Разработка и расчет энергосберегающей вентильной конструкции кольцевого типа, обеспечивающей снижение потерь мощности при 12-пульсном преобразовании энергии переменного тока в энергию постоянного тока

Электроофгальмия. К электрическим травмам следует отнести также поражение глаз вследствие воздействия ультрафиолетового излучения электрической дуги или ожогов.

Механические повреждения (ушибы, переломы и пр.) при падении с высоты вследствие резких непроизвольных движений или потери сознания, вызванных действием тока, также относятся к электрическим травмам.

Электрический удар наблюдается при воздействии малых токов -- обычно до нескольких сотен миллиампер и соответственно при небольших напряжениях -- как правило, до 1000 В. При такой малой мощности выделение теплоты ничтожно и не вызывает ожога. Ток действует на нервную систему и на мышцы, причем может возникнуть паралич пораженных органов. Паралич дыхательных мышц, а также мышц сердца может привести к смертельному исходу.

Небольшие токи вызывают лишь неприятные ощущения. Если ток имеет значение, достаточное, чтобы парализовать мышцы рук, человек неспособен самостоятельно освободиться от тока, таким образом, действие тока будет длительным.

Ток в несколько десятков миллиампер при длительном воздействии (более 20 секунд) приводит к остановке дыхания. Но наиболее опасны остановка и фибрилляция сердца.

Остановка сердца вызывается током в несколько сотен миллиампер при сравнительно малой длительности воздействия (доли секунды), причем мышцы сердца расслабляются и остаются в таком состоянии. Фибрилляция сердца заключается в беспорядочном сокращении и расслаблении мышечных волокон сердца. Сердце затрачивает значительную энергию, но не производит полезной работы, кровообращение прекращается, сердце истощается и останавливается. Как при остановке, так и при фибрилляции сердца работа его самостоятельно не восстанавливается. Необходимо оказание помощи.

Можно выделить следующие пороговые значения тока:

- порог ощущения тока - наименьший ощутимый ток (0,5-1,5 мА);

- порог неотпускающего тока - наименьший ток, при котором человек уже не может самостоятельно освободиться от захваченных электродов действием тех мышц, через которые проходит ток (6-10 мА). Меньшие токи называются отпускающими;

- смертельный ток (100 мА и более).

5.3 Расчет зануления на отключающую способность

Занулением называется преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Нулевой защитный проводник -- это проводник, соединяющий зануляемые части с глухозаземленной нейтральной точкой обмотки источника тока или ее эквивалентом.

Зануление применяется в четырехпроводных сетях напряжением до 1000В с заземленной нейтралью.

Зануление превращает замыкание на корпус в однофазное короткое замыкание, в результате чего срабатывает максимальная токовая защита и селективно отключает поврежденный участок сети. Кроме того, зануление снижает потенциалы корпусов, появляющиеся в момент замыкания на землю.

Основное назначение зануления - обеспечить срабатывание максимальной токовой зашиты при замыкании на корпус. Для этого ток короткого замыкания должен значительно превышать уставку защиты или номинальный ток плавких вставок.

Согласно правилам установки электрооборудования ток однофазного короткого замыкания должен превышать не менее чем в 3 раза номинальный ток плавкой вставки ближайшего предохранителя или ток срабатывания расцепителя автоматического выключателя с обратно зависимой от тока характеристикой.

Нулевой провод должен иметь надежные соединения, и должна обеспечиваться непрерывность цепи от каждого корпуса до нейтрали источника.

Нулевой провод соединяется со всеми заземленными металлическими конструкциями, создающими параллельные цепи короткого замыкания: металлическими конструкциями зданий, подкрановыми путями, стальными трубами электропроводок, свинцовыми и алюминиевыми оболочками кабелей, металлическими трубопроводами, проложенными открыто, исключая трубопроводы для горючих и взрывоопасных смесей. Эти проводники могут служить в качестве единственного нулевого провода, если по проводимости они удовлетворяют приведенным выше требованиям.

Для примера произведём расчёт зануления силового трансформатора для передачи и распределения электроэнергии на собственные нужды тяговой подстанции Сокур, когда нагрузка несёт осветительно-силовой характер.

Трансформатор установлен на открытом распределительном устройстве. Основным опасным фактором является поражение электрическим током непосредственным прикосновением к токоведущим частям, находящимся под рабочим напряжением.

Исходные данные:

Р = 160 кВА - номинальная мощность трансформатора;

U1 = 6 кВ - номинальное напряжение первичной обмотки;

U2 = 220 В - номинальное напряжение вторичной обмотки;

? / Yн - схема соединения обмоток;

Zт = 0,141 Ом - сопротивление обмотки трансформатора;

Lф = Lн = 100 м - длина фазного и нулевого проводника.

Сечения проводов выбираются по номинальному току:

Проведем расчёт сопротивлений однофазного и нулевого защитного проводников:

Тогда значение тока короткого замыкания будет равно:

Проверяем условие соблюдения формулы:

Для этого рассчитаем напряжение прикосновения по формуле:

Для напряжения прикосновения меньшего 120 В t =0,4 c (согласно ПУЭ, 7 изд. 1 разд. таблице 1.7.1). Определим

По таблице 3.145 ПУЭ выбираем плавкий предохранитель типа ПР-2-350 с реальным номинальным током

Определим время срабатывания плавкой вставки при kp = 9. Получим tср = 0,3 c. Следовательно, условие выполняется (0,4с>0,3с).

На основании проделанных расчётов выявлено, что выбранный плавкий предохранитель ПР-2-350 полностью удовлетворяет требованиям, предъявляемым к защитным устройствам. Произойдёт надёжное избирательное автоматическое отключение повреждённой установки за допустимое время.

Заключение

Целью дипломного проекта была разработка и расчет энергосберегающей вентильной конструкции кольцевого типа, которая обеспечивала бы снижение потерь мощности при 12-пульсном преобразовании энергии переменного тока в энергию постоянного тока. В результате работы над ней были решены следующие задачи.

Проведен обзор схемных решений многопульсных выпрямителей, применяемых на тяговых подстанциях электрического транспорта.

Рассмотрены основные расчетные соотношения для анализа и сравнения выпрямителей и обоснование выбора 12-пульсной схемы выпрямления, как схемы с более высокими технико-экономическими показателями.

Рассчитаны числа силовых полупроводниковых приборов в вентильных плечах, мостовых, кольцевых вентильных конструкций и оно составляет 2 СПП, и 3 СПП соответственно. При высоких классах силовых полупроводниковых приборов кольцевые схемы более экономичны, т.к. числа вентильных плеч, обтекаемых током нагрузки, последовательно уменьшается с 4 при мостовой схеме до 3 при кольцевой.

Произведен расчёт потерь мощности в вентильных конструкциях модернизированных 12-пульсовых выпрямителей, собранных по параллельно-последовательной и кольцевой схеме. Наглядно показано уменьшение потерь мощности при кольцевой схеме соединения выпрямителя. При Кз=0,6 разница в потерях мощности достигает 17 кВт, а при Кз=0,8 она уже равна 24 кВт. Проведено технико-экономическое сопоставление модернизированных многопульсных выпрямительных агрегатов. Рассчитан экономический эффект от модернизации выпрямителя при различных коэффициентах загрузки. Наибольший эффект достигается по кольцевой схеме соединения, и особенно при возрастании Кз.

Приложение

Рисунок П.Б.1 - Схема кольцевая двенадцатипульсового выпрямительного агрегата

Размещено на Allbest.ru