Eng Ru
Отправить письмо
ГлавнаяРазноеЭлектрические сети лекции

ЭСиС материалы к курсовому проекту / Лекции / ПиРЭЭ_лекция_2_2008. Электрические сети лекции


Лекции по "Электрическим сетям" — курс лекций

Лекция 1. Общие сведения об энергетических системах

 Электроснабжение промышленных, коммунальных и других потребителей  производится от электрических  станций, вырабатывающих электроэнергию. Электрические станции могут находиться вблизи потребителей либо удалены на значительные расстояния. В обоих случаях передача и распределение электрической энергии осуществляется по проводам электрических линий. Накапливать электрическую энергию в больших количествах сегодня практически нельзя, поэтому с помощью современных автоматических средств управления постоянно поддерживается равновесие между вырабатываемой и потребляемой электрической энергией.

Когда потребители удалены от электрических станций, передачу электроэнергии осуществляют на повышенном напряжении. Тогда между электрической станцией и потребителями сооружаются повышающие и понижающие (преобразовательные) подстанции.

        Гидроэлектростанции (сооружаемые  на створах рек) редко располагаются  у крупных центров нагрузки. Тепловые  электростанции выгодно располагать вблизи залежей топлива. Крупные электрические станции связываются с центрами нагрузок линиями электропередачи (ЛЭП) высокого напряжения. Исключение могут представлять отдельные промышленные электрические станции небольшой мощности или теплоэлектроцентрали (ТЭЦ). ТЭЦ могут быть и крупными, но располагаются они вблизи потребителей, т.к. передача пара и горячей воды обычно осуществляется на относительно небольшие расстояния.

        Совокупность  электростанций, линий электропередач, подстанций и тепловых сетей, связанных в одно целое общностью режима и непрерывностью процесса производства и распределения электрической и тепловой энергии называется энергетической системой (энергосистемой).

Часть энергетической системы, состоящая  из генераторов, распределительных устройств, повысительных и понизительных подстанций, линии энергетической сети и приемников электроэнергии, называется электроэнергетической системы (ЭЭС).

Электрическими сетями называются части электроэнергетической системы, состоящие из подстанций и линий электропередачи постоянного и переменного тока различных напряжений. Электрическая сеть служит для передачи и распределения электрической энергии от места ее производства к местам потребления.

Важными характерными свойствами ЭЭС  являются: одновременность процессов производства, распределения и потребления электрической энергии (выработка электрической энергии жестко определяется ее потреблением и наоборот).

Преобразование и передача энергии  происходит с потерями энергии во всех элементах ЭЭС.

Необходимо своевременно развивать ЭЭС, ее рост должен опережать рост потребления энергии.

Отдельные энергетические системы  связываются между собой электрическими сетями и это объединение их называется объединенной энергетической системой (ОЭС).

ОЭС могут охватывать значительные территории и даже всю страну.

Преимущества ОЭС:

  1. Уменьшение величины суммарного резерва мощности.
  2. Наилучшее использование мощности ГЭС одной или нескольких электроэнергетических систем и повышения их экономичности.
  3. Снижение суммарного максимума нагрузки объединяемых электроэнергетических систем.
  4. Взаимопомощь систем в случае неодинаковых сезонных изменений мощности электрических станций и в частности ГЭС.
  5. Облегчение работы систем при ремонтах и авариях.

       В настоящее время применяются стандартные номинальные (междуфазные) напряжения трехфазного тока частот 50 Гц в диапазоне 6-1150 кВ, а также напряжения 0,66; 0,38(0,22) кВ.

Стандартные “U” для сетей и приемников электрической энергии:(3), 6,10,20,35,110,(150),220,330,550,750,1150 кВ

(Напряжения 0,22; 3; 150 не рекомендуется для вновь проектируемых сетей). Для генераторов применяют Uном 3-21 кВ.

Передача электрической энергии от электрических станций по ЛЭП чаще всего осуществляется на напряжениях 110-1150 кВ, т.е. значительно превышающих напряжения генераторов.

      Классификация электрических сетей

           Классификация электрических сетей может осуществляться:

  • По роду тока
  • По номинальному напряжению
  • Конфигурации схемы сети
  • По выполняемым функциям
  • По характеру потребителя
  • По конструктивному выполнению

        По роду тока различают сети переменного и постоянного тока:

ЛЭП постоянного тока применяются  для дальнего транспорта электрической  энергии и связи электрических  сетей с разными номинальными частотами или с различными подходами  к регулированию при одной номинальной частоте (вставки линии постоянного тока или нулевой длины). В России ЛЭП постоянного тока почти не используется (Волгоград-Донбасс на 800 кВ, 376 км).

Для связи с другими странами применяют вставки из линий постоянного  тока. За рубежом в разных странах существует несколько десятков ЛЭП постоянного тока, среди которых самой мощной является Итайпу-Сан Паулу (Бразилия) с номинальным напряжением 1200 кВ, длиной 783 км и пропускной способностью 6,3 млн кВт.

ЛЭП переменного трехфазного тока используется повсеместно. В России такая линия впервые была построена в 1922 г. (110кВ). Рост номинального напряжения ЛЭП напряжением переменного тока шел примерно с интервалом 15 лет. Первые экспериментальные участки ЛЭП-1150 кВ были построены в 1985 г.

Каждая сеть характеризуется  номинальным напряжением. Различают номинальные напряжения ЛЭП, генераторов, трансформаторов и электроприемников.

Номинальное напряжение генераторов  по условию компенсации потерь напряжения в сети принимают на 5% выше номинального сетевого напряжения. Номинальные напряжения обмоток трансформатора принимают равными номинальному напряжению сети или на 5% выше в зависимости от вида трансформатора и напряжения сети.

По величине номинального напряжения сети подразделяются:

  1. на сети низкого напряжения (НН) – до 1000 кВ;
  2. среднего напряжения (СН) – 3…35 кВ;
  3. высокого напряжения (ВН) – 110…220 кВ;
  4. сверхвысокого напряжения (СВН) – 330-750 кВ;
  5. ультравысокого напряжения (УВН) – свыше 1000 кВ.

По конфигурации электрические  сети различают:

1. Разомкнутые;

2. Разомкнутые резервированные;

3. Замкнутые.

Разомкнутыми называют такие сети, которые питаются от одного пункта и передают электрическую энергию  к потребителю только в одного направлении. Разомкнутые сети бывают магистральными, радиальными и радиально-магистральными (разветвленными). В разомкнутых резервированных сетях при нарушении питания по одной из ЛЭП вручную или автоматически включается резервная перемычка, по которой восстанавливается электроснабжение отключенных потребителей. Замкнутыми называют сети, питающие потребителей по меньшей мере с двух сторон.

 

Виды схем: а- магистраль; б- линия  с равномерно распределенной нагрузкой; в- радиальная схема; г- радиально-магистральная  схема.

Магистралью называется линия с промежуточными отборами мощности вдоль линии. В предельном случае с увеличением числа нагрузок получается линия с равномерно распределенной нагрузкой, т.е. плотность нагрузки на единицу длины одинакова для любого участка. Радиальные линии исходят из одной точки сети.

Замкнутыми сетями называются сети, имеющие контуры (циклы), образованные ЛЭП и трансформаторами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Примеры замкнутых электрических  сетей:

а- сеть одного напряжения; б- сеть двух напряжений.

К замкнутым сетям относятся также сети, имеющие несколько источников питания. Одной из таких схем является так называемая линия с двухсторонним питанием.

Пример замкнутых электрических  сетей, имеющих несколько источников питания:

По выполняемым функциям различают:

  1. Системообразующие сети;
  2. Питающие сети;
  3. Распределительные сети.
Системообразующие сети напряжением 330-1150 кВ осуществляют функции формирования объединенных энергосистем, объединяя мощные электрические станции и обеспечивая их функционирование как единого объекта управления и одновременно обеспечивают передачу электрической энергии от мощных электрических станций. Эти сети осуществляют системные связи, т.е. связи очень большой длины между энергосистемами. Их  режимом управляет диспетчер объединенного диспетчерского управления (ОДУ). В ОДУ входят несколько районных энергосистем – районных энергетических управлений (РЭУ).

Питающие сети предназначены для передачи электрической энергии от ПС системообразующей сети и частично от шин 110-220 кВ электрических станций к центрам питания (ЦП) распределительных сетей – районным ПС.

Питающие сети обычно замкнутые. Напряжение этих сетей ранее было 110-220 кВ. По мере роста нагрузок, мощности электрических  станций и протяженности электрических  сетей увеличивается напряжением сетей. В последнее время напряжение питающих сетей иногда бывает 330-500 кВ. Сети 110-220 кВ обычно административно подчиняются РЭУ. Их режимом управляет диспетчер РЭУ.

Распределительная сеть предназначена для передачи электрической энергии на небольшие расстояния от шин низшего “U” районных ПС к промышленным, городским, сельским потребителям. Такие распределительные сети обычно разомкнутые или работают в разомкнутом режиме.

Различают распределительные сети высокого (Uном>1кВ) и низкого (U<1кВ) напряжения.

По месту расположения и характеру потребителя различают сети:

  1. Промышленные;
  2. Городские;
  3. Сельские;
  4. Электрифицированных железных дорог;
  5. Магистральных нефте- и газопроводов.

Ранее такие сети выполнялись с  напряжением 35 кВ и меньше, а в  настоящее время – до 110 и даже 220 кВ. Преимущественное распространение в распределительных сетях имеет напряжение 10 кВ, сети 6 кВ применяются реже. Напряжение 35 кВ широко используется для создания центров питания сетей 6,10 кВ в основном в сельской местности. Передача эл. энергии на напряжении 35 кВ непосредственно потребителям, т.е. трансформация 35/0,4 кВ используется реже.

Для электроснабжения больших промышленных предприятий и крупных городов  осуществляется глубокий ввод высокого напряжения, т.е. сооружение подстанций с первичным напряжением 110-500 кВ вблизи центров нагрузок.

Сети внутреннего электроснабжения крупных городов – это сети 110 кВ, в отдельных случаях к  ним относятся глубокие вводы 220/10 кВ.

Сети с/х назначения выполняют  на напряжении 0,4-110 кВ.

По конструктивному выполнению различают сети:

  1. Воздушные;
  2. Кабельные;
  3. Токопроводы промышленных предприятий;
  4. Проводки внутри зданий и сооружений.   
Управление  эл. системами

Имеет три основных аспекта:

  1. Оперативное (диспетчерское) управление, проводимое в разрезе отдельных суток и сезонов года
  2. Хозяйственное управление в течение года
  3. Управление развитием систем в многолетнем плане.

Управление электроэнергетическими системами различают по трем признакам:

  • Технологическому
  • Территориальному, характеризующими реальную систему как объект управления
  • Временному, соответствующему задачам управления, изменяющимся во времени.

Районные энергосистемы образуются на территории какого-либо района –  облати, края, автономии и т.п. и  посредством межсистемных связей образуют объединенные энергетические системы (ОЭС), которые, в свою очередь, образуют Единую энергосистему России (ЕЭС России). Единая энергетическая система России является самой крупной системой мира.

В ее составе имеются ОЭС:

Центра, Северо-Запада, Среднего Поволжья, Северного Кавказа, Урала, Сибири, Востока.

Характеристики оборудования линий электропередач и подстанций

Воздушные линии электропередач (ВЛ) предназначены для передачи электроэнергии на расстояние по проводам. Основными  конструктивными элементами ВЛ являются провода, тросы, опоры, изоляторы и  линейная арматура. Провода служат для передачи электроэнергии. В верхней части опор над проводами для защиты ВЛ от грозовых перенапряжений монтируют грозозащитные тросы.

Опоры поддерживают провода и тросы  на определенной высоте над уровнем  земли или воды. Изоляторы изолируют провода от опоры. С помощью линейной арматуры провода закрепляются на изоляторах, а изоляторы на опорах.

yaneuch.ru

Основные определения - Лекции - Электрические системы и сети

Лекции - Электрические системы и сетискачать (1240.9 kb.)

Доступные файлы (1):

содержание

1.docx

Реклама MarketGid: Основные определения.

Энергетическая система – совокупность электрических станций, электрических и тепловых сетей, соединенных между собой и связанных общностью режима в непрерывном процессе производства преобразований и распределения электрической энергии и теплоты. Функции энергосистемы: преобразование, производство и распределение.

Электрическая часть энергосистемы – совокупность электроустановок, электрических станций и электрических сетей энергосистемы.

Электроэнергетическая система – электрическая часть энергосистемы и питающиеся от нее приемники электрической энергии, объединенные общностью процесса приема, производства, передачи, распределения, потребления электрической энергии.

Электрическая сеть – совокупность электроустановок для передачи и распределения электрической энергии, состоящих из подстанций, распределительных устройств, токопроводов, воздушных и кабельных линий, работающих на определенной территории.

Электрическая станция – промышленные предприятия, производящие электрическую, а также тепловую энергию.

Электрическая подстанция – электроустановка, предназначенная для преобразования энергии одного напряжения (вида) в электрическую энергию другого напряжения (вида).

ЛЭП – система проводов и кабелей, предназначенных для передачи электрической энергии от источника к потребителю.

Распределительное устройство – электроустановка, служащая для приема и распределения электрической энергии и содержащая коммутационные аппараты, сборные и соединительные шины, вспомогательная устройства, а также устройства защиты автоматики и измерительные приборы.

ОРУ – открытое распределительное устройство

ЗРУ – закрытое распределительное устройство

КРУ – комплектное распределительное устройство

^

Классификация электрических станций:

  1. а) паротурбинные: тепловые (ТЭС – в качестве источника энергии используется уголь, газ или нефть), которые делятся на КЭС (конденсационные электрические станции) и ТЭЦ (теплофикационные электрические станции).
б) газотурбинные.

2. АЭС – атомные. В качестве первичного источника энергии применяется урановый концентрат.

3. ДЭС – дизельные.

4. СЭС – солнечные (имеет небольшую мощность).

5. ПЭС – приливные.

6. ВЭС – ветряные.

7. ГеоТЭС – геотермальные.

8. ГаЭС – гидроаккумулирующие.

9. МГДЭС – магнитогидравлические.

Конденсационную электростанцию также называют ГРЭС – государственной районной электростанцией, вырабатывающей только электроэнергию на повышенном напряжении.

Классификации подстанций.

Главным признаком является ее назначение и роль в энергосистеме, высшее напряжение, число и мощность установленных силовых напряжений.

  1. Подстанции по упрощенным схемам без выключателей или с малым их числом.
  2. Проходные или транзитные подстанции.
  3. Мощные коммутационные узлы системы.
По назначению подстанции могут быть потребительские (для электроснабжения потребителей), сетевые и системные (для отбора мощности).

Потребительские имеют два основных напряжения – высокое и низкое.

По способу присоединения сети подстанции делятся на тупиковые, ответвительные и проходные (транзитные).

По количеству устанавливаемых силовых трансформаторов подстанции делятся на однотрансформаторные, двухтрансформаторные, трехтрансформаторные и четырехтрансформаторные.

По типам устанавливаемых силовых трансформаторов делятся на:

- с двухобмоточными трансформаторами.

- с 3 обмоточными трансформаторами.

- с трансформаторами с расщепленными обмотками низкого напряжения.

- автотрансформаторами.

По типу напряжения делятся на:

- подстанции с двумя напряжениями – высокое и низкое.

- подстанции с 3 напряжениями – высокое, среднее и низкое.

- подстанции с 4 напряжениями – высокое, среднее 1, среднее 2, низкое (220, 110, 35, 10 кВ).

По типам устанавливаемых компенсирующих устройств делятся на:

- с установкой синхронных компенсаторов.

- с установкой батарей шунтирующих статических конденсаторов.

- с установкой продольной емкостной компенсации.

- с установкой шунтирующих реакторов.

Главные понизительные подстанции (ГПП) – предназначены для питания промышленных предприятий, получают электроэнергию от энергосистемы на напряжение 35 кВ и распределяют ее по территории предприятия.

Подстанции глубокого ввода (ПГВ) – с первичным напряжением 35 кВ и выше, выполняемые по упрощенной схеме коммутации на первичном напряжении, получают питание от энергосистем и предназначенные для питания отдельных корпусов, цехов.

Трансформаторная подстанция (ПС) – подстанция напряжением 6-10 кВ, предназначенная для питания предприятий с небольшой нагрузкой.

^

является следствием потерь мощности.

Различают следующие потери:

- джоулевые – потери, пропорциональные квадрату тока.

- потери магнитопровода от перемагничивания и вихревых токов.

- потери диэлектриков, пропорционально равные квадрату напряжения.

Для электрических аппаратов потери являются сложной функцией от частоты тока.

Тепло, выделяемое в проводнике.

dQ = I2Rdt

dQ1 = GCdΘ

Θ = Θп - Θo(тепло, которое идет на нагрев проводника)

dQ2 = kSΘdt

I2Rdt = GcdΘ + kSΘdt (нелинейное дифференциальное уравнение 1 порядка)

Θ = I2RkS (1-e-kSGCt)

Θп = Θo± I2RkS (1-e-kSGCt)

Θп уст = Θо + I2RkS, выразим ток из уравнения:

I = θп уст - θоkSR

Iдлит. доп. = (θдоп- θоJkS)R

Θ - температура окружающей среды

Q - тепло

d - знак дифференциала

S – площадь поверхности

к – коэффициент теплоотдачи (конвекция, теплопроводность)

Θп уст - температура окружающей среды проводника установившаяся

Θо - температура окружающей среды нулевая

кп – коэффициент поверхностного эффекта

R = кп К

Kп ≥ 1

R = кп кб R

К б≥ 1

^

Ipmax ≤ kΘ Iдоп. ном

Iраб. макс = Smax2 U - для воздушных линий (ВЛ)

Ipmax ≤ kо kw kпер Iдоп. ном – для кабельных линий

Ipmax ≤ Iном – для электрических аппаратов (если выполняется это условие, то электрический аппарат не перегревается)

эк = f (тип проводника, Tmax – годовая продолжительность максимума)

эк – экономическая плотность тока

Fрасч = Iрасч maxjэк = мм2

Iрасч. max = Smax2RU

^

При чрезмерном повышении температуры частей аппаратов и проводников возможно:

- размягчение и плавление металла

- выжигание изоляции

- разрушение контактов

Для надежной работы необходимо исключить эти явления. Чтобы проводник не перегревался, необходимо:

- увеличить сечение проводника

- уменьшить время КЗ

- искусственно ограничить токи КЗ

Критерием термической стойкости является конечная температура при коротком замыкании. Допустимая температура при КЗ значительно превышает допустимую температуру при нормальном режиме в связи с тем, что время при КЗ мало. Это позволяет не учитывать отвод тепла в окружающую среду.

Допустимые температуры при коротком замыкании:

- у меди, латуни (неизолированный) - 3000

- алюминий (неизолированный) - 2000

- кабель с бумажной изоляцией – 2000

- кабель с синтетической изоляцией - 1500

I2kt ∙ RΘ dt

G ∙ CΘ dΘ, С – удельная теплоемкость

Θ = Θк – Θп , Θк – температура при КЗ; Θп – температура проводника

0tkIkt2dt= θпΘkGCθRθdθ

0tkIkt2dt=Bk

(тепловой импульс или интеграл джоуля)

Ik2= Iп2+ ia2, ia2 – действующее значение тока (среднее квадратичное значение – эквивалент постоянному току по тепловому воздействию).

^

Термическая стойкость – способность аппарата противостоять кратковременным тепловым токам КЗ без повреждений, препятствующей дальнейшей нормальной работе.

Iтерм. ном = 20 кА

tтерм. ном = 1 сек

Вк = I2терм. ном ∙ tтерм. ном – условие проверки электрических аппаратов на термическую стойкость.

Определение конечной температуры в проводниках при КЗ.

0tkIkt2dt=θпΘkGCθRθdθ

gFBPn θпθkСθFθdθ

G = gFL; F – сечение, L – длина.

Чтобы найти объем провода, необходимо умножить сечение на длину.

RΘ = ρΘLF

BkF2=A (θk, θп )

Выразим сечение: F = BkAкон- Aнач = доп. 35 мм2

Aкон- Aнач=С

^

Силу действия проводников с током принято называть электродинамическими силами. Величина и напряжение этих сил зависит от величины токов, формы и размеров контуров с токами, а также свойств, среды и взаимного расположения.

При недостаточной мощности обмоток машин токоведущих частей аппаратов и распределительных устройств, они могут быть разрушены при

КЗ. Величины этих сил таких конструкций могут быть определены на основании закона Био-Савара-Лапласа:

Для параллельных проводников сила будет равна:

F = k ∙ kф ∙ i1 ∙ i2 ∙ La , где kф – коэффициент формы, k – коэффициент связи, а – расстояние между проводниками.

F = f (iy, L, a), где iy– ударный ток.

Параметры КЗ: назначение тока короткого замыкания – ударный ток.

Электродинамическая стойкость – это стойкость аппаратов противостоять кратковременным усилиям, возникающим при токе КЗ, препятствующим их дальнейшей работе.

iy≤ iдин ,где iдин – ток динамической стойкости

Изолятор проверяется на электродинамическую стойкость:

Fрасч ≤ Fдоп = 0,6Fразр . Сила зависит от расстояния между шинами.

^

  1. Трансформаторы напряжения – предназначены для преобразования (понижения) напряжения до значений, удобных для измерений (100 В, 100/3 В или 100√3 В) и присоединения ко вторичной обмотке измерительных приборов, цепей автоматики, сигнализации и защитных устройств. Нормально трансформаторы напряжения работают в режиме, близком к режиму холостого хода – режиму, когда первичная обмотка подсоединена к сети, а вторичная разомкнута.
Они характеризуются следующими номинальными параметрами:

- первичное номинальное и вторичное номинальное напряжения.

- номинальный коэффициент трансформации ku ном

- номинальный класс точности

- номинальная и предельная мощность S

Чтобы найти коэффициент трансформации ku ном , нужно первичное напряжение поделить на вторичное напряжение обмотки трансформатора: ku ном = U1 номU2 ном

Класс точности определяется погрешностью трансформатора (в процентах), который находится: f = U2 ном ∙ ku ном - U1 U1 ∙100

Классы точности трансформатора:

0,1/0,2/0,5/1,0/3,0/3Р/6Р

0,1 и 0,5 % - для подключения коммерческих приборов (где необходим точный расчет).

3Р, 6Р – для релейной защиты.

Конструкции трансформаторов напряжения:

1) по роду установки.

2) по числу фаз – 1 или 3хфазные.

3) по числу обмоток – 2 или 3.

4) по наличию или отсутствию заземления вывода первичной обмотки.

5) по принципу действия.

6) по числу ступеней трансформации.

7) по наличию компенсирующей обмотки (для уменьшения угловой погрешности) или обмотки контроля изоляции сети.

8) по виду изоляции – сухая, масляная, литая.

9) по особенности конструктивного исполнения.

Н – трансформатор напряжения

О – однофазный

Т – трехфазный

С – с естественным воздушным охлаждением

М – с естественным масляным охлаждением

Л – с литой изоляцией

Г – с газовой изоляцией (элегаз)

Ф – фарфоровые покрышки

К – каскадный

К на конце – с компенсирующей обмоткой

З в начале – с заземленным выводом первичной обмотки

З в конце – защищ. исполнение

И – с дополнительной обмоткой для контроля изоляции

ДЕ – делитель емкостной

П – встроенный предохранитель

Г – герметичное исполнение

А – антирезонансная конструкция

ХЛ – для установки в холодном климате

У – умеренный климат

ТК – тропический климат

Буква или цифра в конце обозначает характеристику климата или категорию исполнения:

1 - для работы на открытом воздухе

2 - для работы в помещении со свободным доступом наружного воздуха

3 - в закрытом помещении с естественной вентиляцией

4 – в помещении с искусственно регулируемыми климатическими условиями

Схемы включения трансформаторов напряжения:

- неполный или открытый треугольник и звезда

V – вольтметры (схема треугольник)

Выбор трансформаторов напряжения: 1) выбирают по напряжению Uуст = Uном; 2) класс точности – 0,5; 3) S2 ≤ Sном

^

Трансформаторы тока предназначены для преобразования тока до значений, удобных для измерений – 1 А, 5А (иногда 2А, 2,5 А, 10 А – на специальных трансформаторах тока). К вторичной обмотке последовательно включаются обмотки измерений приборов и реле, вторичная обмотка должна быть заземлена в целях безопасности.

Трансформаторы тока характеризуются следующими параметрами:

- первичный номинальный и вторичный номинальный токи.

- номинальный коэффициент трансформации.

- класс точности (номинальная вторичная нагрузка).

Класс точности определяется погрешностью трансформатора: f = I2 ном ∙ kI ном - I1 I1 ∙100 в процентах.

Угловая погрешность трансформатора тока – угол между вектором первичного тока и вторичного тока.

- ε = I2- I1I1 ∙100 - полная погрешность в процентах.

Классы точности:

0,1/0,2/0,2S/0,5/0,5 S/1,0/3,0/5,0/10/10Р

Выбор трансформаторов тока: 1) Uуст ≤ Uном; 2) по допустимому нагреву Ipmax ≤ Iном; 3) проверка по электродинамической стойкости iy≤ iдин; 4) проверка по термической стойкости Ви = I2терм. ном ∙ tтерм. ном, где Ви – тепловой импульс; 5) по нагрузке z2 ≤ z2 ном, S2 ≤ S2 ном; 6) класс точности;

^

Выключатели высокого напряжения (более 1000 В) предназначены для коммутации в цепи в нормальном и аварийном режимах. Выключатели отключают все токи. Исключение составляет выключатель нагрузки, который лишь отключает ток холостого хода и ток нагрузки, а ток короткого замыкания он не отключает.

Выбор выключателей ВН: 1) I≤ Iдин – это условие может и не выполняться; 2) iy≤ iдин; 3) Uуст ≤ Uном; 4) Ip форс ≤ Iном, где Ip форс – рабочий форсировочный ток; 5) Вк = I2терм. ном ∙ tтерм. ном

Разъединители.

Предназначены для создания видимого разрыва цепи и для коммутации цепей без тока нагрузки. Сначала цепь обесточивается с помощью выключателя, а затем для большей уверенности в отсутствии напряжения ее размыкают разъединителем. Разъединитель не отключается первым и не имеет автоматического привода.

Порядок отключения цепи: В-ЛР-ШР

Порядок включения: наоборот

^

В мощных электроустановках и питаемых или распределительных сетях токи КЗ могут иметь очень большую величину, что влечет установку очень большого оборудования, а иногда приводит к тому, что невозможно выбрать оборудование для отключения токов КЗ, поэтому для их уменьшения необходимо применять искусственные меры.

Наиболее распространенные способы ограничения токов КЗ:

- реактирование – применение линейных реакторов.

- секционирование – раздельная работа генераторов, трансформаторов, питающих линий.

- применение трансформаторов с расщепленной обмоткой.

Реактирование – применяется токоограничивающий реактор.

Реактор состоит из 3 катушек без стальных сердечников, иногда бывают со стальным сердечником. Витки катушки изолированы друг от друга, а катушка изолирована от заземленных частей. Промышленностью выпускаются масляные (для установки в ОРУ), бетонные (ЗРУ) и сдвоенные (ЗРУ).

Сдвоенный реактор имеет две катушки на фазу, намотанные в одном направлении, включенные согласно и 3 зажима – 1 средний и 2 крайних. За номинальный ток принимают ток катушки. Его особенность: наличие магнитной связи между ветвями каждой фазы.

Различают 3 режима работы сдвоенного реактора: 1) сквозной 2) продольный – ток протекает в одном направлении 3) одноцепный – ток протекает по одной цепи.

Индуктивное сопротивление реактора определяют, исходя из условий ограничения токов КЗ заданного уровня.

Уровень ограничения токов КЗ определяют, исходя из условия сохранения термической стойкости отходящих кабелей: Ik= UA3XC = кА

Скачать файл (1240.9 kb.)

gendocs.ru

Конспект лекций по дисциплине «электроэнергетика (электрические системы и сети)»

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

С.С. Гиршин, В.В. Тевс

Омск 2006

Рецензенты:

Б.Н. Коврижин, канд. техн. наук, и.о. начальника учебно-производственного центра МУПЭП «Омскэлектро» г. Омска;

В.Ф. Небускин, начальник технического отдела УТЭН Ростехнадзора по Омской области

Гиршин С.С., Тевс В.В. Конспект лекций по дисциплине «Электроэнергетика (электрические системы и сети)».

Рассмотрены схемы замещения линий и трансформаторов, и также способы задания нагрузок и генераторов. Изложены методы расчета потерь мощности, энергии и напряжения в электрических сетях.

Для студентов специальности 140211 «Электроснабжение» дневной, вечерней, заочной и дистанционной форм обучения.

Содержание

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ . . . . . . 4

1.1. Основные понятия и определения . . . . . . . . . . . . . . . 4

1.2. Классификация электрических сетей . . . . . . . . . . . . . . 5

2. СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ . . . . . . . 7

2.1. Общие положения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2.2. Активное сопротивление линии . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2.3. Индуктивное сопротивление линии . . . . . . . . . . . . . . 8

2.4. Проводимости линий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.5. Упрощенные (практически применяемые) схемы замещения линий . 9

3. СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ . . . . . . . . . . 11

3.1. Двухобмоточные трансформаторы . . . . . . . . . . . . . . . 11

3.2. Трехобмоточные трансформаторы . . . . . . . . . . . . . . . 14

3.3. Автотрансформаторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

3.4. Трансформаторы с расщепленной обмоткой . . . . . . . . . . . 17

4. ПОТЕРИ И ПАДЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ . 19

5. ПОТЕРИ МОЩНОСТИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ . . . . . . . . 21

5.1. Классификация потерь мощности . . . . . . . . . . . . . . . 21

5.2. Потери мощности в линиях . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

5.3. Потери мощности в трансформаторах . . . . . . . . . . . . . 22

6. ПОТЕРИ ЭНЕРГИИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

6.1. Общие положения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

6.2. Метод средних нагрузок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

6.3. Метод времени максимальных потерь . . . . . . . . . . . . . . 24

7. СПОСОБЫ ЗАДАНИЯ НАГРУЗОК И ГЕНЕРАТОРОВ . . . . . . . . 27

Библиографический список . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

studfiles.net

Электроэнергетические системы и электрические сети

Электроэнергетические системы и электрические сети

Выработка электроэнергии производится на: ТЭС, ГЭС (гидравлические электрические станции), АЭС, КЭС (конденсационные электрические станции) и ТЭЦ (теплоэлектроцентрали).

Электроэнергетическая (электрическая) система – это совокупность электрических частей электростанций, электрических сетей и потребителей электроэнергии, связанных общностью режима и непрерывностью процесса производства, распределения и потребления электроэнергии. Электрическая система – часть энергосистемы, за исключением тепловых сетей и тепловых потребителей. Электрическая сеть – совокупность электроустановок для распределения электрической энергии, состоящая из подстанций, распределительных устройств, воздушных и кабельных линий электропередачи. По электрической сети осуществляется распределение электроэнергии от электростанций к потребителям. Линия электропередачи (воздушная или кабельная) – электроустановка, предназначенная для передачи электроэнергии.

В нашей стране применяются стандартные номинальные (междуфазные) напряжения трехфазного тока частотой 50 Гц в диапазоне 6 – 75- кВ, а также напряжения 0,66; 0,38 кВ. Для генераторов применяют номинальные напряжения 3 – 21 кВ.

Передача электроэнергии от электростанций по линиям электропередачи осуществляется при напряжениях 110 – 750 кВ, т.е. значительно превышающих напряжения генераторов. Электрические подстанции применяются для преобразования электроэнергии одного напряжения в электроэнергию другого напряжения. Электрическая подстанция – это электроустановка, предназначенная для преобразования и распределения электрической энергии. Подстанции состоят из трансформаторов, сборных шин и коммутационных аппаратов, а также вспомогательного оборудования: устройств релейной защиты и автоматики, измерительных приборов. Подстанции предназначены для связи генераторов и потребителей с линиями электропередачи.

Классификация электрических сетей может осуществляться по роду тока, номинальному напряжению, выполняемым функциям, характеру потребителя, конфигурации схемы сети и т.д.

По роду тока различаются сети переменного и постоянного тока; по напряжению: сверхвысокого напряжения (Uном ³330 кВ), высокого напряжения Uном = 3 – 220 кВ, низкого напряжения (Uном<1 кВ). По конфигурации схемы сети делятся на замкнутые и разомкнутые.

По выполняемым функциям различаются системообразующие, питающие и распределительные сети. Системообразующие сети напряжением 330 – 1150 кВ осуществляют функции формирования объединенных энергосистем, включающих мощные электростанции, обеспечивают их функционирование как единого объекта управления и одновременно передачу электроэнергии от мощных электростанций. Питающие сети предназначены для передачи электроэнергии от подстанций системообразующей сети и частично от шин 110 – 220 кВ электростанций к центрам питания (ЦП) распределительных сетей – районным подстанциям. Питающие сети обычно замкнутые. Как правило, напряжение этих сетей 110 – 220 кВ, по мере роста плотности нагрузок, мощности станций и протяженности электрических сетей напряжение иногда достигает 330 – 500 кВ.

Районная подстанция обычно имеет высшее напряжение 110 – 220 кВ и низшее напряжение 6 – 35 кВ. На этой подстанции устанавливают трансформаторы, позволяющие регулировать под нагрузкой напряжение на шинах низшего напряжения.

Распределительна сеть предназначена для передачи электроэнергии на небольшие расстояния от шин низшего напряжения районных подстанций к промышленным, городским, сельским потребителям. По характеру потребителя распределительные сети подразделяются на сети промышленного, городского и сельскохозяйственного назначения.

Для электроснабжения больших промышленных предприятий и крупных городов осуществляется глубокий ввод высокого напряжения, т.е. сооружение подстанций с первичным напряжением 110 – 500 кВ вблизи центров нагрузок. Сети внутреннего электроснабжения крупных городов – это сети 110 кВ, в отдельных случаях к ним относятся глубокие вводы 220/10кВ. Сети сельскохозяйственного назначения в настоящее время выполняют на напряжение 0,4 – 110 кВ.

Системы теплоснабжения< Предыдущая Следующая >Вторичные энергетические ресурсы (ВЭР)
 

xn----8sbnaarbiedfksmiphlmncm1d9b0i.xn--p1ai

ПиРЭЭ_лекция_2_2008

Лекция № 2

Раздел 1 Общие сведения о передаче и распределении электроэнергии

Линия электропередач (ЛЭП) переменного и постоянного тока. Классификация электрических сетей. Типы конфигураций электрических сетей

Классификация электрических сетей может осуществляться:

  • По роду тока

  • По номинальному напряжению

  • Конфигурации схемы сети

  • По выполняемым функциям

  • По характеру потребителя

  • По конструктивному выполнению

По роду тока различают сети переменного и постоянного тока:

ЛЭП постоянного тока применяются для дальнего транспорта электрической энергии и связи электрических сетей с разными номинальными частотами или с различными подходами к регулированию при одной номинальной частоте (вставки линии постоянного тока или нулевой длины). В России ЛЭП постоянного тока почти не используется (Волгоград-Донбасс на 800 кВ, 376 км).

Для связи с другими странами применяют вставки из линий постоянного тока. За рубежом в разных странах существует несколько десятков ЛЭП постоянного тока, среди которых самой мощной является Итайпу-Сан Паулу (Бразилия) с номинальным напряжением 1200 кВ, длиной 783 км и пропускной способностью 6,3 млн кВт.

ЛЭП переменного трехфазного тока используется повсеместно. В России такая линия впервые была построена в 1922 г. (110кВ). Рост номинального напряжения ЛЭП напряжением переменного тока шел примерно с интервалом 15 лет. Первые экспериментальные участки ЛЭП-1150 кВ были построены в 1985 г.

Каждая сеть характеризуется номинальным напряжением. Различают номинальные напряжения ЛЭП, генераторов, трансформаторов и электроприемников.

Номинальное напряжение генераторов по условию компенсации потерь напряжения в сети принимают на 5% выше номинального сетевого напряжения. Номинальные напряжения обмоток трансформатора принимают равными номинальному напряжению сети или на 5% выше в зависимости от вида трансформатора и напряжения сети.

По величине номинального напряжения сети подразделяются:

  1. на сети низкого напряжения (НН) – до 1000 кВ;

  2. среднего напряжения (СН) – 3…35 кВ;

  3. высокого напряжения (ВН) – 110…220 кВ;

  4. сверхвысокого напряжения (СВН) – 330-750 кВ;

  5. ультравысокого напряжения (УВН) – свыше 1000 кВ.

По конфигурации электрические сети различают:

1. Разомкнутые;

2. Разомкнутые резервированные;

3. Замкнутые.

Разомкнутыми называют такие сети, которые питаются от одного пункта и передают электрическую энергию к потребителю только в одного направлении. Разомкнутые сети бывают магистральными, радиальными и радиально-магистральными (разветвленными). В разомкнутых резервированных сетях при нарушении питания по одной из ЛЭП вручную или автоматически включается резервная перемычка, по которой восстанавливается электроснабжение отключенных потребителей. Замкнутыми называют сети, питающие потребителей по меньшей мере с двух сторон.

Виды схем: а- магистраль; б- линия с равномерно распределенной нагрузкой; в- радиальная схема; г- радиально-магистральная схема.

Магистралью называется линия с промежуточными отборами мощности вдоль линии. В предельном случае с увеличением числа нагрузок получается линия с равномерно распределенной нагрузкой, т.е. плотность нагрузки на единицу длины одинакова для любого участка. Радиальные линии исходят из одной точки сети.

Замкнутыми сетями называются сети, имеющие контуры (циклы), образованные ЛЭП и трансформаторами.

Н1

Примеры замкнутых электрических сетей:

а- сеть одного напряжения; б- сеть двух напряжений.

К замкнутым сетям относятся также сети, имеющие несколько источников питания. Одной из таких схем является так называемая линия с двухсторонним питанием.

Пример замкнутых электрических сетей, имеющих несколько источников питания:

По выполняемым функциям различают:

  1. Системообразующие сети;

  2. Питающие сети;

  3. Распределительные сети.

Системообразующие сети напряжением 330-1150 кВ осуществляют функции формирования объединенных энергосистем, объединяя мощные электрические станции и обеспечивая их функционирование как единого объекта управления и одновременно обеспечивают передачу электрической энергии от мощных электрических станций. Эти сети осуществляют системные связи, т.е. связи очень большой длины между энергосистемами. Их режимом управляет диспетчер объединенного диспетчерского управления (ОДУ). В ОДУ входят несколько районных энергосистем – районных энергетических управлений (РЭУ).

Питающие сети предназначены для передачи электрической энергии от ПС системообразующей сети и частично от шин 110-220 кВ электрических станций к центрам питания (ЦП) распределительных сетей – районным ПС.

Питающие сети обычно замкнутые. Напряжение этих сетей ранее было 110-220 кВ. По мере роста нагрузок, мощности электрических станций и протяженности электрических сетей увеличивается напряжением сетей. В последнее время напряжение питающих сетей иногда бывает 330-500 кВ. Сети 110-220 кВ обычно административно подчиняются РЭУ. Их режимом управляет диспетчер РЭУ.

Распределительная сеть предназначена для передачи электрической энергии на небольшие расстояния от шин низшего “U” районных ПС к промышленным, городским, сельским потребителям. Такие распределительные сети обычно разомкнутые или работают в разомкнутом режиме.

Различают распределительные сети высокого (Uном>1кВ) и низкого (U<1кВ) напряжения.

По месту расположения и характеру потребителя различают сети:

  1. Промышленные;

  2. Городские;

  3. Сельские;

  4. Электрифицированных железных дорог;

  5. Магистральных нефте- и газопроводов.

Ранее такие сети выполнялись с напряжением 35 кВ и меньше, а в настоящее время – до 110 и даже 220 кВ. Преимущественное распространение в распределительных сетях имеет напряжение 10 кВ, сети 6 кВ применяются реже. Напряжение 35 кВ широко используется для создания центров питания сетей 6,10 кВ в основном в сельской местности. Передача эл. энергии на напряжении 35 кВ непосредственно потребителям, т.е. трансформация 35/0,4 кВ используется реже.

Для электроснабжения больших промышленных предприятий и крупных городов осуществляется глубокий ввод высокого напряжения, т.е. сооружение подстанций с первичным напряжением 110-500 кВ вблизи центров нагрузок.

Сети внутреннего электроснабжения крупных городов – это сети 110 кВ, в отдельных случаях к ним относятся глубокие вводы 220/10 кВ.

Сети с/х назначения выполняют на напряжении 0,4-110 кВ.

По конструктивному выполнению различают сети:

  1. Воздушные;

  2. Кабельные;

  3. Токопроводы промышленных предприятий;

  4. Проводки внутри зданий и сооружений.

Управление эл. системами

Имеет три основных аспекта:

  1. Оперативное (диспетчерское) управление, проводимое в разрезе отдельных суток и сезонов года

  2. Хозяйственное управление в течение года

  3. Управление развитием систем в многолетнем плане.

Управление электроэнергетическими системами различают по трем признакам:

  • Технологическому

  • Территориальному, характеризующими реальную систему как объект управления

  • Временному, соответствующему задачам управления, изменяющимся во времени.

Районные энергосистемы образуются на территории какого-либо района – облати, края, автономии и т.п. и посредством межсистемных связей образуют объединенные энергетические системы (ОЭС), которые, в свою очередь, образуют Единую энергосистему России (ЕЭС России). Единая энергетическая система России является самой крупной системой мира.

В ее составе имеются ОЭС:

Центра, Северо-Запада, Среднего Поволжья, Северного Кавказа, Урала, Сибири, Востока.

Задания для самостоятельной работы:

1. Выбор вариантов рациональных схем выполнения районной электрической сети, определение их конфигураций.

2. Предварительный расчет перетоков мощностей и выбор напряжения сети.

3. Вычисление напряжения в расчетных точках сети.

studfiles.net

Лекция 1 Введение

Электрическая энергия является наиболее удобным и универсальным видом энергии. Она легко преобразуется в механическую, тепловую и световую энергию и потому стала основой развития промышленности и транспорта.

Железнодорожный транспорт является одним из основных потребителей электроэнергии, главным образом – электрифицированные дороги.

Электроснабжение железных дорог осуществляется с помощью высоковольтных сетей трехфазного переменного тока от электриче­ских систем, объединяющих мощные электростанции и обеспечи­вающих электрической энергией практически всех потребителей народного хозяйства.

На электровозах в качестве тяговых применяют электродвига­тели постоянного тока, так как они имеют благоприятные электро­механические характеристики и частота их вращения легко регу­лируется в широком диапазоне. Именно поэтому получаемая от энергосистем электроэнергия преобразуется с напряжения пере­менного на напряжение постоянного тока. В некоторых случаях такое преобразование выполняется на подстанциях, осуществляю­щих питание тяговых сетей на постоянном токе напряжением 3 кВ (дороги постоянного тока). С 1956 г. получила распространение система электрификации железных дорог на переменном токе на­пряжением 25 кВ, при этом преобразование переменного тока в постоянный выполняется на электровозах.

Электроэнергетические системы и электрические сети

Производство электрической энергии в основном сосредоточено на тепловых и гидравлических, а также на атомных электростан­циях (АЭС). Крупные конденсационные электрические станции (КЭС) и гидростанции (ГЭС) располагают возле мест добычи топ­лива или в удобных створах рек, как правило, удаленных от цент­ров потребления энергии. Передача больших мощностей от таких электростанций в районы потребления осуществляется по линиям передачи трехфазного тока высокого напряжения: 110—1150 кВ.

Значительно меньше электрической энергии вырабатывается на теплоэлектроцентралях (ТЭЦ), размещаемых на территории про­мышленных предприятий или в районах городских жилищных 2и2с­сивов, которые являются крупными потребителями тепла. Доля электроэнергии, вырабатываемой мелкими электрическими стан­циями с локомобилями, дизелями или паровыми турбинами малой мощности, в общем количестве энергии, производимой в стране. Очень мала ввиду их крайней неэкономичности. Применяя выраже­ние «производство» или «выработка энергии» для электростанций. Следует иметь в виду, что на электростанциях осуществляется лишь .процесс преобразования энергии сжигаемого топлива или падаю­щей воды в электрическую энергию.

Большинство районных тепловых станций и гидростанций, как и теплоэлектроцентралей, связывают линиями передачи, преду­сматривая повышающие и понижающие подстанции для совмест­ной (параллельной) работы их на общую нагрузку. Совокупность нескольких электрических станций, объединенных под единым хо­зяйственным и техническим руководством с целью совместного непрерывного производства и распределения между потребителями электрической и тепловой энергии, составляет энергетическую си­стему (энергосистему).

Электрическую часть энергосистемы, состоящую из генераторов распределительных устройств электростанций, повышающих и понижающих подстанций, воздушных и кабельных линий передачи различных напряжений и электроприемников разных типов, называют электрической системой.

Устройства для передачи и распределения электрической энер­гии состоят из подстанций и линий передачи и называются электрических сетями. Отсюда видно, что в состав последних входят не только линии различных конструкций и напряжений, но и все электрическое оборудование подстанций — силовые трансформато­ры, выключатели, разъединители, устройства защиты и автомати­3и, контрольно-измерительные приборы и т. п. Совокупность повышающей подстанции, линии передачи и по­нижающей подстанции называют электропередачей. В современ­ных условиях такие отдельные электропередачи, не связанные с другими частями электрической системы, практически не встреча­ются.

Электрическая энергия подводится к потребителям с помощью питающих и распределительных сетей различных напряжений. В СССР построены и успешно функционируют мощные электропе­редачи трехфазного тока напряжением до 1150 кВ включительно Намечено сооружение линии постоянного тока 1500 кВ.

Пример схемы электрической системы представлен на рис. 1.1.

Мощная гидроэлектрическая станция 1 расположена далеко от центров потребления энергии. Поэтому энергия вырабатываемая генераторами при напряжении 20 кВ, трансформируется на напря­жение 500 кВ и при этом напряжении передается на подстанцию 2. На подстанции с помощью понижающих автотрансформаторов она преобразуется на напряжение 220 кВ. Одна из линий передачи напряжением 220 кВ передает энергию на мощную районную под­станцию 8, где с помощью автотрансформаторов (или трансформа­торов) напряжение снижается до 110 кВ и подается в замкнутую кольцевую сеть. В эту же сеть энергия поступает еще от районной конденсационной электростанции 6 и теплоэлектроцентрали 5. По питаемой с двух сторон линии передачи 110 кВ энергия подводится к трем тяговым подстанциям 4.

Тяговые подстанции оборудованы трехобмоточными трансфор­маторами 115/38,5/27,5 кВ или 115/27,5/11 кВ. Обмотка 27,5 кВ предназначена для питания тяговых сетей переменного тока 25 кВ, а вторичная обмотка на 38,5 или 11 кВ — для электроснабжения нагрузок, расположенных невдалеке от железной дороги, промыш­ленных предприятий, ремонтных заводов, железнодорожных узлов, предприятий местной промышленности и сельскохозяйственных по­требителей — так называемых нетяговых потребителей. Мелкие железнодорожные линейные потребители, не относящиеся к элек­трической тяге (приборы освещения путевых будок, платформ, разъездов, жилых и культурно-бытовых зданий), обычно получают энергию от специальных линий продольного электроснабжения, прокладываемых на опорах контактной сети. К кольцевой линии 110 кВ присоединены также понижающие трансформаторные под­станции 7, осуществляющие электроснабжение промышленных предприятий и городов, расположенных в районе действия рас­сматриваемой части электрической системы.

Итак, в современной системе прежде, чем электрическая энер­гия достигнет потребителя, осуществляется три, четыре и даже пять ее трансформаций. Часть электроприемников может получать питание непосредственно от шин генераторного напряжения станции.

Электроснабжение электрифицированных железных дорог осу­ществляется от электроэнергетических систем через тяговые под­станции, причем, кроме устройств электрической тяги, от тяговых подстанций получают питание еще и нетяговые железнодорожные потребители: ремонтные заводы и депо, мастерские, подъемно-транспортные механизмы, устройства водоснабжения железнодо­рожных станций, дорожно-путевой инструмент, внутреннее и на­ружное освещение станционных путей, пассажирских зданий и жилищно-бытовых помещений железнодорожных поселков. От тех же источников зачастую электрическая энергия подается на мелкие и средние предприятия местной промышленности, к сельскохозяйст­венным потребителям, в небольшие поселки.

При электрификации железных дорог отпадает необходимость в работе тепловых электростанций малой мощности, имеющих низ­кий к. п. Д., ранее применявшихся для питания электрических на­грузок железнодорожных станций и других нетяговых потребите­лей электрической энергии. Одновременно в связи с прекращением выброса продуктов сгораний топлива улучшаются экологические условия в окружающем районе.

studfiles.net

Лекция 10 «Электрические сети и потребители» — Мегаобучалка

 

Электрические сети. Электроэнергия передается от ис­точника к потребителям электрическими сетями, представ­ляющими собой совокупность электрических приводов, ка­белей, установочной аппаратуры (разветвительных коро­бок, выключателей, кнопок, розеток, штепсельных соедине­ний и т.п.). По назначению и характеру потребителей элект­рические сети делятся на силовые, освещения, управления, сигнализации и радиотрансляции.

На вагонах допускается применение при постоянном токе систем питания потребителей электроэнергией как двухпро­водной, изолированной от корпуса, так однопроводной, свя­занной с корпусом. При однопроводной системе от источни­ка к потребителям подводятся только плюсовые провода, а в качестве минусового провода используется металлический корпус вагона. Однопроводной системой оборудованы оте­чественные вагоны постройки до 1958 г. с генераторами по­стоянного тока типа РД-2.

При питании потребителей однофазным переменным током применяется как однопроводная система (питание высоковольтных нагревательных элементов электрическо­го отопления), так и двухпроводная система (питание лю­минесцентных ламп, электробритв, громкоговорителей и др.). При питании потребителей трехфазным током в ваго­нах с централизованной системой электроснабжения при­меняется четырехпроводная система с использованием кор­пуса в качестве нулевого провода.

Все электрические сети имеют защиту от коротких замы­каний и перегрузок, которая осуществляется предохраните­лями и автоматическими выключателями.

На вагонах для передачи электрической энергии различ­ного назначения по составу поезда и между вагонами про­кладываются низковольтная магистраль напряжением 50 В постоянного тока, высоковольтная напряжением 3000 В по­стоянного или переменного тока и радиотрансляционная на­пряжением 30 В переменного тока. Высоковольтная и низко­вольтная магистрали выполняются однопроводными (обратным проводом является корпус вагонов и рельсы), а радиотрансляционная магистраль - двухпроводной, изоли­рованной от корпуса вагона. Высоковольтная и низковольт­ная магистрали прокладываются под кузовом вагона, радио­трансляционная - внутри вагона.

Для соединения магистралей отдельных вагонов между собой в поездную магистраль предусмотрены соответству­ющие межвагонные соединения. Низковольтные межвагон­ные соединения служат для соединения магистралей двух смежных вагонов в случае, если на одном из вагонов выйдет из строя система электроснабжения. По высоковольтной магистрали передают электроэнергию от локомотива для питания электрического отопления вагонов.

Потребители. Потребителями электроэнергии вагона яв­ляются электродвигатели, преобразователи, нагреватель­ные приборы, осветительные лампы, различные приборы управления, защиты и сигнализации.

В качестве источников света в вагонах применяют лампы накаливания и люминесцентные лампы.

Лампы накаливания в вагонах в основном не отличаются от обычных ламп. Особенностью их является повышенная виброустойчивость и специальный цоколь (штифтовой или софитный). Лампы устанавливают в арматуру, которая слу­жит для их защиты от внешних воздействий и для рацио­нального распределения светового потока. Сеть освещения ламп накаливания подразделяется на несколько групп, которые имеют свои избирательные предохранители и включаются переключателями на распределительном щите. Некоторые светильники имеют свои выключатели.

В люминесцентных лампах используется свойство неко­торых веществ - люминофоров (сернистых соединений каль­ция, магния, кадмия, цинка и др.) светиться под влиянием ультрафиолетового излучения, возникающего при газовом разряде в трубке, наполненной аргоном и парами ртути. Лю­минесцентные лампы имеют значительно большие световую отдачу (КПД) и срок службы, чем лампы накаливания, по­этому они широко применяются для освещения вагонов. Од­нако для люминесцентного освещения необходимо устанав­ливать на вагоне преобразователь напряжения, а в каждом светильнике и пускорегулирующую аппаратуру (ПРА), кото­рая служит для зажигания лампы и ограничения ее тока.

Светильники с люминесцентными лампами, устанав­ливаемые в купе и коридорах, бывают двух типов: одно­ламповые и двухламповые с лампами мощностью 20 и 40 Вт. Кроме люминесцентных ламп в эти светильники ус­танавливают лампы накаливания белого света, а в купей­ных вагонах - белого и синего света. Лампы белого света (аварийное освещение) автоматически включаются при от­ключении люминесцентных ламп. Лампы синего света (ноч­ное освещение) включаются в купе.

Двигатели применяются в качестве электрического при­вода вентилятора циркуляционных насосов отопления, компрессоров водоохладителей, холодильников, установок охлаждения воздуха, пылесосов. Принцип действия элект­родвигателей постоянного тока основан на явлении взаимо­действия витка, по которому проходит электрический ток, с магнитным полем. При этом возникает механическая сила, которая заставляет виток вращаться.

Электронагревательные элементы применяют в элек­трокипятильниках, обогревателях наливных и сливных труб, электрических печах и калориферах, подогревателях масла в компрессоре установки охлаждения воздуха, элект­рических водоподогревателях и электроплитках.

 

 

megaobuchalka.ru
© ЗАО Институт «Севзапэнергомонтажпроект»
Разработка сайта