью разрядного резистора R_р через диод VD. При включении контактора КМ1 (его цепи управления не показаны) в СД образуется вращающееся магнитное поле. Это поле наводит ЭДС в обмотке возбуждения неподвижного ротора. Под действием ЭДС в цепи катушки реле KR и диода VD появится выпрямленный ток, реле включается и цепь питания контактора КМ2 размыкается. Происходит асинхронный пуск СД с закороченной на разрядный резистор R_р обмоткой возбуждения. С ростом скорости ротора его ЭДС и ток реле снижаются.

Рис. 7.2. Релейно-контакторные схемы пуска синхронных двигателей

При подсинхронной скорости ток катушки реле KR становится меньше тока отпускания и оно отключается и вызывает включение контактора КМ2. Напряжение U_в подается на обмотку возбуждения и происходит процесс синхронизации СД.

На рис. 7.2,б представлена типовая схема управления возбуждением СД в функции тока. При подключении СД к сети контактором КМ1 в обмотке статора возникает бросок пускового тока, который приводит к срабатыванию реле тока КА. Контакт этого реле, замыкая цепь питания реле времени КТ, вызывает отключение контактора возбуждения КМ2. Как и в предыдущем случае, происходит асинхронный пуск СД с закороченной на разрядный резистор R_р обмоткой возбуждения. При подсинхронной скорости ток в обмотке статора снижается, реле тока КА отключается, катушка реле времени КТ теряет питание. С определенной выдержкой времени цепь питания контактора КМ2 замыкается, напряжение U_в подается на обмотку возбуждения и происходит процесс синхронизации СД.

К устройствам сетевой автоматики относятся устройства автоматического повторного включения (AПB), автоматического включения резервного питания и оборудования (АВР), автоматической разгрузки по частоте и по току (АЧР и АРТ).

В сетях напряжением выше 1000 В применяются масляные или воздушные выключатели с дистанционным пружинным или электромагнитным приводом, позволяющим осуществлять автоматическое включение и отключение, в том числе АПВ и АВР.

В сетях напряжением до 1000 В для автоматизации применяются воздушные автоматические выключатели (автоматы) с электродвигательным, рычажным или электромагнитным приводом.

В устройствах сетевой автоматики в основном применяются релейные схемы, выполняемые в виде комплектных устройств заводского изготовления или в виде набора отдельных реле.

Источниками оперативного тока могут служить трансформаторы тока или напряжения, специальные трансформаторы для цепей управления и защиты, силовые трансформаторы. Источниками оперативного постоянного тока являются аккумуляторные батареи, блоки питания и выпрямительные устройства.

Устройства защитного отключения (УЗО)

Функционально УЗО можно определить как быстродействующий защитный выключатель, реагирующий на дифференциальный ток в проводниках, подводящих электроэнергию к защищаемой электроустановке. УЗО обеспечивают высокую степень защиты людей от поражения электрическим током при прямом и косвенном прикосновении, а также обеспечивают снижение пожарной опасности электроустановок.

Основные функциональные блоки УЗО представлены ниже на примере их использования в однофазных цепях (рис. 7.3 и 7.4).

Рис. 7.3. Структура устройства защитного отключения

Электромеханическое УЗО (рис. 7.3) функционально не зависит от напряжения питания; источником выполнения защитных функций является дифференциальный ток.

«Электронное» УЗО (рис. 7.4) функционально зависит от напряжения питания. Источником выполнения защитных функций является либо контролируемая сеть, либо внешний источник. Это ограничивает их применение.



Рис. 7.4. «Электронное» УЗО с функцией отключения от сети защищаемой электроустановки при исчезновении напряжения питания:

1 - дифференциальный трансформатор тока; 2 - электронный усилитель; 3 - цепь теста; 4 - удерживающее электромагнитное реле; 5 - блок управления; Н - нагрузка; Т - кнопка «Тест»

В нормальном режиме (рис. 7.3), при отсутствии тока утечки I _Д, векторная сумма токов проходящих через окно магнитопровода дифференциального трансформатора тока (1) равна нулю ? I = 0, т. к. I₁ = I₂. Магнитный поток Ф = 0 и ток во вторичной обмотке дифференциального трансформатора тока и пусковом органе (2) равен нулю. Он находится в состоянии покоя. Пусковой орган выполняется, как правило, на чувствительных магнитоэлектрических реле прямого действия или электронных компонентах.

При прикосновении человека к открытым токопроводящим частям или к корпусу электроприемника, на котором произошел пробой изоляции, появляется дополнительный ток - ток утечки I_Д, являющийся для трансформатора тока дифференциальным (разностным). Неравенство токов в первичных обмотках (I₁+ I_Д в фазном проводе) и (I₂, равным I₁, в нейтральном проводе) приводит к тому, что магнитный поток Ф ? 0 и возникновению тока во вторичной обмотке дифференциального трансформатора тока. Если этот ток превышает значение уставки порогового элемента пускового органа (2), то последний срабатывает и воздействует на исполнительный механизм (3). Исполнительный механизм, обычно состоящий из пружинного привода, спускового механизма и группы силовых контактов, размыкает электрическую цепь. Защищаемая электроустановка обесточивается. Для периодического контроля исправности УЗО предусмотрена цепь тестирования (4). При нажатии кнопки «Тест» (Т) искусственно создается отключающий дифференциальный ток. Срабатывание УЗО означает, что оно исправно. Необходимость применения УЗО определяется проектной организацией исходя из обеспечения безопасности в соответствии с требованиями заказчика и утвержденными в установленном порядке стандартами и нормативными документами [13, 15, 19].

УЗО, как и устройства защиты от сверхтока, относятся к дополнительным видам защиты человека от поражения при косвенном прикосновении, обеспечиваемой путем автоматического отключения питания. При малых токах замыкания, снижении уровня изоляции, а также при обрыве нулевого защитного проводника зануление недостаточно эффективно. В этих случаях УЗО является единственным средством защиты человека от поражения электрическим током. В основе действия защитного отключения, как электрозащитного средства, лежит принцип ограничения продолжительности протекания тока через тело человека при непреднамеренном прикосновении его к элементам электроустановки, находящейся под напряжением (рис. 7.5).



Рис. 7.5. График областей физиологического действия на человека переменного тока (50-60 Гц) по МЭК479-94 и время-токовые характеристики УЗО t = f(I): 1 - неощутимые токи; 2 - ощутимые, но не вызывающие физиологических нарушений; 3 - ощутимые, но не вызывающие опасность фибрилляции сердца; 4 - ощутимые, вызывающие опасность фибрилляции сердца (вероятность ? 5 %); 5 - ощутимые, вызывающие опасность фибрилляции сердца (вероятность ? 50 %); 6 - ощутимые, вызывающие опасность фибрилляции сердца (вероятность ? 50 %); А и В - время-токовые характеристики УЗО (I _Дn = 10 мА и I _Дn = 30 мА)

Для защиты от поражения электрическим током УЗО, как правило, должно применяться в отдельных групповых линиях.

Суммарная величина тока утечки сети с учетом присоединяемых стационарных и переносных электроприемников в нормальном режиме работы не должна превосходить 1/3 номинального тока УЗО. При отсутствии данных о токах утечки электроприемников его следует принимать из расчета 0,3 мА на 1 А тока нагрузки, а ток утечки сети - из расчета 10 мкА на 1 м длины фазного проводника.

Другим, не менее важным свойством УЗО является его способность осуществлять защиту от возгораний и пожаров, возникающих на объектах вследствие возможных повреждений изоляции, неисправностей электропроводки и электрооборудования. Более трети всех пожаров имеют электротехническое происхождение (ВНИИПО МЧС РФ). Возгорания возникают в результате нагрева проводников, искрения в месте плохого электрического контакта, утечки тока по загрязнениям, пыли и т. п. с неизолированных участков цепи, искрения, горения электрической дуги на каком-либо элементе, вызванных токами короткого замыкания. Причина коротких замыканий - токи утечки.

Технические параметры УЗО нормируются ГОСТ Р 50807-95. Применение УЗО нормируется ПУЭ [13, 15]. Установка УЗО приведена в прил. 3.

8. РЕГУЛИРУЕМЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД КАК СРЕДСТВО РАЦИОНАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ И СНИЖЕНИЯ ПОТРЕБЛЕНИЯ РЕАКТИВНОЙ ЭНЕРГИИ

Использование регулируемых электроприводов позволяет более эффективно использовать имеющиеся энергоресурсы. Наиболее внедряемым типом регулируемого электропривода в последние время является частотно-регулируемый асинхронный (и синхронный) электропривод - система преобразователь частоты - асинхронный двигатель (ПЧ-АД). Для решения отдельных производственных задач и энергосбережения находит применение система тиристорный преобразователь напряжения - асинхронный двигатель (ТПН-АД).

8.1 Системы электроприводов «тиристорный преобразователь напряжения - асинхронный двигатель»

Система ТПН-АД состоит из тиристорного преобразователя напряжения (ТПН) и асинхронного двигателя (рис. 8.1). Она обеспечивает за счет регулирования по требуемому временному закону угла открытия тиристоров необходимый закон изменения во времени первой гармоники напряжения приложенного к двигателю: от минимального (нулевого) до максимального (номинального) значения.

Использование ТПН позволяет снизить энергопотребление недогруженного асинхронного двигателя при работе в зоне номинальной скорости, обеспечив его работу за счет ТПН на регулировочной (U₁ < U_Н), а не естественной (U₁ = U_Н) характеристике, где U₁ - действующее значение первой гармоники напряжения, приложенного к двигателю; U_Н - действующее значение номинального напряжения сети.

Рис. 8.1. Схема силовой структуры системы ТПН-АД

Этот режим работы иллюстрирует рис. 8.2. Цифрой «1» обозначена естественная характеристика, цифрой «2» - регулировочная механическая характеристика при управлении от ТПН. М_н и М_с - номинальный момент двигателя и момент статической нагрузки; S₁ и S₂ - скольжение на естественной и регулировочной характеристиках при заданном М_с.

Время формирования питающего напряжения можно варьировать в широких пределах, к примеру, до нескольких минут. Системы плавного пуска позволяют ограничить до желаемого уровня моменты асинхронного двигателя в пусковых режимах, обеспечить управляемый («растянутый» во времени) пуск с заданным линейным и нелинейным темпом нарастания скорости, переходные процессы с постоянством тока статора (так называемую «отсечку по току статора»), значение которого может регулироваться.



Рис. 8.2. Естественная (1) и регулировочная (2) характеристики асинхронного двигателя

Недостатком данного метода регулирования напряжения является тот факт, что работа АД на регулировочных характеристиках (при возрастании угла открытия тиристоров б) происходит в режиме прерывистого тока. В периодическом несинусоидальном токе кроме основной гармоники присутствуют нечетные гармоники (5-ая, 7-ая, 11-ая и т. д.). Высшие гармоники увеличивают потери в АД, снижается кпд. С ростом угла б увеличивается фазовый сдвиг 1-ой гармоники тока по отношению к напряжению сети, уменьшается cosц.

Такие устройства, поэтому рекомендуется применять для плавного пуска вентиляторов, насосов, компрессоров и других устройств.

При прямом пуске асинхронных двигателей, когда двигатель сразу подключается к номинальному напряжению сети, возникают на начальном этапе запуска значительные моменты. Они в несколько раз превышающие уровни пусковых моментов, рассчитанных по статическим характеристикам, из-за возникновения повышенных нагрузок в кинематических передачах (особенно, когда момент двигателя в переходном режиме носит знакопеременный характер, а в механической части имеются люфты и зазоры). Это приводит к преждевременному износу и выходу из строя элементов кинематической передачи. Диаграмма скорости на участке разгона имеет колебательный характер, процесс сопровождается недопустимыми для ряда механизмов рывками и ускорениями; происходит значительное увеличение пусковых токов (по сравнению с расчетными значениями по статическим характеристикам), что может привести к недопустимым посадкам напряжения на питающих шинах, особенно при прямом пуске двигателей большой мощности и т. д. Системы плавного пуска позволяют ограничить до желаемого уровня моменты асинхронного двигателя в пусковых режимах, обеспечить управляемый («растянутый» во времени) пуск с заданным линейным и нелинейным темпом нарастания скорости; переходные процессы с постоянством тока статора (так называемую «отсечку по току статора»), значение которого может регулироваться.

Следует отметить:

1. Систему ТПН-АД также как систему реостатного регулирования скорости АД нельзя признать на современном этапе целесообразной для регулирования скорости при продолжительном режиме работы из-за низких энергетических показателей и существенного снижения КПД электропривода. Экономия электроэнергии при применении систем ТПН незначительна при регулировании скорости АД в установившихся режимах работы. Использование ТПН-АД в большинстве случаев определяется технологическими требованиями производственных механизмов (транспортеров, насосов, вентиляторов, конвейеров, лифтов и др.), требующих плавного пуска и ограничения ударных моментов, ускорений и рывков, возникающих при прямом подключении АД к сети. При использовании систем ТПН-АД для управления недогруженным асинхронным двигателем в зоне номинальной скорости экономия электроэнергии будет тем больше, чем меньше момент двигателя по сравнению с номинальным и чем больше время работы двигателя с недогрузкой. Эффект усиливается при использовании асинхронных двигателей с относительно высоким значением тока холостого хода статора.

2. При применении систем ТПН-АД, кроме решения технологических задач, оказывается возможным на 3-5 % снизить потери в асинхронных двигателях за счет ограничения уровня максимальных пусковых токов, обусловленных электромагнитными переходными процессами в машине. Использование плавного пуска асинхронного двигателя позволит снизить посадку напряжения в сети электроснабжения, повысить качество электроэнергии.

3. При неизменной частоте питания с понижением U при снижении скорости возрастает скольжение АД и, следовательно, потери в электроприводе.

4. Работа АД на регулировочных характеристиках при U₁ < U_Н происходит в режиме прерывистого тока, что ведёт к появлению высших гармоник в токе и, следовательно, растут потери в электроприводе [6].

5. Чередование схем подключения статорной обмотки АД приводит к пульсациям момента двигателя.

6. ТПН является потребителем реактивной мощности. При напряжениях меньше номинального и неизменной скорости реактивная мощность может превосходить реактивную мощность при номинальном режиме.

7. При условии выбора только оптимальной продолжительности нарастания напряжения при использовании ТПН для пуска АД пусковые потери снижаются до 10-15 %. Эффект ощутим для двигателей средней и большой мощности.

8. На основании обследования электроустановок ряда предприятий рекомендуется в дипломном проекте рассмотреть вопрос об установке устройства плавного (мягкого) пуска для безударного запуска нерегулируемых электроприводов на насосных станциях, вентиляторах и т. д. На объектах рекомендуется устанавливать по одному устройству плавного пуска для поочередного запуска АД.

9. Экономический эффект от внедрения устройства плавного пуска, на наш взгляд, будет складываться из экономии не только (и не столько) электроэнергии, но из снижения эксплуатационных расходов, снижения аварийности трубопроводов и их элементов за счёт исключения гидравлических ударов, снижения потерь, например, нефти, и, как следствие, в повышении экологической безопасности. Оценить потенциал экономии при такой постановке вопроса без дополнительной проработки для конкретных установок сложно.

8.2 Внедрение частотно - регулируемых асинхронных электроприводов, как средства сбережения электроэнергии, повышения cosц

В электрохозяйстве промышленных предприятий находится в эксплуатации большое количество насосов, вентиляторов, компрессоров, так называемых турбо-механизмов, имеющих «вентиляторный» (зависящий от скорости в квадрате или в более высокой степени) момент статической нагрузки.

В подавляющем большинстве случаев электроприводы указанных механизмов являются нерегулируемыми, что не позволяет обеспечить режим рационального энергопотребления при изменении технологических потребностей в широких пределах. Эти механизмы, выбранные при проектировании исходя из максимальной производительности, значительную часть времени работают с меньшей производительностью, что определяется изменением потребности в разные периоды времени.

Нерегулируемый электропривод не обеспечивает заметного снижения потребляемой мощности при уменьшении расхода, а также обуславливает существенный рост давления (напора) в системе, что неблагоприятно сказывается на работе технологического оборудования.

Мощность, потребляемая насосом, определяется по формуле

P = ,

где P - мощность, кВт; Q - подача, м³/с; H_q - напор, м; с - плотность жидкой среды, кг/дм³; з - КПД насоса.

Рис. 8.3. иллюстрирует возможности снижения мощности, потребляемой двигателем насоса, при регулировании скорости электропривода по сравнению с регулированием дроссельной заслонкой.

Характеристики магистрали с ненулевым статическим напором (с противодавлением) Н_с, выраженным в относительных единицах: h_с = Н_с/Н_н, изображены кривыми 3 и 4. При номинальном расходе и напоре насос работает в точке А, которой соответствует характеристика магистрали (кривая 3) и характеристика H (Q) насоса (кривая 1) при номинальной скорости двигателя. С уменьшением расхода при нерегулируемом электроприводе (на рис. 8.3, для примера, показан расход, составляющий 0,6Q_н, где Q_н - номинальный расход или подача) за счет дроссельного регулирования происходит изменение сопротивления магистрали (кривая 4), насос работает в точке В кривой 1, что приводит к возрастанию напора, который становится больше номинального. Мощность, потребляемая насосом, пропорциональна площади прямоугольника ODBF.

Рис. 8.3. Обоснование эффективности энергосбережения при частотном регулировании асинхронного двигателя по сравнению с регулированием заслонкой

При использовании регулируемого электропривода за счет снижения скорости при снижении расхода насос работает в точке С, что соответствует другой характеристике H(Q) (кривая 2) при неизменной характеристике магистрали (кривая 3). Мощность, потребляемая электроприводом в этом случае, пропорциональна OECF, что наглядно иллюстрирует возможности существенного снижения энергопотребления при внедрении регулируемых электроприводов насосов. Наилучшие технико-экономические показатели при регулировании скорости насосов обеспечивает система преобразователь частоты - асинхронный двигатель (ПЧ-АД), т. е. частотно-регулируемый асинхронный электропривод.

Качественная зависимость экономии мощности в функции от подачи (расхода) насоса Q при использовании систем ПЧ-АД вместо дроссельного регулирования показана заштрихованной областью на рис. 8.4.

На рис. 8.4 приведены следующие обозначения: Р/Р_н - относительная потребляемая мощность, Р_н - номинальная мощность двигателя, Q/Q_н - относительный расход, Q_н - номинальный расход, кривая 1 - потребляемая мощность при дроссельном регулировании, кривая 2 - потребляемая мощность при применении частотно-регулируемого асинхронного двигателя.

Относительный выигрыш ?P_i* = ?P_i /P_н в потребляемой мощности (?P_i) при относительном расходе Q_i* = Q_i /Q_н.

Частота вращения ротора двигателя n = f (1- s)/p. Поэтому, регулируя частоту f, изменяем n. Но для сохранения постоянного магнитного потока при изменении f, необходимо регулировать напряжение по величине, т. к.

Ф = Е/к f ? U/к f ? const.

Это является требованием к преобразователям частоты для электропривода.



Рис. 8.4. Зависимость потребляемой мощности в функции расхода при дроссельном регулировании (1) и частотном регулировании асинхронного двигателя (2)

Существующие вентильные преобразователи частоты подразделяются: на преобразователи с непосредственной связью питающей сети и нагрузки (НПЧ) и на преобразователи частоты с промежуточным звеном постоянного тока.

НПЧ представляют собой три согласованно работающих реверсивных тиристорных преобразователя постоянного тока. НПЧ включается в статорную цель двигателя и служит для преобразования напряжения стандартной частоты в регулируемое в определенных пределах напряжение по величине и частоте (0-20 Гц). Используются для тихоходных безредукторных электроприводов средней и большой мощностей [17].

Электропривод с преобразователем частоты с промежуточным звеном постоянного тока представлен на рис. 8.5 [20].



Рис. 8.5. Схема силовых цепей частотно-регулируемого асинхронного электропривода

SА - главный выключатель; FU - линейные предохранители; КМ - главный контактор; ZF1 - входной фильтр; LR1 - входной реактор; UD - выпрямитель; СВ - фильтр звена постоянного тока; UW - устройство торможения; UZ - автономный инвертор напряжения; LR2 - выходной реактор; ZF2 - выходной фильтр; M - асинхронный двигатель

ПЧ с неуправляемым выпрямителем (рис. 8.5) не обеспечивает двухсторонний обмен энергией между сетью и двигателем. При генераторном торможении отдаваемая АД энергия рассеивается в элементах инвертора и резисторе устройства торможения UW. Реактивная мощность Q на входе ПЧ пропорциональна квадрату выходного тока выпрямителя и величине реактивного сопротивления коммутирующего реактора.

Коэффициент мощности по основным гармоническим составляющим сетевого тока и напряжения К_м = РS ^-1. На практике К_м ? 0,9-0,98.

При активном (управляемом) выпрямителе обеспечивается не только рекуперативное торможение АД (при угле открытия тиристоров б больше 90 градусов), но и работа ПЧ с заданным коэффициентом мощности, например равном единице. Но такие преобразователи частоты дороже.

В прил. 6 представлены схемы частотного электропривода с автономным инвертором тока и с транзисторным инвертором напряжения. Преобразователи частоты с автономным инвертором, используемые в электроприводах, позволяют получить выходную частоту от долей герца до нескольких сотен герц. Свойства схем, их достоинства и недостатки изложены в [3, 20, 21].

Асинхронный электропривод с ПЧ наряду с существенной экономией электроэнергии в статических режимах работы позволяет осуществлять плавный пуск и торможение. Прямой пуск АД сопровождается ударными моментами и токами в обмотках статора и ротора, значительно превышающими номинальные значения. Поэтому потери энергии в двигателе и потребление реактивной мощности при прямом пуске существенно возрастают.

Срок окупаемости для ПЧ на напряжение 0,4 кВ примерно 1,5-2 года при стоимости ПЧ 100-120 $ США на 1кВт регулируемой мощности. Стоимость качественных ПЧ для регулируемого электропривода на напряжение 6 кВ выше: 200-250 $ США (вместе с «растоможкой») на 1кВт регулируемой мощности. Стоимость устройства плавного пуска 55-80 $ США на 1 кВт мощности двигателя. Отметим, что в данной оценке ресурса энергосбережения не входит экономический эффект, связанный с повышением cosц, с уменьшением потерь в линиях электроснабжения, с существенным повышением надёжности механического и электрического оборудования, увеличением срока его службы, сокращением аварийности трубопроводов и их элементов, уменьшением потерь нефти и повышением экологической безопасности производства.

1. Обследование промышленных предприятий показывает, что существующее электрооборудование насосных и компрессорных станций морально и физически устарело. Оно не обеспечивает экономию энергоресурсов. Применяемое регулирование напора дросселированием относится к энергетически неэффективным способам. Прямой пуск двигателей насосов связан со значительными пусковыми токами и приводит к гидравлическим ударам, повышению аварийности трубопроводов и их элементов, увеличению потерь воды, нефти, и, как следствие, к снижению экологической безопасности.

2. При проектировании или при принятии решения о модернизации электрооборудования насосных станций необходимо, по нашему мнению, включить следующие основные технические решения:

- внедрение систем преобразователь частоты - асинхронный двигатель (ПЧ-АД) для плавного пуска и регулирования частоты вращения насосов;

- установку устройства плавного (мягкого) пуска для безударного запуска нерегулируемых электроприводов;

- установку программируемого контроллера для регулирования давления и подачи жидкости (нефти, воды), управления электрооборудованием насосных и компрессорных станций, автоматизации их работы и диагностики электрооборудования.

3. Переход на частотное управление электроприводами обеспечивает следующие преимущества:

- плавное бесступенчатое регулирование частоты вращения насосов во всём диапазоне, что позволяет поддерживать напор перекачиваемой жидкости на необходимом уровне;

- контролируемые плавный разгон и торможение двигателей существенно повышает надёжность механического и электрического оборудования, увеличивает срок его службы;

- повышение коэффициента мощности, т. к. преобразователь частоты практически не потребляет реактивной энергии;

- экономию электроэнергии, в связи с переходом на энергетически эффективный способ управления и отказом от регулирования напора дросселированием;

- широкие возможности программной настройки параметров электроприводов, контроля работы, диагностики неисправностей.

4. После рассмотрения отечественных и зарубежных данных, можно сделать вывод, что экономия энергоресурсов в насосных, вентиляционных и компрессорных агрегатах составляет 30-50 %. Несмотря на высокую стоимость хороших преобразователей частоты, срок окупаемости по научно-техническим публикациям, составляет 1-2 года. Исходя из опыта внедрения частотно-регулируемых асинхронных электроприводов, рекомендуем их устанавливать в первую очередь на части насосного оборудования, работающего с пониженными коэффициентами мощности.

9. КАЧЕСТВО ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ

В последнее время вопросам качества электроэнергии, снабжающей промышленные предприятия, уделяется все возрастающее внимание.

Согласно ГОСТ 13109-97 установлено два вида норм: нормально допустимые и (или) предельно допустимые показатели качества электрической энергии (ПКЭ).

Номенклатура ПКЭ:

1. Установившееся отклонение напряжения (у.о.н.). Нормально и предельно допускаемые значения у.о.н. на выводах приемников равны соответственно 5 и 10 % от номинального напряжения электрической сети;

2. Колебания напряжения; характеризуются показателями "размах изменения напряжения" и "доза фликера";

3. Несинусоидальность напряжения;

4. Несимметрия напряжений;

5. Отклонение частоты; нормально и предельно допускаемые значения отклонения частоты равны соответственно 0,2 и 0,4 Гц;

6. Провал напряжений;

7. Импульс напряжений;

8. Кратковременное перенапряжение.

Оценку соответствия ПКЭ нормам качества электрической энергии следует производить с периодичностью, установленной Главэнергонадзором и по требованию энергоснабжающей организации или потребителя.

Оценку ПКЭ на предприятиях обычно проводят специализированные организации с лицензиями на проведение таких работ.

При снижении напряжения АД на 10 % моменты пусковой и максимальный снижаются на 19 %, токи в обмотках статора и ротора возрастают на 10% и 14 %, КПД уменьшается на 2 %, температура обмотки статора увеличивается на 5-6 ^оС. Увеличиваются электрические потери в электроприводе и во внутренней системе электроснабжения предприятия, уменьшаются срок службы и производительность двигателей.

Снижение частоты также приводит к уменьшению производительности оборудования, увеличению электрических потерь в электроприводе и во внутренней системе электроснабжения предприятия, дополнительному перегреву электрооборудования и его физическому старению. Использование некачественной электроэнергии ложится неоправданным бременем на экономику предприятия.

Потери электроэнергии на предприятии от снижения частоты можно оценить приближенно следующим образом.

При изменении частоты на 1 % из-за снижения производительности электропривода предприятие расходует дополнительно

W_эп = 0,01К_эпW_а кВт•ч,

где К_эп - доля электропривода в электропотреблении;

W_а - потребленная электроэнергия.

При снижении частоты возрастают электрические потери электроприемников и в электросетях предприятия за счет уменьшения индуктивных сопротивлений (2fL) и увеличения тока.

Электрические потери, например, при f₂ = 49,5 Гц, f₁ = 50 Гц и tg₂ = 0,794 (где tg₂ - средневзвешенное значение, измерен при f₂):

.

Отношение

т. е. электрические потери при снижении частоты возрастут на 0,8 %.

Нормально и предельно допускаемые значения коэффициентов несиммерии напряжения по обратной последовательности К₂ допускаются соответственно 2 % и 4 % [22]. Допускается вычислять по приближенной формуле (при этом погрешность не превышает 8 %):

К₂ = 0,62 (U_2нб - U_2нм)100 /U_{2 ном} %,

где U_2нб, U_2нм - наибольшее, наименьшее действующие значения из трех междуфазных напряжений и U_{2 ном} - номинальное напряжение.

Нормально и предельно допускаемые значения коэффициентов несиммерии напряжения по нулевой последовательности К₀ допускаются соответственно 2 % и 4 %. Допускается вычислять по приближенной формуле:

К₀ = 0,62 (U_2нбф - U_2нмф)100 /U_{2 ном,ф} %,

где U_2нбф, U_2нмф - наибольшее, наименьшее из трех действующих значений фазных напряжений и U_{2 ном,ф} - номинальное фазное напряжение.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Соколов М. М. Автоматизированный электропривод общепромышленных механизмов / М. М. Соколов. М.: Энергия, 1976.

2. Ключев В. И. Электропривод и автоматизация общепромышленных механизмов / В. И. Ключев, В. М. Терехов. М.: Энергия, 1980.

3. Москаленко В. В. Электрический привод / В. В. Москаленко. М.: Мастерство, 2001.

4. Дьяков В. И. Типовые расчеты по электрооборудованию / В. И. Дьяков. М.: Высш. шк., 1991.

5. Справочник по электрическим машинам. Т.1 / Под ред. И. П. Копылова. М.: Энергоатомиздат, 1988.

6. Неклепаев Б. Н. Электрическая часть электростанций и подстанций / Б. Н. Неклепаев, И. П. Крючков. М.: Энергоатомиздат, 1989.

7. Князевский Б. А. Электроснабжение промышленных предприятий / Б. А. Князевский, Б. Ю. Липкин. М.: Высш. шк., 1979.

8. Электротехнический справочник. В 3-х т. Т3, кн. 2. Использование электрической энергии / Под общ. ред. профессоров МЭИ: И. Н. Орлова и др. 7-изд. М.: Энергоатомиздат, 1988.

9. Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования / Под ред. Ю. Г. Барыбина. М.: Энергоатомиздат, 1991.

10. Кошкин А. Н. Потенциал энергосбережения предприятий / А. Н. Кошкин и др. Труды Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Актуальные проблемы энергосберегающих электротехнологий» АПЭЭТ-06. Екатеринбург, 2006.

11. Шумилин В. К. Светильники с электронными пускорегулирующими аппаратами для снижения коэффициента пульсаций освещенности / Электронная версия газеты «Безопасность труда и жизни». 2006. № 1. http: //www. Gazeta. Asot. ru/

12. Справочник по проектированию электроснабжения / Под ред. Ю. Г. Барыбина. М.: Энергоатомиздат, 1990.

13. Правила устройств электроустановок. 6-е изд., М: Энергоатомиздат, 2002.

14. Кнорринг Г. М. Справочная книга для проектирования электрического освещения / Г. М. Кнорринг, И. М. Фадин, В. Н. Сидоров. С.-Петербург: Энергоаудит, 1992.

15. Правила устройств электроустановок. 7-е изд. Главы 1.1, 1.2, 1.7-1.9, 2.4, 2.5, 4.1, 4.2, 6.1-6.2, 7.1. 7.5, 7.6, 7.10. М: Изд-во НЦ ЭНАС, 2006.

16. Казаков Ю. Б. Учет изменения потерь трансформаторов в период срока службы при расчете потерь в распределительных сетях / Ю. Б. Казаков, А. Б. Козлов, В. В. Коротков. Электромеханика. 2006. № 5.

17. Федоров А. А. Основы электроснабжения промышленных предприятий / А. А. Федоров, В. В. Каменева. М.: Энергоатомиздат, 1984.

18. Электротехнический справочник. Т. I-III / Под ред. И. Н. Орлова. М.: Энергоатомиздат, 1988.

19. ГОСТ Р 50807-94. Устройства защитные, управляемые дифференциальным током. Общие требования и методы испытаний. М.: Изд-во стандартов, 1994.

20. Браславский И. Я. Энергосберегающий асинхронный привод / И. Я. Браславский, З. Ш. Ишматов, В. Н. Поляков. М.: Академия, 2004.

21. Онищенко Г. Б. Электрический привод / Г. Б. Онищенко. М.: РАСХН, 2003.

22. Литвак В. В. Электроэнергия: экономия, качество. / В. В. Литвак, Г. З. Маркман, Н. Н. Харлов. Томск: STT, 2001.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Примеры определения момента нагрузки М_с

Для вентилятора

М_с = К_з Q_в Н/(_в щ_в i з_п),

где К_з = 1,1-1,5 - коэффициент запаса; Q_в - производительность вентилятора, м³/с; Н - напор, Па; _в - КПД вентилятора, определяют по каталогам (для осевых вентиляторов _в = 0,8-0,9 и для центробежных _в = 0,6-0,85); i, _п - передаточное число и КПД передачи (для клиноременной передачи _п = 0,92-0,94; для плоскоременной _п= 0,87-0,9).

Для механизма подъемной лебедки с одноступенчатым редуктором М_с = GR/(iз), где G - сила тяжести поднимаемого груза, Н; R - радиус барабана лебедки, м; i и з - соответственно передаточное число и КПД механической передачи.

Передаточное число редуктора лебедки i = z₂ / z₁ = щ₂ /щ₁,

где щ_1, щ₂ (рад/с) и z_1, z₂ - угловые скорости двигателя и барабана лебедки и число зубцов соответствующих шестерен.

Численный пример.

Грузоподъемная лебедка с одноступенчатым редуктором поднимает груз массой 1000 кг. Максимальная скорость подъема груза - V_max = 1 м/с. Ускорение при разгоне и замедлении скорости (при достижении V_max и при снижении её до нуля) a = 0,25 м²/с. Момент инерции барабана лебедки - 80 кг•м²; момент инерции ротора двигателя - 1,5 кг•м²; момент инерции ведущей и ведомой шестерен редуктора соответственно равны 0,1 кг•м² и 5,0 кг•м². Радиус барабана лебедки - 0,25 м. КПД редуктора - 0,9. Высота подъема груза H = 24 м. Приводной двигатель имеет максимальную частоту вращения n_max = 600 об/мин.

Построить диаграмму изменения скорости и момента на валу двигателя за время подъема груза.

Решение.

1. Время ускорения при разгоне и замедления груза при подъеме груза

t₁ = t₂ = V_max/a = 1,0/0,25 = 4 м.

2. Путь, проходимый за время t₁ и t₃,

S₁ = S₃ = at²/2 = 0,25•4²/2 = 2 м.

3. Время движения с максимальной скоростью

t ₂ = (Н - S₁ - S₃)/V_max = (24 - 2 - 2)/1 = 20 c.

4. Максимальная скорость вращения двигателя

щ_max = р n_max/30 = 3,14•600/30 = 62,8 1/с.

5. Максимальная скорость вращения барабана лебедки

щ_{max Б} = V_max/R_Б = 1,0/0,25 = 4 1/с.

6. Передаточное отношение редуктора

i = щ_max /щ_{max Б} = 62,8/4 = 15,7.

7. Статический момент нагрузки на валу барабана

М_сБ = mgR_Б = 1000•9,81•0,25 = 2452 Н•м.

8. Статический момент нагрузки, приведенный к валу двигателя,

М_с = М_сБ /(iз) = 2452/(15,7•0,9) = 174 Н•м.

9. Суммарный момент инерции механической системы, приведенный к валу двигателя,

J_? = J_рот + J_эк1 + (J_эк2 + J_Б + mR_Б²)/i² =

= 1,5 + 0,1 + (5 + 80 + 1000•0,25²)/15,7² = 2,2 кг•м².

10. Момент на валу двигателя в период разгона t₁

М = М_с + J_? dщ/dt =174+2,2•62,8/4 = 211 Н•м.

11. Момент на валу двигателя в период движения с максимальной скоростью М = М_с = 174 м.

12. Момент на валу двигателя в период торможения

М = М_с - J_? dщdt = 174 - 2,2•62,8/4 = 139,4 Н•м.



Рис. П.1. Диаграмма изменения скорости щ(t) и момента М(t) на валу двигателя за время подъема груза

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Пример определения мощности двигателя для поршневого насоса

Насос подает воду на высоту Н = 60 м с расходом Q = 0,02 м³/с. Горизонтальная длина магистрали l = 1200 м при диаметре труб d = 135 мм, магистраль содержит две заслонки, два вентиля и четыре колена в 90 с радиусом закругления R = 500 мм, _н = 0,81. КПД механической передачи от двигателя к насосу _п = 0,95. Режим работы насоса продолжительный.

Мощность двигателя для насоса определяется по (1.1) с учетом падения напора в элементах магистрали - Н. Это падение складывается из падения напора в самой магистрали Н_м, падения напора в ее коленах Н_к и падений напора в заслонках Н_з и вентилях Н_в:

.

Падение напора в магистрали определяется по формуле

,

где а = 0,00074 для новых чугунных труб; а = 0,00092 для чугунных труб, бывших в употреблении; - скорость воды

м/с.

Следовательно, м.

Падение напора в коленах, заслонках и вентилях находится по формуле

,

где k_i определяется типом арматуры.

Для колен d/R = 135/500 = 0,27 k_к = 0,155 и падение напора для четырех колен (n = 4)

м.

Для вентилей k_в = 0,49 и при двух вентилях падение напора

м.

Для заслонок k_з = 0,063 и при двух заслонках падение напора

м.

Суммарное падение напора м. Требуемая мощность приводного двигателя

кВт.

Коэффициент запаса К_з определяется при выборе двигателя по каталогу.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Рис. П.3.1. Схема электроснабжения здания с трехфазным вводом.

Рис. П.3.2. Схема электроснабжения коттеджа с системой ТN-C S

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Таблица П.4.1

Графические обозначения элементов схем релейной защиты

1. Трансформатор тока с одной вторичной обмоткой
2. Трансформатор тока с одним сердечником и двумя вторичными обмотками
3. Трансформатор тока с двумя сердечниками и двумя вторичными обмотками
4. Трансформатор тока шинный нулевой последова- тельности с катушкой подмагничивания
5. Трансформатор тока быстронасыщающийся
6. Трансформатор напряжения измерительный
7. Контакт коммутационного устройства (реле):
а) замыкающий
б) размыкающий
в) переключающий
г) переключающий без размыкания цепи
8. Контакт импульсный замыкающий:
а) при срабатывании
б) при возврате
в) при срабатывании и возврате
9. Контакт импульсный размыкающий:
а) при срабатывании
б) при возврате
в) при срабатывании и возврате
10. Контакт без самовозврата:
а) замыкающий
б) размыкающий
11. Контакт для коммутации сильноточной цепи:
а) замыкающий
б) размыкающий
в) замыкающий дугогасительный
г) размыкающий дугогасительный
12. Контакт замыкающий с замедлением:
а) при срабатывании
б) при возврате
в) при срабатывании и возврате
13. Контакт размыкающий с замедлением:
а) при срабатывании (на размыкание)
б) при возврате (на замыкание)
в) при срабатывании и возврате (на размыкание и
замыкание)
14. Контакт с механической связью:
а) замыкающий
б) размыкающий
15. Контакт с автоматическим возвратом при перегрузке
16. Выключатель кнопочный нажимной:
а) с замыкающим контактом
б) с размыкающим контактом
17. Соединение контактное разъемное
18. Перемычка контактная:
а) неразборная
б) разборная
19. Обмотка реле, контактора и магнитного пускателя. Общее обозначение
20. Обмотка реле:
а) токовая последовательная
б) напряжения параллельная
21. Обмотка контактора и магнитного пускателя
22. Совмещенное изображение электромеханического реле
23. Электромагнит. Общее обозначение
24. Электромагнит:
а) последовательного включения
б) параллельного включения
25. Предохранитель плавкий. Общее обозначение
26. Предохранитель пробивной

Таблица П.4.2

Буквенные обозначения элементов схем релейной защиты

А. Устройства, блоки
Комплектные устройства (панели, пульты, шкафы)	А	Реле положения «ВКЛЮЧЕНО»	KQC
Регуляторы	АА	Реле положения «ОТКЛЮЧЕНО»	KQT
Приводы исполнительных механизмов	АВ	Реле фиксации команды включения	KQQ
Блок-реле. Комплекты защиты		Контактор, пускатель	KM
(типа КЗ, ДЗ)	АК	Реле газовое	KSG
Функциональные модули		Реле времени	KT
(в том числе кассетные)	АЕ	Реле напряжения	KV
Устройства блокировки типа КРБ	АКВ	Фильтр-реле напряжения	KVZ
Устройство АПВ	AKS	Реле мощности	KW
Комплект продольной дифзащиты		Реле сопротивления	KZ
линии	AKW	G. Генераторы, источники
Комплект реле сопротивления	AKZ	питания
Высокочастотный приемопередатчик	AV	Генераторы переменного и
С. Конденсаторы		постоянного тока	G
Блоки конденсаторные зарядные	CG	Батареи аккумуляторные	GB
D. Элементы логические, микросхемы		Синхронный компенсатор Возбудитель	GC GE
Триггеры	DS	Н. Устройства сигнализации
Устройства задержки	DT	и индикации
Элемент НЕ	DU	Приборы индикации и сигнализации	H
Элемент ИЛИ	DW	Лампа сигнальная	HL
Элемент ИЛИНЕ	DWU	L. Катушки индуктивности
Элемент И	DX	Дроссель, дугогасящая катушка	L
Элемент ИНЕ	DXU	Реактор	LR
К. Реле		Обмотка возбуждения генератора	LG
Реле тока	KA	М. Двигатели (асинхронные и
Реле тока с БНТ	KAT	синхронные)
Реле тока с торможением	KAW	Р. Приборы, измерительное
Фильтр-реле тока	KAZ	оборудование
Реле блокировки	KB	Амперметр	PA
Реле частоты	KF	Частотомер	PF
Реле указательное	KH	Секундомер	PT
Реле промежуточное	KL
Вольтметр	PV	Т. Трансформаторы,
Ваттметр	PW	автотрансформаторы
Q. Выключатели, разъединители		Трансформатор тока	TA
Выключатель	Q	Трансформатор напряжения	TV
Короткозамыкатель	QN	Трансреактор	TAV
Отделитель	QR	Трансформатор промежуточный	TL
Выключатель нагрузки	QW	V. Приборы электровакуумные
Разъединитель	QS	и полупроводниковые
Разъединитель заземляющий	QSG	Диоды, тиристоры, стабилитроны	VD
R. Резисторы		Электровакуумные прибор	VL
Резисторы постоянные и переменные	R	Выпрямительный мост	VS
Потенциометр	RP	Транзистор	VT
Реостат	RR	Х. Устройства соединительные
S. Устройства коммутационные		Соединение разъемное (клемма)	X
Рубильник	S	Перемычка	XB
Переключатель	SA	Испытательный зажим	XG
Кнопка управления	SB	Соединение неразборное	XN
Выключатель автоматический	SF	Соединение разборное	XT
Блок испытательный	SG	Y. Устройства механические с
Накладка (оперативная контактная		электромагнитным приводом
перемычка)	SX	Электромагнит	YA
F. Элементы защитные		Электромагнит включения	YAC
Плавкий предохранитель	F	Электромагнит отключения	YAT
Разрядник	FV	Z. Фильтры
		Фильтр тока	ZA
		Фильтр частоты	ZF
		Фильтр напряжения	ZV

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

ВЫБОР КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ, АВТОМАТИЧЕСКОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ И ПРЕДОХРАНИТЕЛЯ В СЕТИ 0,4 кВ

Задание на проектирование

Выбрать сечения и марки кабельных линий 1 и 2, автоматический выключатель в линии 1, предохранитель в линии 2 сети 0,4 кВ (рис. П.5.1).

Исходные данные к расчету:

- тип трансформатора Т ТМ-1000/6/0,4; схема соединения обмоток /о;

- длина кабельной линии 1 l = 70 м;

- длина кабельной линии 2 l = 15 м, способ прокладки - открыто по стене;

- помещение РП - невзрывоопасное и пожаробезопасное.

Состав и параметры оборудования, получающего питание от РП приведены в табл. П.5.1.

Таблица П.5.1

Тип электроприемника	Паспортная номинальная мощность электро-приемника, Pп, кВт		tg	ПВ, %
1. Печь ВЧ-нагрева	11,0	0,80	1,0	-
2. Установки ручной шлифовки (2 шт)	0,6	0,25	1,3	-
3. Подъемник	2,0	0,20	1,3	15

Схема участка сети цеха промышленного предприятия приведена на рис. П.5.1.

1. Расчет электрических нагрузок

по коэффициенту расчетной активной мощности

Расчетный максимум нагрузки кабеля, питающего силовую нагрузку напряжением до 1 кВ, определяется по коэффициенту расчетной активной мощности

,

где K_р - расчетный коэффициент активной мощности; P_ci - средняя активная мощность i-го электроприемника; m - количество электроприемников.

Средняя активная мощность электроприемника определяется следующим образом

,

где k_иi - индивидуальный коэффициент использования; P_{ном i} - установленная мощность электроприемников.

Рис. П.5.1. Схема участка сети цеха промышленного предприятия

РУ ВН - распределительное устройство высшего напряжения;

Т - трансформатор; SF - автоматический выключатель;

РП - распределительный пункт; FV - предохранитель;

М - асинхронный двигатель

Установленная мощность электроприемников

,

где P_п - паспортная активная мощность; ПВ - продолжительность включения.

Печь ВЧ-нагрева

Установки ручной шлифовки (2 шт)

Подъемник

Средняя реактивная мощность электроприемника определяется следующим образом

где tg_i - коэффициент реактивной мощности.

Печь ВЧ-нагрева

Установки ручной шлифовки (2 шт)

Подъемник

Перечень электроприемников, подключенных к РП, и их параметры приведены в табл. П.5.2.

Таблица П.5.2

Наименование оборудования	Количество, шт.	Номинальная мощность, кВт	kи		Pc, кВт	Qc, кВАр
1. Печь ВЧ-нагрева 2. Установки ручной шлифовки 3. Подъемник	1 2 1	11,000 1,200 0,775	0,80 0,25 0,20	1,0 1,3 1,3	8,80 0,30 0,155,00	8,80 0,39 0,20
Итого	4	12,975	0,713		9,25	9,39

Величина расчетного коэффициента активной мощности K_р находится по справочным данным (табл. П.5.3) в зависимости от величины группового коэффициента использования K_и и эффективного числа электроприемников n_э.

Групповой коэффициент использования активной мощности определяется по формуле

Допускается определение эффективного числа приемников по упрощенной формуле

где Р_{ном i max} - номинальная мощность наиболее мощного электроприемника.

Величина расчетного коэффициента активной мощности K_р = 1,14.

Таблица П.5.3

Значения коэффициентов расчетной нагрузки Kр для питающих сетей

напряжением до 1000 В

nэ	Коэффициент использования Kи
	0,1	0,15	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 30 35 40 45 50 60	8,00 6,22 4,05 3,24 2,84 2,64 2,49 2,37 2,27 2,18 2,11 2,04 1,99 1,94 1,89 1,85 1,81 1,78 1,75 1,72 1,69 1,67 1,64 1,62 1,60 1,51 1,44 1,40 1,35 1,30 1,25	5,33 4,33 2,89 2,35 2,09 1,96 1,86 1,78 1,71 1,65 1,61 1,56 1,52 1,49 1,46 1,43 1,41 1,39 1,36 1,35 1,33 1,31 1,30 1,28 1,27 1,21 1,16 1,13 1,10 1,07 1,03	4,00 3,39 2,31 1,91 1,72 1,62 1,54 1,48 1,43 1,39 1,35 1,32 1,29 1,27 1,25 1,23 1,21 1,19 1,17 1,16 1,15 1,13 1,12 1,11 1,10 1,05 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00	2,67 2,45 1,74 1,47 1,35 1,28 1,23 1,19 1,16 1,13 1,10 1,08 1,06 1,05 1,03 1,02 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00	2,00 1,98 1,45 1,25 1,16 1,14 1,12 1,10 1,09 1,07 1,06 1,05 1,04 1,02 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00	1,60 1,60 1,34 1,21 1,16 1,13 1,10 1,08 1,07 1,05 1,04 1,03 1,01 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00	1,33 1,33 1,22 1,12 1,08 1,06 1,04 1,02 1,01 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00	1,14 1,14 1,14 1,06 1,03 1,01 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00	1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00

Расчетная реактивная нагрузка определяется следующим образом

,

где L_р - расчетный коэффициент реактивной мощности.

Величина расчетного коэффициента реактивной мощности принимается L_р = 1,1.

Полная расчетная мощность силовой нагрузки

.

Расчетный ток нагрузки

,

где U_ном - номинальное напряжение рассчитываемой электрической сети.

3. Расчет пиковых нагрузок электроприемников

Пиковый ток для группы электроприемников находится как сумма токов максимального рабочего тока группы без учета тока самого мощного асинхронного двигателя и пускового тока этого (самого мощного) асинхронного двигателя по формуле

где - номинальный ток самого мощного асинхронного двигателя;

- кратность пускового тока этого асинхронного двигателя.

Параметры асинхронного двигателя подъемника приведены в табл. П.5.4.

Таблица П.5.4

Тип двигателя	Рн, кВт	При номинальной нагрузке	Кп
		, %	cos
1500 об/мин
АИР180S4	2	90	0,87	6,5

Ток асинхронного двигателя определяется по формуле

где P_ном - номинальная мощность асинхронного двигателя; cos_ном - номинальный коэффициент мощности асинхронного двигателя; _ном - номинальный коэффициент полезного действия асинхронного двигателя.

4. Выбор кабельных линий

Сечение кабеля выбирается по допустимому длительному току из условий нагрева. При прокладке в кабельном канале нескольких кабелей следует учесть их взаимное температурное влияние при определении допустимого длительного тока.

Допустимый длительный ток вычисляется по соотношению

,

где I_р - расчетный ток; k₁ - коэффициент, учитывающий прокладку нескольких кабелей в канале (табл. 6.8); k₂ = 0,92 (k₂ учитывает тот факт, что согласно ПУЭ в сетях 0,4 кВ запрещена прокладка кабелей без нулевой жилы); - допустимый длительный ток для кабеля по условиям нагрева в нормальных условиях.

Допустимый длительный ток определяется следующим образом

.

По справочным данным (табл. 6.1 и 6.3) находится ближайшее большее сечение, выдерживающее в длительном (получасовом) режиме ток больше .

Для кабельной линии 1 принимаем к прокладке кабель марки АВВГ. Сечение фазных жил кабеля 4 мм² (АВВГ- 4 х 4).

Для кабельной линии 2 принимаем к прокладке кабель марки ВВГ. Сечение фазных жил кабеля 1,5 мм² (ВВГ- 3 х 1,5).

Марки кабелей представлены в табл. П.5.5.

5. Расчет токов коротких замыканий

Расчеты выполняются при следующих условиях:

1. Параметры схемы замещения трансформатора прямой, обратной и нулевой последовательностей одинаковы и составляют