Elektros imones sistemos
1. Aprašymo skyrius
Elektros energijos tiekimas nagrinėja elektros energijos tiekimo budus pramonės įmonėms, elektros tinklų projektavimo, šiuolaikinių transformatorinių pastočių, elektrinių relinės apsaugos ir aukštos įtampos klausimus.
Projektuojant ir eksploatuojant pramonines elektros tiekimo sistemas reikia teisingai parinkti: įtampą, galią, apkrovą, transformatorių, apsaugos tipus ir t.t.
Pagamintos elektros energijos perdavimas, paskirstymas ir naudojimas pramoninėse įmonėse turi būti atliekamas patikimai ir ekonomiškai. Visų įrengimų priežiūrą, eksploataciją ir remontą turi atlikti kvalifikuotas personalas. Darbai turi būti atliekami laikantis darbo saugos taisyklėse numatytais reikalavimais.
1.1. Daviniai kursiniam projektavimui
Šį cechą ssudaro trys barai: presavimo baras, terminis baras ir ventiliacijos kamera. Šiame ceche yra sumontuoti 63 įrenginiai, pavyzdžiui: štampavimo presas, konvejeris, tekinimo staklės, lankstymo mašina, presas, hidraulinis presas, atpjovimo staklės, kūjis, lyginimo mašina, kamerinė krosnis, oro įputimo ventiliatorius ir oto išpūtimo ventiliatorius.
Daviniai projektavimui yra pateikti l lentelėje.
1 Lentelė
Nr. Įrenginio pavadinimas Pn
kW Un
kW Kiš cosφ η λ K tgφ
1. Štampavimo presas 50 0,4 0,2 0,65 91 1,8 7,5 1,17
2.
3.
4. Konvejeris 6,5 0,4 0,6 0,7 84,5 2,5 7,5 1
5.
6.
7. Tekinimo staklės 7,5 0,4 0,14 0,5 87,5 2,5 7,5 1
8.
9.
10.
11. Lankstymo mašina 15 0,4 0,3 0,65 88 1,8 7,5 1,17
12.
13.
14.
15. Presas 30 0,4 0,2 0,65 90,5 1,8 7,5 1,17
16.
17.
18.
19.
20. Hidraulinis presas 20 0,4 0,2 0,65 88 1,8 7,5 1,17
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28. Atpjovimo staklės 8,5 0,4 0,14 0,5 88 2,5 7,5 1,73
29.
30.
31. Kūjis 25 0,4 0,2 0,65 88,5 1,8 7,5 1,17
32.
33.
34.
35.
36.
37.
38. Presas 15 0,4 0,17 0,65 88 1,8 7,5 1,17
39.
40.
41. Lyginimo mašina 8 0,4 0,25 0,65 88 1,8 7,5 1,17
42.
43. Kūjis 25 0,4 0,25 0,65 88 1,8 7,5 1,17
44.
45.
46.
47. Kamerinė krosnis 16 0,4 0,2 0,65 91 1,8 7,5 1,17
48.
49.
50. Kamerinė krosnis 80 0,4 0,75 0,95 91 1,8 7,5 0,33
51.
52. Kamerinė krosnis 32 0,4 0,75 0,95 91 1,8 7,5 0,33
53.
54. Konvejeris 2,8 0,4 0,6 0,7 84,5 2,5 6,5 1
55.
56. Kamerinė krosnis 35 0,4 0,75 0,95 91 1,8 6,5 0,33
57.
58. Oro įputimo ventiliatorius 12 0,4 0,65 0,8 88 1,8 7,5 0,75
59.
60.
61. Oro išpūtimo ventiliatorius 18 0,4 0,65 0,8 87,5 1,8 7,5 0,75
62.
63.
2. Skaičiavimo skyrius
2.1. Elektros energijos tiekimo schemos parinkimas
Elektros energijos perdavimo ir paskirstymo schemos skirstomos į dvi pagrindines grupes: iišorinio tiekimo ir vidaus tiekimo. Dabartiniu metu beveik visos transformatorinės pastotės gauna maitinimą iš sistemų. Paprastai, esant dideliems atstumams, tiksliausia elektros energiją tiekti oro linijomis. Dažniausiai yra naudojamos 6, 10, 35, 110 kV įtampos. Taip įmanoma pasiekti pačius mažiausius energijos nnuostolius. Esant dideliai įtampai dažniausiai objekto teritorijoje yra statomi jėgos transformatoriai, kurie tą įtampą transformuoja į tokią, kokia reikalinga vartotojams.
Vidaus elektros energijos tiekimo tinklų schemos yra skirstomos į tris pagrindines grupes [Ll,psl.9]:
1. Radialines;
2. Magistralines;
3. Mišrias.
Šiuo atveju yra pasirinkta radialinė tiekimo schema (1 pav.)., kuri priklauso trečiai vartotojų kategorijai. Kadangi tai trečios kategorijos vartotojas tai ir rezervinis maitinimo šaltinis nėra numatytas.
1 pav.
2.2. Cecho elektros apkrovų skaičiuotė
Elektros apkrovų skaičiavimui yra taikomi du būdai, – sugretintų apkrovų grafiko metodas ir paklausos koeficiento metodas. Pirmas laikomas tiksliausiu nustatant maksimalią apkrovą cechuose arba gamyklose. Šis metodas taikomas, nustatant maksimalią aktyvinę galią vartotojams su skirtingais darbo režimais, esant dideliam jų skaičiui (cechui, gamyklai). Apkrovas būtina skaičiuoti tam, kad galėtume parinkti kabelius bei apsaugas. Be šito to atlikti mes negalėsime.
Šiame pprojekte apkrovas mes skaičiuojame sugretintų apkrovų metodu. Pradedame skaičiuoti nuo PS-1. Skaičiavimo tikslas – paskaičiuoti maksimalias apkrovas: Pmax, Qmax, Smax, Imax.
2 Lentelė
PS
Nr. Nr. Pn
kW Un
kW cosφ Kiš Pvid Kiš nef kmax Pmax Qmax Smax Imax
PS – 1 45 16 0.4 0.95 0.75 256.5 0.75 6 1.1 282 394.8 485.2 701
46 16 0.95 0.75
47 16 0.95 0.75
48 80 0.95 0.75
49 80 0.95 0.75
50 32 0.95 0.75
51 32 0.95 0.75
56 35 0.95 0.75
57 35 0.95 0.75
PS – 2 4 6.5 0.4 0.7 0.6 41.27 0.23 9.6 1.9 78.4 346.8 447 646
5 6.5 0.7 0.6
6 6.5 0.7 0.6
20 20 0.65 0.2
21 20 0.65 0.2
22 20 0.65 0.2
23 20 0.65 0.2
26 8.5 0.5 0.14
27 8.5 0.5 0.14
28 8.5 0.5 0.14
30 25 0.65 0.2
31 25 0.65 0.2
PS – 3 7 7.5 0.4 0.5 0.14 25.8 0.22 6.2 2.1 54.2 66.7 86 124.3
8 7.5 0.5 0.14
24 20 0.65 0.2
25 20 0.65 0.2
32 25 0.65 0.2
33 25 0.65 0.2
52 2.8 0.7 0.6
53 2.8 0.7 0.6
54 2.8 0.7 0.6
55 2.8 0.7 0.6
PS – 4 34 25 0.4 0.65 0.2 37.65 0.2 11.4 1.9 71.5 83.6 110 159
35 25 0.65 0.2
36 15 0.65 0.17
37 15 0.65 0.17
38 15 0.65 0.17
41 25 0.65 0.2
42 25 0.65 0.2
43 25 0.65 0.2
44 25 0.65 0.2
PS – 5 58 12 0.4 0.8 0.65 58.5 0.65 2.4 1.37 80.2 60.2 100.3 145
59 12 0.8 0.65
60 12 0.8 0.65
61 18 0.8 0.65
62 18 0.8 0.65
63 18 0.8 0.65
PS – 6 1 50 0.4 0.65 0.2 334.6 1.2 11 1.72 575.5 673.3 886 1280
2 50 0.65 0.2
3 50 0.65 0.2
9 15 0.65 0.6
10 15 0.65 0.6
11 15 0.65 0.6
12 15 0.65 0.6
13 30 0.65 0.2
14 30 0.65 0.2
39 8 0.65 0.25
40 8 0.65 0.25
PS – 7 15 30 0.4 0.65 0.2 31 0.2 0.23 2.42 75 87.7 115.4 166.7
16 30 0.65 0.2
17 30 0.65 0.2
18 20 0.65 0.2
19 20 0.65 0.2
29 25 0.65 0.2
PPS – 10 – – – – – – – 1217 1713 2107 3222
Skaičiavimai
PS – 1
Pagal šias formules ir kiti skydai skaičiuojami taip pačiai ir visi rezultatai surašomi i 2 lentelę.
2.3. Transformatorinės pastotės parinkimas, transformatorių skaičiaus ir galios skaičiuotė
Pramonės įmonių pastotės skirstomos pagal paskirtį, konstrukciją ir išdėstymo vietą [[L2, psl. 37], Pagal paskirtį pastotės skirstomos į tokius tipus:
1. Pagrindinės pažeminančios pastotės (PŽP), gaunančios elektros energiją iš energosistemos ir transformuojančios ją į žemesnės įtampos energiją, kuri paskirstoma po pramonės įmonės teritoriją;
2. Cechinės transformatorinės pastotės (TP), gaunančios aukštos įtampos (35-6 k V) elektros energiją ir transformuojančios ją į pažemintą įtampą (0,4 kV) vienam arba keletai cechų;
3. Paskirstymo punktai, kurie priima elektros energiją iš PŽP arba iš pramonės įmonės elektrinės ir paskirsto, esant tai pačiai įtampai, be transformacijos.
Pagal išdėstymo vietą pramonės įmonių teritorijoje, pastotės skiriamos į:
1. Vidines, išdėstytas cechų pastatų viduje;
2. Pristatytas prie cechų pastatų;
3. Atskirai stovinčias pastotes.
Pažymint gamyklos plane apkrovas, taip pat būtina žinoti cechų elektrinių apkrovų grafikus. Pagrindinę žeminančią, paskirstymo ir cechinę pastotę reikia statyti kaip galima arčiau apkrovų centro. Tai leidžia sumažinti paskirstymo tinklų ilgį, sumažinti nuostolius ir sutaupyti spalvotuosius metalus.
Apkrovų paskirstymas tarp pastočių turi svarbiausią reikšmę, parenkant jų skaičių ir išdėstymą. Plačiausiai yra taikomos atskirai stovinčios, pristatomos, vidinės, vieno ir dviejų transformatorių cechinės pastotės.
Ekonomiškumo atžvilgiu laikoma tikslinga pastotę statyti ne apkrovų geometriniame centre, o šiek tiek toliau į maitinimo šaltinio pusę.
Pastočių išdėstymui svarbią reikšmę taip pat turi eksploataciniai, gamybiniai ir statybos -architektūriniai reikalavimai. Be to būtina įvertinti gamybinių patalpų konfigūraciją, technologinių įrengimų išdėstymą, supančios aplinkos charakterį, priešgaisrinės apsaugos reikalavimus, o taip pat pritaikomų įįrengimų tipus.
Savo projektuojamam objektui aš parinkau cechinę transformatorinę pastotę (TP), nes ši pastotė įtampą pažemina iki 0,4 kV, o tai man yra labai aktualu, kadangi: pirma mano projekte yra numatytas tik vienas cechas, o antra visi įrengimai yra maitinami 0,4 kV įtampa. Transformatorinė pastotė bus atviro tipo, nes ji pigi, greitas įrengimas, geras matomumas, lengvas praplėtimas, statybinių medžiagų ekonomija.
Transformatoriai yra parenkami tokia tvarka:
U1 =10 kV , U2=0,4 kV, Smax=2107kVA, tpiko=6val.
1. Pirma yra sudaromas apkrovų grafikas (paros grafikas):
2. Paskaičiuojame grafiko užpildymo koeficientą:
kuž = Σ S × t ÷ 24 × Smax
kuž = 400×5+700×2+1438×6+1200×3+800×2+400×6÷24×2107=19628÷50568=0.4
3. Patikriname leistiną perkrovimo koeficientą ( iš žinyno):
kleist=1.3
4. Žinant nominalią galią, pirminę ir antrinę įtampas iš žinyno parenkame transformatorių:
ТМ – 2500/10
kperkr. = Smax ÷ n × Snom
kperkr.=2107÷1×2500=0.8
6. Sulyginame leistiną ir realų perkrovos koeficientą. Jei leistinas lygus ar šiek tiek didesnis už realų tai transformatorius parinktas teisingai. Mažesnis irgi gali būti.
1,3>0,87. Reikia parinkti transformatoriaus avarijos atveju. Kadangi šis objektas yra trečios kategorijos vartotojas, tai jam užtenka tik vieno transformatoriaus, ir tikrinti nereikia.
Transformatorių duomenys surašome į 3 lentelę:
Transformatorių skaičius TP Transformatorių tipas Snom kVA Įtampų santykis kV Nuostoliai kW Įtampa tr.j.% Srovė t.e. %
1 ТМ – 2500/10 2500 10 0,4 – – – –
2.4. Reaktyviosios galios kompensacija
Iš tinklo yra vartojama ne tik aktyvinę, bet ir reaktyvinė galia Q. Pagrindiniai reaktyvinio galingumo vartotojai yra aasinchroniai varikliai, transformatoriai, oro linijos, reaktoriai, keitikliai ir kiti įrenginiai.
Mažinant vartotojų reaktyvinio galingumo dydį, galima sumažinti elektros tinklo srovę ir tuo pačiu sumažinti juose įtampos, galingumo ir elektros energijos nuostolius.
Srovės tinkle sumažinimas leidžia įjungti papildomą apkrovą, nedidinant elektrinių generatorių įrengtų galingumų, nedidinant laidų, kabelių ir kitų srovei laidžių dalių skerspjūvio.
Jeigu elektrinių generatoriai dirbs su pažemintu galios koeficientu, tai jų aktyvinis galingumas bus mažesnis už nominalų, ir elektrinių mechaniniai įrengimai nebus pilnai išnaudojami.
Todėl pablogėja elektrinių darbo rodikliai ir išauga kuro suvartojimas vienai kilovatvalandei (kWh) pagamintos elektros energijos.
Tam, kad optimaliai būtų išnaudojama reaktyvioji galia arba, kad sumažinti jos dydį, reikia paskaičiuoti apkrovas, sumažinti srovės dydį tinkle ir visą tai, t. y. nuostolių mažėjimą apsprendžia galios koeficientas coscp.
Dažniausiai galios koeficientas yra gerinamas šiais būdais:
1. teisingas elektros įrengimų parinkimas;
2. variklių tuščios eigos apribojimas, įrengiant tuščios eigos ribotuvus;
3. variklių apkrovos didinimas;
4. mažai apkrautų asinchroninių variklių įtampos pažeminimas;
5. mažai apkrautų transformatorių atjungimas;
6. kondensatorių baterijų įjungimas į tinklą.
Pastarasis būdas yra taikomas labai dažnai, nes turi keletą privalumų:
1. nedideli aktyvinio galingumo nuostoliai;
2. nesudėtinga eksploatacija;
3. nesudėtingi montavimo darbai (mažas svoris, nereikia specialių pagalbinių įrengimų);
4. kondensatorių pastatymui gali būti panaudotos bet kokios sausos patalpos;
Be šių privalumų kondensatorių baterijos turi ir trūkumų: mažas atsparumas (greitai paleidžiami ypatingai prie trumpųjų jungimų ir išaugus įtampai).
Kam lygi kompensuojama reaktyvioji galia yra paskaičiuojama pagal
formulę:
Qkomp. = α × Pmax × ( tgφ1 – tgφ2 ) [kVAr]
Cosφ1 = Pmax (PPS) ÷ Smax (PPS)
Cosφ1 =1217÷2107=0.6
tgφ1 =1.3
Cos φ2 = 0,95
tg φ2 = 0,33
Qkomp. =1 ×1217×(1,3-0,33)=1217×0.97=1180,5[kVAr]
2.5. Cecho magistralinio ir paskirstymo tinklo skaičiuotė (laidų, kabelių, paskirstymo skydų, apsaugų parinkimas)
Elektros energija yra tiekiama oro linijomis ir kabeliais. Oro linijos naudojamos, kai yra didelė įtampa (10; 35; 110) ir kai ji yra perduodama dideliais atstumais.
Kabelinės linijos klojamos ten, kur negalima ar neįmanoma pravesti oro linijų (miestuose, gyvenvietėse, architektūriniuose kompleksuose, gamyklų tteritorijose, per didelius vandens telkinius).
Šiam objektui elektros energijos tiekimas bus kabelinis, nes šis būdas yra tinkamas miesto teritorijoje, be to tiekiama įtampa į objektą yra tik 0,4 kV. Kabeliai ir laidai buvo parinkti pagal leistiną įšilimą. Kabeliai bus prakloti vamzdžiuose.
Lentelė 4
PS
Nr. Linija Vartotojo
Nr. Pn
kW Un
kW Cos φ η Id
A Ileist
A Laido markė Pratęsimo
būdas Linijos ilgis ∆U
%
PS – 1 1÷45 45 16 0,4 0,95 0,91 26.7 35 ААГ(3*6) Vamzdyje – –
1÷46 46 16 0,95 0,91 Vamzdyje – –
1÷47 47 16 0,95 0,91 Vamzdyje – –
1÷48 48 80 0,95 0,91 133.3 155 ААГ(3*50) Vamzdyje – –
1÷49 49 80 0,95 0,91 Vamzdyje – –
1÷50 50 32 0,95 0,91 53.3 60 ААГ(3*16) Vamzdyje – –
1÷51 51 32 0,95 0,91 Vamzdyje – –
1÷56 56 35 0,95 0,91 58.3 60 ААГ(3*16) Vamzdyje – –
1÷57 57 35 0,95 0,91 Vamzdyje – –
PS – 2 2÷4 4 6,5 0,4 0,7 0,845 16 35 ААГ(3*6) Vamzdyje – –
2÷5 5 6,5 0,7 0,845 Vamzdyje – –
2÷6 6 6,5 0,7 0,845 Vamzdyje – –
2÷20 20 20 0,65 0,88 50 60 ААГ(3*16) Vamzdyje – –
2÷21 21 20 0,65 0,88 Vamzdyje – –
2÷22 22 20 0,65 0,88 Vamzdyje – –
2÷23 23 20 0,65 0,88 Vamzdyje –
2÷26 26 8,5 0,5 0,88 28.3 35 ААГ(3*6) Vamzdyje – –
2÷27 27 8,5 0,5 0,88 Vamzdyje – –
2÷28 28 8,5 0,5 0,88 Vamzdyje –
2÷30 30 25 0,65 0,885 62.5 80 ААГ(3*16) Vamzdyje – –
2÷31 31 25 0,65 0,885 Vamzdyje – –
PS – 3 3÷7 7 7,5 0,4 0,5 0,875 25 35 ААГ(3*6) Vamzdyje – –
3÷8 8 7,5 0,5 0,875 Vamzdyje – –
3÷24 24 20 0,65 0,88 50 60 ААГ(3*16) Vamzdyje – –
3÷25 25 20 0,65 0,88 Vamzdyje – –
3÷32 32 25 0,65 0,885 62.5 80 ААГ(3*16) Vamzdyje – –
3÷33 33 25 0,65 0,885 Vamzdyje – –
3÷52 52 2,8 0,7 0,845 7 35 ААГ(3*6) Vamzdyje – –
3÷53 53 2,8 0,7 0,845 Vamzdyje – –
3÷54 54 2,8 0,7 0,845 Vamzdyje – –
3÷55 54 2,8 0,7 0,845 Vamzdyje – –
PS – 4 4÷34 34 25 0.4 0,65 0,885 62.5 80 ААГ(3*16) Vamzdyje – –
4÷35 35 25 0,65 0,885 Vamzdyje – –
4÷36 36 15 0,65 0,88 37.5 45 ААГ(3*6) Vamzdyje – –
4÷37 37 15 0,65 0,88 Vamzdyje – –
4÷38 38 15 0,65 0,88 Vamzdyje – –
4÷41 41 25 0,65 0,905 61 80 ААГ(3*16) Vamzdyje – –
4÷42 42 25 0,65 0,905 Vamzdyje – –
4÷43 43 25 0,65 0,905 Vamzdyje – –
4÷44 44 25 0,65 0,905 Vamzdyje – –
PS – 5 5÷58 58 12 0,4 0,8 0,88 26.6 35 ААГ(3*6) Vamzdyje – –
5÷59 59 12 0,8 0,88 Vamzdyje – –
5÷60 60 12 0,8 0,88 Vamzdyje – –
5÷61 61 18 0,8 0,875 36 45 ААГ(3*6) Vamzdyje – –
5÷62 62 18 0,8 0,875 Vamzdyje – –
5÷63 63 18 0,8 0,875 Vamzdyje – –
PS – 6 6÷1 1 50 0.4 0,65 0,91 122 125 ААГ(3*35) Vamzdyje – –
6÷2 2 50 0,65 0,91 Vamzdyje – –
6÷3 3 50 0,65 0,91 Vamzdyje – –
6÷9 9 15 0,65 0,88 37.5 45 ААГ(3*6) Vamzdyje – –
6÷10 10 15 0,65 0,88 Vamzdyje – –
6÷11 11 15 0,65 0,88 Vamzdyje – –
6÷12 12 15 0,65 0,88 Vamzdyje – –
6÷13 13 30 0,65 0,905 73.2 80 ААГ(3*16) Vamzdyje – –
6÷14 14 30 0,65 0,905 Vamzdyje – –
6÷39 39 8 0,65 0,88 20 35 ААГ(3*6) Vamzdyje – –
6÷40 40 8 0,65 0,88 Vamzdyje – –
PS – 7 7÷15 15 30 0.4 0.65 0.905 73.2 80 ААГ(3*16) Vamzdyje – –
7÷16 16 30 0.65 0.905 Vamzdyje – –
7÷17 17 30 0.65 0.905 Vamzdyje – –
7÷18 18 20 0.65 0.88 50 60 ААГ(3*16) Vamzdyje – –
7÷19 19 20 0.65 0.88 Vamzdyje – –
7÷29 29 25 0.65 0.885 62.5 80 ААГ(3*16) Vamzdyje – –
Skaičiavimai
PS – 1
PS – 2
PS – 3
PS – 4
PS – 5
PS – 6
PS – 7
Visi šie skaičiavimu rrezultatai usrašomi į 4 lentelę, o laidų markę išrinkau iš knygos.
2.6.Apsaugų parinkimas
Pagrindinės žemos įtampos apsaugos yra saugikliai ir automatiniai išjungėjai. Šiuolaikinėje energetikoje daugiau yra naudojami pastarieji – automatiniai išjungėjai.
Saugikliai apsaugo elektros įrengimus nuo trumpų jungimų. Saugiklių tirptukai gali išlaikyti iki vvienos valandos apkrovas, viršijančias 30 – 50 % nominalias.
Saugikliai turi daug trūkumų. Jie blogai apsaugo įrengimus nuo perkrovų, dažnai perdega vienoje fazėje.
Dabartiniu metu vis plačiau vietoje saugiklių naudojami automatiniai jungikliai. Automatiniai jungikliai išleidžiami su šiais išjungikliais:
1. Šiluminiu;
2. Elektromagnetiniu;
3. Kombinuotu.
Automatiniai jungikliai su šiluminiu išjungikliu apsaugo įrengimus nuo perkrovų. Šiuose automatuose pagrindinis elementas yra bimetalinė plokštelė.
Automatai su elektromagnetiniu išjungikliu apsaugo įrengimus nuo trumpųjų jungimų.
Pastaruoju metu yra naudojami automatiniai jungikliai, kurie įrenginius apsaugo ir nuo trumpųjų jungimų ir nuo perkrovų, t. y. su kombinuotais išjungikliais.
Pagrindinė saugiklių parinkimo sąlyga:
Itirpt. ≥ Idarbo
Idarbo = P ÷ Unom × cosφ × η × √3 [A]
Itirpt. = Ipaleid. ÷ α [A]
Ipaleid. = k × Inom. [A] ; k – kartotinumo koeficientas.
a) a – jeigu paleidimas lengvas = 2,5
a – jeigu paleidimas sunkus == 1,8; jei Pnom>10 kW, bus sunkus paleidimas.
Visi rezultatai surašyti į 5 lentelę.
Lentelė 5
PS Nr. Linija P
kW Saugiklio tipas Inom
A
Iatj.
A
PS-1
1÷45 16 ПР – 2 – 60(45) 44,5 45
1÷46 16
1÷47 16
1÷48 80 ПР – 2 – 200(160) 148,1 160
1÷49 80
1÷50 32 ПР – 2 – 60(60) 59,2 60
1÷51 32
1÷56 35 ПР – 2 – 100(80) 64,8 80
1÷57 35
PS – 2 2÷4 6,5 ПР – 2 – 60(35) 26,6 35
2÷5 6,5
2÷6 6,5
2÷20 20 ПР – 2 – 200(125) 111,1 125
2÷21 20
2÷22 20
2÷23 20
2÷26 8,5 ПР – 2 – 60(60) 47,2 60
2÷27 8,5
2÷28 8,5
2÷30 25 ПР – 2 – 100(80) 69,4 80
2÷31 25
PS-3 3÷7 7,5 ПР – 2 – 60(35) 27,8 35
3÷8 7,5
3÷24 20 ПР – 2 – 60(60) 55,5 60
3÷25 20
3÷32 25 ПР – 2 – 100(80) 69,4 80
3÷33 25
3÷52 2,8 ПР – 2 – 15(15) 11,2 15
3÷53 2,8
3÷54 2,8
3÷55 2,8
PS – 4 4÷34 25 ПР – 2 – 100(80) 69,4 80
4÷35 25
4÷36 15 ПР – 2 – 100(80) 62,5 80
4÷37 15
4÷38 15
4÷41 25 ПР – 2 – 2200(160) 135,6 160
4÷42 25
4÷43 25
4÷44 25
PS-5 5÷58 12 ПР – 2 – 60(45) 44,3 45
5÷59 12
5÷60 12
5÷61 18 ПР – 2 – 60(60) 60 60
5÷62 18
5÷63 18
PS-6 6÷1 50 ПР – 2 – 350(225) 203,3 225
6÷2 50
6÷3 50
6÷9 15 ПР – 2 – 100(100) 83,3 100
6÷10 15
6÷11 15 ПР – 2 – 100(100) 83,3 100
6÷12 15
6÷13 30 ПР – 2 – 100(100) 81,3 100
6÷14 30
6÷39 8 ПР – 2 – 60(25) 22,2 25
6÷40 8
PS-7 7÷15 30 ПР – 2 – 200(125) 122 125
7÷16 30
7÷17 30
7÷18 20 ПР – 2 – 60(60) 55,5 60
7÷19 20
7÷29 25 ПР – 2 – 60(35) 34,7 35
2.7. Trumpo jungimo srovių skaičiavimas
Eksploatuojant elektros įrengimus gali įvykti įvairūs trumpi jungimai . Trumpi jungimai skirstomi į tokias rūšis:
1. tirfazius, kada visos fazės susijungia tarpusavyje;
2. dvifazius – dvi fazės susijungia tarpusavyje;
3. vienfazius – viena fazė susijungia su maitinimo šaltinio neutrale per žemę.
Elektros įrenginiai turi būti atsparūs trumpo jungimo srovėms.
Trumpi jungimai vyksta, pažeidus elektros įrengimų atskirų dalių izoliaciją, susilietus tarp savęs srovei laidžioms dalims arba neteisingai atliekant perjungimus.
Galingose energetinėse sistemose trumpųjų jungimų srovių stiprumas būna dešimtys ir netgi šimtai tūkstančių amperų, todėl jos labai pavojingos elektros įrengimams.
Tekant trumpojo jungimo srovei, labai įkaista visi elektros įrengimų elementai, atsiranda mechaniniai (elektrodinaminiai) įtempimai.
Kadangi trumpojo jungimo srovė yra daug stipresnė už srovinėmis dalimis tekančią normalią srovę, tai šios dalys gali tiek įkaisti, kad gali suirti jų izoliacija ir netgi išsilydyti jų metalas.
Kaip jau žinoma, du lygiagretūs laidininkai vienas kitą stumia, jeigu jais teka vienodos krypties srovės, arba vienas kitą traukia, jei teka priešingų krypčių srovės. Tokia laidininkų sąveika vadinama elektrodinamine srovių sąveika. Sąveikos jėga tuo stipresnė, kuo stipresnė ssrovė teka laidininkuose ir kuo mažesnis atstumas tarp jų.
Aukštosios įtampos įrenginiuose ir tinkluose trumpųjų jungimų metu atsiradusios srovės, elektrodinamiškai veikdamos, gali mechaniškai sugadinti elektros įrengimus. Trumpų jungimų pasekmės gali būti šios:
Netenka maitinimo vartotojai, esantys trumpo jungimo vietoje;
Pažeidžiamas kitų vartotojų, prijungtų prie tolimesnių tinklo taškų, normalus darbas, sumažėjus įtampai;
Pažeidžiamas elektrinis sistemos normalus darbas.
Kad išvengtume trumpų jungimų arba sumažintume jų pasekmes, reikia:
Pašalinti trumpų jungimų priežastis;
Sumažinti apsaugų, veikiančių trumpų jungimų metu, poveikio laiką;
Panaudoti greitai veikiančius jungtuvus;
Pritaikyti generatoriams automatinį įtampos reguliavimą;
Kad elektros įrenginio darbas būtų patikimas, elektros įrengimai, srovinės dalys ir izoliatoriai turi būti termiškai ir elektrodinamiškai atsparūs.
Terminiu atsparumu vadinamas aparatų ir srovinių dalių sugebėjimas tam tikrą laiką išlaikyti trumpojo jungimo srovę, temperatūrai neviršijant leistinojo dydžio.
Elektrodinaminiu atsparumu vadinamas aparatų, srovinių dalių ir izoliatorių sugebėjimas išlaikyti mechaninius įtempimus, atsirandančius, tekant trumpojo jungimo smūgio srovei.
Įtampa trumpojo jungimo metu nukrenta todėl, kad tekant trumpojo jungimo srovei, padidėja įtampos nuostoliai visuose grandinės elementuose iki pat trumpojo jungimo vietos.
Įtampos sumažėjimo didumas priklauso nuo trumpojo jungimo srovės, o ši priklauso nuo trumpojo jungimo grandinės, kuri yra iki sugadintos vietos, suminės varžos. Kuo mažesnė ši varža, tuo stipresnė trumpojo jungimo srovė, tuo labiau sumažėja įtampa.
Vadinasi, viena iš trumpojo jungimo pasekmių yra ta, kad sumažėja vartotojų gaunama įtampa, todėl visiškai aarba iš dalies sutrinka elektros tiekimas.
2.8. Įžeminimas
Sugedus elektros įrengimo izoliacijai, įtampa patenka į tas jo dalis, kuriose normaliomis sąlygomis įtampos nėra. Todėl elektros srovė gali žmogų nutrenkti. Prisilietus prie įrenginio su sugedusia izoliacija, srovė ima tekėti žmogaus kūnu į žemę.
Nuo 0,05 iki 0,1 A stiprumo srovė yra žmogui pavojinga, o stipresnė kaip 0,1 A – netgi mirtina.
Žmogaus kūnu tekančios srovės stiprumas priklauso nuo kūno elektrinės varžos ir prie jo prisijungusios įtampos. Žmogaus kūno varža svyruoja plačiose ribose: nuo kelių šimtų iki tūkstančių omų. Todėl žmogui gali būti pavojingi ir tie įrenginiai, kurių įtampa žemės atžvilgiu yra nedidelė. Viena iš pagrindinių priemonių, naudojamų apsaugoti žmones, kad jų nenutrenktų elektros srovė, prisilietus prie įrenginio, kuriame atsitiktinai atsirado įtampa, yra apsauginis įžeminimas (įnulinimas).
Įžeminimas – elektros įrenginio pasyviųjų dalių sujungimas su įžeminimo įrenginiu [Ll, psl. 146].
Įnulinimas – iki 1000 V įtampos tinkluose pasyviųjų įrenginio dalių tikslinis sujungimas su tiesiogiai įžeminta trifazio maitinimo šaltinio (transformatoriaus, generatoriaus) neutrale, vienfazio maitinimo šaltinio apvijos tiesiogiai įžemintu tašku arba įžemintu nuolatinės srovės šaltinio poliumi.
Įžemintuvas – grunte esančių elektrodų, jungiamųjų laidininkų ir išlyginamojo tinklo visuma.
Įžeminimo laidininkas – laidininkas, jungiantis įžeminamo įrenginį su įžemintuvu arba įžeminimo magistrale.
Įžeminimo įrenginys – įžemintuvo ir įžeminimo laidininkų visuma.
Žmonėms saugios sąlygos
sudaromos tik tada, kai įžeminimo įrenginio varža daug kartų mažesnės už mažiausią žmogaus kūno varžą. Įžeminimo įrenginys turi būti toks, kad jo varža būtų iš anksto apskaičiuotose ribose. Didžiausia leistina įžeminimo įrengimų varža esant mažiausiam grunto pralaidumui elektros įrenginiams iki 1000 V yra 4 Ω.
Įrengiant įžeminimą, naudojami natūralūs ir dirbtiniai žemikliai.
Natūralūs žemikliai – yra metalinės konstrukcijos, vamzdžiai ir įregimai, patikimai sujungti su žeme.
Dirbtiniai žemikliai – tai 35-30 mm skersmens plieniniai vamzdžiai arba kampuočiai, kurių lentynos ne plonesnės kaip 4 mm. JJie imami 2,5-3 m ilgio; į gruntą įkalami iki 3-3,5 m gylio. Įkalti į gruntą žemikliai ne mažesniame kaip 0,3 m gylyje tarp savęs sujungiami ne mažesnio kaip 48 mm2 skerspjūvio plieno juostomis. Šitaip sudaromas vienas sudėtingas žemiklis.
Svarbu ne tik įžeminimo įrenginio varža bet ir tolygus įtampos pasiskirstymas aplink saugojamąjį aparatą ir visame elektros įrenginio užimame plote (pavyzdžiui, pastotėje). Kuo toliau nuo žemiklio, tuo įtampa žemės paviršiuje yra mažesnė, kol pasiekia nulinę reikšmę.
Grunto varža šiame nuotolyje vadinama srovės nutekėjimo į žžemę (įžemėjimo) varža.
Žmogų, prisilietusi prie aparato su sugedusia izoliacija korpuso, veikia įtampa, kurios didumas yra lygus įtampos kritimui tarp to taško, kuriame žmogus liečia aparatą, ir to taško, kuriame jo kojos liečia žemę (apie 0,8 m ilgio ruože). Ši įtampa vvadinama prisilietimo įtampa.
Žmogui artinantis prie sugedusio aparato, tarp jo pėdų taip pat atsiranda vadinamoji žingsnio įtampa. Jos didumas priklauso nuo žingsnio platumo ir atstumo iki sugedusios vietos.
Įžeminimo kontūro skaičiavimas:
Rįž = R1įž ÷ n × η
n – įžemiklių skaičius;
η – ekranavimo koeficientas (jis priklauso nuo žemiklių skaičiaus ir jų ilgio, ir nuo atstumo tarp jų);
Pasirenkam įžemiklio tipą;
R1įž = 0,00318 × ρ × ks
ks – savarankiškumo koeficientas;
ks = 1,4
n=20
a=7.5
l=2,5
R1įž = 0,00318 ×0.7 × 104 × 1,4 = 31.2 [Ω]
Rįž = 31.2 ÷ 20 × 0,71 = 2.2 [Ω]
Įžeminimo kontūras parinktas teisingai, nes įžeminimo varža neviršija 4 Ω.
Literatūra:
1. A. Razma „Elektros energijos tiekimas pramonės įmonėms ir įrenginiams“ I dalis. Vilnius, 1979m
2. A. Razma „Elektros energijos tiekimas pramonės įmonėms ir įrenginiams“ III dalis. Vilnius, 1979m
3. Б. Ю. Липкин „Электроснабжение промышленных предприятий и установок“ Maskva, 1981 г
4. Л. Л Коновалов, Л. Д. Рожкова “ Электроснабжение промышленных предприятий и установок“
Maskva, 1989 г
5. „ABB“ firmos katalogas, 1998 m
6. „Pirelli“ firmos katalogas „Galios kabeliai nuo l iki 30 kV“, 2002 m.
