Измерение и расчет сети
В принципе, сам процесс измерения легко понять и может быть выполнен с использованием простых средств. Его сложность заключается в приобретении технических данных о продуктах и системах, которые можно найти в различных технических стандартах и правилах, с одной стороны, и многочисленных каталогах продуктов - с другой.
Девять основных правил для определения размеров всех электрических цепей (на фото: SIEMENS 24 кВ среднего напряжения распределительного устройства типа 8DJH, кредит: smartenergo.net)
Важным аспектом в этом контексте является кросс-контурная манипуляция размерными компонентами из-за их технических данных, например, упомянутое ниже наследование минимальных временного времени размыкания цепи нестационарной нагрузки на другие стационарные нагрузки или схемы распределения.
Другим аспектом является взаимное влияние расчета размеров и сети (короткое замыкание), например, при использовании устройств ограничения тока короткого замыкания.
Сложность еще больше повышается в соответствии с конкретными стандартами, правилами и различными методами установки, применяемыми к двум областям измерения. По соображениям минимизации рисков и эффективности времени ряд инженерных компаний обычно используют расширенное программное обеспечение для расчета (например, проект SIMARIS) для выполнения процессов измерения и проверки в электроэнергетических системах.
Следующие девять основных правил и стандартов размеров в основном применяются ко всем типам схем //
- Цепи питания
- Схема распределения
- Номинальное действующее правило
- Правило отключения отключения
- Энергия короткого замыкания
- Время короткого замыкания
- Конечные схемы
- Допустимое падение напряжения
- Защита от поражения электрическим током
1. Цепи питания
Особенно высокие требования относятся к размерности цепей питания. Это начинается с рейтинга источников питания. Источники питания рассчитаны в соответствии с максимальным током нагрузки, ожидаемым для энергосистемы, требуемым объемом резервной мощности и степенью надежности питания, необходимой в случае неисправности (перегрузка / короткое замыкание).
Условия нагрузки во всей энергосистеме устанавливаются путем баланса энергии.
Резервная мощность и эксплуатационная безопасность вблизи системы снабжения обычно устанавливаются путем создания соответствующих увольнений, например, посредством //
- Предоставление дополнительных источников питания (трансформатор, генератор, ИБП)
- Оценка источников питания в соответствии с принципом отказа, n- или (n-1) избыточность: применение принципа (n-1) означает, что два из трех блоков питания в основном способны непрерывно подавать общую нагрузку для энергосистемы без любая неисправность, если один источник питания не работает
- Оцените те источники питания, которые могут временно работать при перегрузке (например, с использованием вентилируемых трансформаторов)
Независимо от установленных токов нагрузки, размер любого другого компонента в цепи питания ориентирован на номиналы источников питания, настроенные режимы работы системы и все связанные с ними состояния переключения вблизи системы питания.
Как правило, переключающие / защитные устройства должны выбираться таким образом, чтобы можно было перенести запланированный максимум мощности. Кроме того, должны быть определены различные минимальные / максимальные условия тока короткого замыкания вблизи системы питания, которые зависят от состояния переключения.
Шинные соединительные системы, подключенные к распределительному устройству LV (фото кредит: Siemens)
При подключении линий (кабельная или шинная система) необходимо учитывать соответствующие коэффициенты уменьшения, которые зависят от количества систем, установленных параллельно и типа установки.
Когда устройства рассчитаны, особое внимание следует уделять номинальной размыкающей способности короткого замыкания. Вы также должны выбрать подходящий выключатель (автоматический автоматический выключатель или автоматический выключатель) с высококачественным отключающим устройством и переменными настройками, поскольку этот компонент является важной основой для достижения наилучшей избирательности по отношению ко всем восходящим и нисходящим потокам устройства.
Вернуться к Правилам измерения ↑
2. Схема распределения
Измерение маршрутов и устройств кабелей следует за максимальными токами нагрузки, которые следует ожидать на этом уровне распределения.
Как правило:
I bmax = Σ установленная емкость · коэффициент одновременности
Коммутационные / защитные устройства и соединительная линия должны быть согласованы с защитой от перегрузки и короткого замыкания. Чтобы обеспечить защиту от перегрузки, вы также должны соблюдать стандартизованные обычные (не) токи отключения, относящиеся к приложенному устройству.
Проверка, основанная только на номинальном токе устройства или заданном значении I r, недостаточна.
Вернуться к Правилам измерения ↑
Необходимо соблюдать следующие основные правила, чтобы обеспечить защиту от перегрузки //
3. Номинальное действующее правило
Нерегулируемое защитное оборудование //
I B ≤ I n ≤ I z
Номинальный ток In выбранного устройства должен находиться между установленным максимальным током нагрузки I B и максимально допустимым током нагрузки I z выбранной среды передачи (кабельной или сборной шиной).
Регулируемое защитное оборудование //
I B ≤ I r ≤ I z
Установочное значение блока отключения перегрузки Ir на выбранном устройстве должно находиться между установленным максимальным током I B нагрузки и максимально допустимым током нагрузки I z выбранной среды передачи.
Вернуться к Правилам измерения ↑
4. Правило отключения отключения
I 2 ≤ 1, 45 · I z
Максимально допустимый ток нагрузки I z выбранной среды передачи должен быть выше максимального тестового тока I 2 / 1, 45 выбранного устройства. Высокий испытательный ток I 2 стандартизирован и варьируется в зависимости от типа и характеристик применяемого защитного оборудования.
Вернуться к Правилам измерения ↑
Для обеспечения защиты от короткого замыкания необходимо соблюдать следующие основные правила:
5. Энергия короткого замыкания
K 2 S 2 ≥ I 2 t
(K = коэффициент материала, S = поперечное сечение)
Количество энергии, которое освобождается от момента, когда происходит короткое замыкание, до тех пор, пока оно не будет очищено автоматически, должно в любое время быть меньше энергии, которую передающая среда может нести как максимальная, до того, как возникнет непоправимый ущерб.
Согласно МЭК 60364-4-43 (VDE 0100-430) это основное правило действует до временного диапазона макс. 5 с. Ниже времени сброса короткого замыкания в 100 мс должна учитываться пусковая энергия защитного устройства (см. Данные производителя устройства).
Когда используются устройства с отключающим устройством, необходимо проверить соблюдение этого правила на всей кривой характеристического устройства. Простая проверка в диапазоне максимального тока короткого замыкания (I kmax) не всегда достаточна, в частности, когда используются запаздывания с задержкой.
Вернуться к Правилам измерения ↑
6. Время короткого замыкания
t a (I kmin) ≤ 5 с
Результирующее время размыкания выбранного защитного оборудования должно гарантировать, что рассчитанный минимальный ток короткого замыкания I kmin в конце линии передачи или защищенной линии автоматически очистится не позднее, чем через 5 секунд.
Защита от перегрузки и короткого замыкания необязательно должна предоставляться одним и тем же устройством. При необходимости эти две цели защиты могут выполняться комбинацией устройств.
Также можно было бы рассмотреть использование отдельных переключающих / защитных устройств, то есть в начале и конце кабельного маршрута. Как правило, устройства, применяемые в конце кабельного маршрута, могут обеспечить защиту от перегрузки только для этой линии.
Вернуться к Правилам измерения ↑
7. Конечные схемы
Метод координации защиты от перегрузки и короткого замыкания практически идентичен для распределительных и конечных схем. Помимо защиты от перегрузки и короткого замыкания, защита жизни людей также важна для всех схем.
Вернуться к Правилам измерения ↑
8. Допустимое падение напряжения
Для определения размеров кабеля должно учитываться максимально допустимое падение напряжения. Это означает, что цепь: падение напряжения - диаметр кабеля - радиус изгиба - требования к пространству также влияют на размер помещения и затраты, которые необходимо учитывать при планировании.
Вернуться к Правилам измерения ↑
9. Защита от поражения электрическим током
t a (I k1 min) ≤ t a perm.
Если возникает 1-фазная ошибка на земле (I k1 мин), результирующее время разрыва тока t a для выбранного защитного оборудования должно быть короче максимального допустимого времени разрыва t a perm. который требуется для этой схемы в соответствии с IEC 60364-4-41 (VDE 0100-410) для обеспечения защиты людей.
Поскольку требуемое максимальное время размыкания тока изменяется в зависимости от номинального напряжения сети и типа нагрузки (стационарные и нестационарные нагрузки), требования к защите относительно минимального времени разрыва ta perm. могут передаваться от одной цепи нагрузки к другим цепям. Альтернативно, эта цель защиты также может быть достигнута путем наблюдения максимального напряжения касания.
Рисунок 1 - Зависимость личной защиты от систем электропитания
В зависимости от системы электропитания определенная защита должна быть построена, как показано на рисунке 1 выше.
Поскольку конечные схемы часто характеризуются длинными линиями питания, их размерность часто сильно зависит от максимально допустимого падения напряжения. Что касается выбора переключающих / защитных устройств, важно иметь в виду, что длинные соединительные линии характеризуются высокими импедансами и, следовательно, сильным затуханием рассчитанных токов короткого замыкания.
В зависимости от режима работы системы (соединение разомкнуто, соединение замкнуто) и источник питания (трансформатор или генератор) защитное оборудование и его настройки должны быть сконфигурированы для наихудшего случая относительно токов короткого замыкания. В отличие от цепей питания или распределения, где большое внимание уделяется выбору высококачественного отключающего устройства, конечные цепи удовлетворяют отключающим устройством в характеристике LI для перегрузки и мгновенной защиты от короткого замыкания.
Вернуться к Правилам измерения ↑
Ссылка // Планирование распределения электроэнергии - Технические принципы // SIEMENS