Итог экзамена по снабжению



Вопрос

Ответ

Охарактеризовать типы электростанций и подстанций.

Электростанции: ГЭС, АЭС, ТЭС (ТЭЦ и КЭС), ВЭС, ПЭС, Геотермальные, Гелиостатные, Биохимические и т.д. В России преобладают ТЭС, тогда как в Европе АЭС. АЭС используют в качестве топлива ТВЭЛы, имеют два контура защиты, не привязаны к полезным ископаемым, но сильно загрязняют окружающую среду радиоактивными выбросами. Очень дешевая электроэнергия. ТЭС привязаны к расположению полезных ископаемых, сильно загрязняют окружающую среду, большое потребление топливных ресурсов, но могут обеспечивать тепловой энергией, очищают водоемы. В последнее время часто используют биохимические ЭС. Подстанции делятся на повышающие и понижающие. Понижающие, в свою очередь, на районные и потребительские.

Проанализировать схему передачи и распределения электроэнергии.

После выработки на ЭС электроэнергия поступает на повышающий трансформатор, увеличивающий напряжение в 5-7 раз для уменьшения потерь на активное и индуктивное сопротивление проводов при передаче до потребителя. Далее ЭЭ поступает на районную ТП, понижающую напряжение для передачи на потребительские ТП, которые, в свою очередь, окончательно понижают напряжение до 0,4 кВ и передают энергию непосредственно потребителям.

Сформулировать действия по улучшению качества электроэнергии и надежности электроснабжения.

Принципиально существует три возможности улучшения показателей качества электроэнергии и обеспечения электромагнитной совместимости потребителей и электросистемы:— уменьшение сопротивлений элементов системы электроснабжения;— изменение напряжений симметричных составляющих;— ограничение токов симметричных составляющих основной и высших гармонических частот в местах их возникновения.Первая возможность заключается в использовании сдвоенных реакторов, установок продольной компенсации реактивной мощности, быстродействующих токоограничивающих устройств. Эти методы позволяют осуществить параметрическую стабилизацию режима напряжений, но не устраняют несимметрию и несинусоидальность токов и вызванные ими последствия (перегрузка обмоток вращающихся машин токами обратной последовательности, конденсаторных батарей токами высших гармоник, потери мощности и пр.).Вторая возможность — создание симметричной системы напряжений на зажимах многофазного электроприемника, подключенного к несимметричной системе. Ее реализация, как правило, сопряжена со значительными затратами и ограничивается индивидуальными ЭП. При этом несимметрия входных токов и напряжений не устраняется. Такой путь может быть использован, например, при разработке устройств питания трехфазных потребителей от системы два провода — земля, рельс, труба от однофазной сети; для симметрирования напряжений сети, подключенной к неполнофазной линии электропередач; для стабилизации напряжения. При реализации этого способа из-за фильтров симметричных составляющих возникают большие потери энергии, обусловленные активными элементами фильтра.Третья возможность состоит в ограничении нагрузочных токов симметричных составляющих до допустимых значений с помощью поперечно включаемых компенсирующих устройств. Принципиальное отличие этого метода от двух предыдущих заключается в том, что его использование устраняет причину возникновения несимметрии (токи), а не ее следствие (напряжение).Действительно, несимметричные нагрузки являются источниками токов симметричных составляющих и максимальные значения напряжений с порядком следования фаз, отличных от прямого, имеют место в точках подключения указанных нагрузок к многофазной системе. Ограничивая токи симметричных составляющих в местах их возникновения, можно обеспечить допустимый режим во всех узлах сети и, что особенно важно, уменьшить потери электроэнергии. Одновременно при таком способе открываются широкие возможности создания компенсирующих устройств многофункционального назначения. Так, например, симметричные схемы конденсаторных батарей или фильтров с последовательным соединением L—С элементов позволяют осуществить либо только компенсацию реактивной мощности (РМ), либо компенсацию РМ и фильтрацию высших гармоник. Изменив схему подключения этих элементов, можно также осуществить симметрирование токов без дополнительных затрат.Радикальным средством улучшения качества электроэнергии является применение компенсации реактивной мощности (КРМ), которая напрямую связана с режимом напряжения.

Соотнести виды изолированных проводов, шнуров и кабелей.

Одним из наиболее востребованных в последнее время типов кабелей, является кабель с маркировкой ВВГ. Этой аббревиатурой маркируется силовой кабель с медной токопроводящей жилой (ТПЖ). Каждая ТПЖ имеет изоляцию из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Кроме того, кабель имеет дополнительную оболочку из ПВХ (кембрик). Дополнительного защитного покрытия нет.Кабель используется для сетей 600 и 1000 вольт, 50 Гц. Может иметь от 1 до 5 жил. Для бытовых нужд (в квартире) обычно используется кабель с сечением жил от 1,5 до 6 мм2. В частном домовладении может применяться кабель с жилами до 16 мм2. Хотя ограничений сверху нет. В квартире можно проложить и кабель сечением свыше 10 мм2. Выпускается кабель с сечением ТПЖ от 1,5 до 240 мм2. Жилы кабеля могут быть многопроволочными, или однопроволочными.Температурные границы применения кабеля ВВГ достаточно широки. Он работает в диапазоне -50 / +50°C. При 40 °C влажность может достигать 98%. Кабель обладает хорошей прочностью на изгиб и разрыв. Устойчив к агрессивному химическому окружению. Внешняя оболочка кабеля обычно делается черной. Хотя встречаются и кабеля белого цвета. Кабель не проводит горение. Каждая ТПЖ маркирована своим цветом. Цвета могут быть: красный, черный, голубой, коричневый, желто-зеленым и белый с синей полосой. Не стоит забывать, что для каждого кабеля имеется допустимый радиус изгиба кабеля. Для модификации ВВГ радиус составляет 10 диаметров сечения. Если кабель (или провод) выполнен в форме полосы, в качестве сечения кабеля берется ширина плоскости. Промышленная упаковка — бухты длиной по 100 и 200 м. Хотя могут встречаться и другие длины.

АПВ — самый распространенный одножильный провод. Изоляция жилы —  ПВХ. Провод имеет круглое сечение. Жила может быть однопроволочной  (сечение от 2,5 до 16 мм2) или многопроволочной (от 25до 95 мм2). Применяется повсеместно, во всех видах силовой или осветительной проводки. Может прокладываться: 

в трубах, 

технологических пустотах, 

стальных или пластиковых лотках. 

Облает повышенной механической прочностью, устойчив к вибрации. Напряжение номиналом до 450 В, при частоте до 400 Гц. ПВХ-изоляция стойка к химическим агрессивным средам, не горюч. Используется при температурах -50 / +70°C. Влагостойкость при +35 °C — 100% влажность.

Охарактеризовать типы неизолированных проводов.

Провода алюминиевые и из алюминиевых сплавов. Однопроволочные алюминиевые провода для воздушных линий в сельской местности не применяют. Многопроволочные алюминиевые провода изготавливают скрученными им нескольких проволок и обозначают буквой А, за которой следуют цифры, указывающие округленную площадь поперечного сечения всем проволок, мм2 , соответствующую шкале номинальных площадей) сечений. Для сельских электрических сетей чаще всего применяю провода А-16, А-25, А-35, А-50, А-70, А-95, хотя промышленность выпус кает и провода площадью сечения до 1500 мм2. Так как провода мар ки А характеризуются невысокой механической прочностью, и используют в тех районах, где гололедные отложения и сила ветра незначительны.:

Сталеалюминиевые провода. Их применяют для сельских электрических сетей в любых климатических районах. Сталеалюминиевый провод представляет собой жесткую конструкцию — стальной сердечник из одной или нескольких проволок с навитыми hа него алюминиевыми проволоками. Таким образом благодаря сталь ному сердечнику достигают высокую механическую прочность, при сущую стали, а по алюминиевой оболочке с высокой проводимостью хорошо передается электрическая энергия.

Сталеалюминиевые провода обозначают буквами АС (алюминий — сталь), после которых идет число, указывающее площадь поперечной сечения, мм2, алюминиевой части провода.

При электрических расчетах сталеалюминиевых проводов обычна учитывают только алюминиевую часть провода, а при механических — стальную.

Стальные провода. Выполняют как однопроволочными марки ПСО, так и многопроволочными марки ПС. У более жестких однопроволочных проводов небольшие площади сечений; в обозначении марки после букв стоит число, указывающее диаметр провода (от 3 до 5 мм). В марках многопроволочных проводов число после букв характеризует площадь поперечного сечения провода (например, ПС-25 провод стальной многопроволочный с округленным значением площади поперечного сечения 25 мм2).

Для защиты от коррозии стальную проволоку или оцинковывают, или изготовляют из медистой стали; в последнем случае провода обозначают ПМС.

Сформулировать действия по строительству воздушных линий электропередач.

Технический проект со сметой после его утверждения считают основным документом для финансирования строительства, заказа оборудования и разработки рабочих чертежей. Строительно-монтажная организация получает краткую пояснительную записку с предложениями и сметой, утвержденной заказчиком.

Для каждого вида работ определяют исполнителей, трудоемкость, потребность в машинах и механизмах, сроки обеспечения материалами и оборудованием. Намечают два срока выполнения работ — ранний и поздний. Благодаря этому можно выявить резервы времени, установить оптимальные сроки начала и окончания отдельных операций, наиболее рационально использовать машины, механизмы, а также материальные и людские ресурсы.

Подготовительные работы включают в себя производственный пикетаж, вырубку просек и расчистку трансы, переустройство расположенных на трассе инженерных сооружений и строительство времен-

Транспортные и такелажные работы — это погрузка-разгрузка, а Также перевозка материалов и конструкций, изготовленных заранее.

Работы по монтажу опор — бурение котлованов, сборка опор из заранее заготовленных деталей, установка, выверка и закрепление опор.

Работы по монтажу проводов — раскатка, соединение и подъем проводов на опоры, натяжение с визированием стрел провеса, закрепление на изоляторах и устройство заземлений.

Пусконаладочные работы и сдача линии в эксплуатацию — завершающий этап строительства.

Проанализировать изоляторы для воздушных линий электропередач.

В местах крепления проводов воздушных линий к опорам для надежной изоляции фаз (одна от другой и от земли) устанавливают специальные изоляционные конструкции, называемые изоляторами. Кроме хороших изоляционных свойств, изоляторы должны быть достаточно механически прочными, чтобы выдерживать значительные нагрузки от проводов. Изоляторы воздушных линий изготовляют из фарфора или специального стекла.

Закаленное стекло — износостойкое, а по электрическим и механическим характеристикам не хуже, чем фарфор. Поэтому рекомендуется преимущественно использовать стеклянные изоляторы.

Все изоляторы, применяемые на воздушных линиях, называют линейными. В зависимости от конструктивных особенностей их делят на два класса:: штыревые и подвесные

Штыревые изоляторы устанавливают на линиях напряжением до 35 кВ включительно (чаще на линиях напряжением 0,38 и 10 кВ, реже — 35 кВ). Изоляционная конструкция — с развитой поверхностью, что необходимо для удлинения пути разряда от провода до крюка или штыря, на котором крепится изолятор. Часть внутренней поверхности изолятора (как правило, ребристая) недоступна для дождевой влаги. Штыревой изолятор крепят на крюке или штыре который, в свою очередь, закрепляют на стене или траверсе опоры.

Начиная с напряжения 35 кВ, чаще применяют подвесные изоляторы Из них составляют гирлянду, в которой число изоляторов зависит от напряжения линии:

Напряжение линии, кВ Число изоляторов в линии:

До 10

20

35

110

при деревянных опорах

1

2

2

6

при металлических или железобетонных опорах

1

3

3

7

Подвесной изолятор армирован металлическими деталями, укрепленными на фарфоровом корпусе специальным цементным раствором. Сверху на фарфор устанавливают ’’шапку” с проушиной, а во внутреннюю полость вставляют стержень с головкой на конце. Головка стержня верхнего изолятора входит в проушину шапки нижнего и фиксируется там пластинчатыми пружинными зажимами. С помощью таких деталей можно собирать гирлянды из любого числа изоляторов и, кроме того, крепить их к опоре, а провода — к изоляторам, используя специальные зажимы.

Охарактеризовать виды опор и обосновать их область применения.

По назначению опоры делят на промежуточные, анкерные, угловые, концевые и специального назначения, ответвительные и транспозиционные.

Промежуточные опоры — самые распространенные; с их помощью провод в пролете поддерживают на определенной высоте. По сравнению с другими опорами они несут наименьшую механическую нагрузку, поэтому имеют самую простую конструкцию. Провода на промежуточных опорах закрепляют таким образом, чтобы при обрыве они могли проскальзывать в зажимах и не нагружать опору односторонним

натяжением.

Анкерные опоры — предназначены для жесткого закрепления проводов. Такими опорами всю линию делят на участки, за пределы которых не должны распространяться аварии, связанные с обрывом оводов. Например, на линиях напряжением 10 кВ анкерные опоры устанавливают на расстоянии 3…5 км одна от другой. Они выдерживают односторонние нагрузки при обрыве проводов в одном из пролетов, и поэтому конструкция анкерных опор значительно сложнее, чем промежуточных. Обычно их делают А-образными с поперечным креплением между двумя стойками.

Угловые опоры применяют в случае изменения направления воздушной линии для обхода препятствия, сохранения пахотных земель или по другим причинам.

Концевые опоры устанавливают в начале и конце линии. С одной стороны они нагружены проводами пролета нормальной длины, а с другой стороны нагрузка практически отсутствует, так как вводы и выводы с подстанций, у которых начинается и кончается линия, во-первых, значительно короче проводов в пролете, а во-вторых, провода на них подвешены свободно, чтобы не нагружать подстанционные конструкции.

Опоры специального назначения включают в себя переходные опоры, используемые в том случае, если линия пересекает дороги, реки, ущелья

К этому виду относят также опоры, на которых подвешивают высоковольтную аппаратуру. Примером могут служим А- и П-образные опоры с площадкой для мачтовых подстанций и др>:

Ответвителъные опоры служат для выполнения ответвления от магистрали линии. Их ставят в начале ответвления, а затем обычные промежуточные. Ответвительные опоры часто сооружают так же, как анкерные или концевые.

Транспозиционные опоры специальных конструкций предназначены для перемены фаз местами.

Охарактеризовать графики нагрузок.

При проектировании и эксплуатации систем сельского электроснабжения необходимо точно знать, как изменяются во времени основные электрические параметры всех элементов системы.

Различают режимные и схемные параметры. Режимные: энергия, мощность, коэффициент мощности, напряжение и другие, непосредственно связаны с режимами производства и передачи электроэнергии. Схемные параметры — типы и марки проводов, силовых трансформаторов, длины участков электрической сети и прочие — характеризуют элементы электрической схемы системы.

Основные режимные параметры — мощность и напряжение.

Большинство расчетов по определению параметров энергосистемы связано с максимальными и минимальными значениями мощное ряде случаев нужно знать и промежуточные ее значения.

Наиболее полно мощность характеризуют графики нагрузок которые представляют собой зависимость мощности от времен течение определенного периода. Такие графики можно составить из любого отрезка времени, но чаще всего используют суточные, зонные и годовые графики нагрузок.

Графики можно снимать, непосредственно наблюдая за приборами или с помощью самопишущих устройств, которые вычерчивают на ленте или специальной бумаге непрерывную кривую.

Охарактеризовать замкнутые сети, их виды, преимущества и недостатки, область применения.

Главная особенность замкнутой сети заключается в том, что каждая ее точка может получать питание не менее чем с двух сторон. В нормальном безаварийном режиме работы почти все подключенные к сети потребители получают питание с одной стороны. Однако в простейших замкнутых сетях с одним или двумя источниками питания существует одна точка, которая нормально получает питание с двух сторон. Ее называют точкой токораздела; в сложных замкнутых сетях точек токораздела может быть несколько.

При выходе из строя одного источника питания или какого-то участка сети замкнутая сеть превращается в разомкнутую и питание потребителей осуществляется с одной стороны.

Замкнутые сети получили большое распространение в промышленных энергосистемах. Здесь практически все питающие и распределительные сети — сложнозамкнутые с большим числом источников питания. В сельском электроснабжении замкнутые сети применяются пока еще редко из-за их высокой стоимости и дополнительного расхода строительных материалов. Однако нельзя повысить надежность сельского электроснабжения, не применяя замкнутые сети.

Проанализировать номинальные параметры электроустановок.

Напряжение (Длительное отклонение +- 5%, кратковременное +- 10%)

Частота (отклонение 0,2 Гц)

Мощность.

Симметричность нагрузки

Высоковольтные предохранители и их типы. Описать устройство и принцип действия.

Высоковольтные предохранители используются для защиты электрооборудования электрических сетей напряжением выше 1000 В от токов короткого замыкания и токов недопустимых перегрузок.Основными техническими характеристиками предохранителей являются номинальное напряжение, номинальный длительный ток, зависимость времени плавления вставки от тока. Отключающую способность предохранителей характеризуют номинальной отключаемой мощностью. Защитным элементом предохранителя является плавкая вставка, включенная последовательно в электрическую цепь защищаемой сети.Предохранители, обладающие способностью резко уменьшать ток в цепи при коротком замыкании, называются токоограничивающими. При прохождении через плавкую вставку токов короткого замыкания или длительного тока перегрузки она чрезмерно перегревается и плавится, переходя сначала в жидкое, а затем в газообразное состояние. В процессе расплавления металла вставки между контактами предохранителя образуется дуга. Длительность горения и скорость гашения электрической дуги внутри предохранителя зависят от конструкции предохранителя и правильности выбора плавкой вставки. После гашения дуги электрическая цепь полностью разрывается.Время перегорания плавкой вставки зависит от величины проходящего через нее тока и называется защитной или токовременной характеристикой плавкой вставки, которая служит для определения выдержки времени отключения аварийных токов, а также расчетов селективной работы предохранителей и релейной защиты электроустановки.Ток, плавящий вставку, определяется конструкцией предохранителя, физическими данными самой плавкой вставки (материалом, формой, длиной и поперечным сечением) и температурой окружающего воздуха.На токовременную характеристику предохранителя влияет также состояние плавкой вставки. Если использовать вставку с оксидной пленкой, у которой вследствие этого уменьшилось сечение плавящегося элемента из-за длительного хранения в ненормальных условиях, то характеристики вставки окажутся измененными.Плавкая вставка может работать длительное время, если через нее проходит номинальный или меньший электрический ток. При прохождении через предохранитель рабочего тока вставка нагревается, но структура металла не меняется.Номинальным током плавкой вставки называется ток, который вставка способна выдержать, не расплавляясь и не перегорая длительное время, а номинальным током предохранителя — ток, на который рассчитаны его токоведущие части. Значение номинального тока указывают на токоведущих частях предохранителя и на контактных частях плавких вставок.Важными показателями предохранителей являются их надежность, стабильность и избирательность, т. е. плавкая вставка предохранителя должна длительное время работать при протекании по ней номинального тока, не перегорать при кратковременных перегрузках, надежно отключать предельный ток без разрушения самого предохранителя и отключать только тот участок электрической цепи при возникновении в любой ее точке короткого замыкания, который защищает данный предохранитель. В этом случае сработать должен тот предохранитель, который расположен ближе к месту замыкания.Ток, при котором плавкая вставка сгорает в момент достижения ею установившейся температуры, называется пограничным. Если пограничный ток по значению близок к номинальному или несколько больше его, плавкая вставка предохранителя не перегорает при прохождении через нее номинального тока.

Проанализировать автоматические выключатели. Описать устройство и принцип действия.

Автоматические выключатели предназначены для многоразовой защиты электрических установок от перегрузок и коротких замыканий. Некоторые модели обеспечивают защиту от других аномальных состояний, например, от недопустимого снижения напряжения. Главным отличием от плавкого предохранителя является возможность многократного использования.

Автоматический выключатель конструктивно выполнен в диэлектрическом корпусе. Автоматический выключатель, рассчитанный на небольшие токи, часто имеет крепление для монтажа на DIN-рейку. Включение-отключение производится рычажком, провода подсоединяются к винтовым клеммам. Защелка фиксирует корпус выключателя на DIN-рейке и позволяет при необходимости легко его снять (для этого нужно оттянуть защелку, вставив отвертку в петлю защелки). Коммутацию цепи осуществляют подвижный и неподвижный контакты. Подвижный контакт подпружинен, пружина обеспечивает усилие для быстрого расцепления контактов. Механизм расцепления приводится в действие одним из двух расцепителей: тепловым или магнитным.

Тепловой расцепитель представляет собой биметаллическую пластину , нагреваемую протекающим током. При протекании тока выше допустимого значения биметаллическая пластина изгибается и приводит в действие механизм расцепления. Время срабатывания зависит от тока (времятоковая характеристика) и может изменяться от секунд до часа. Минимальный ток, при котором должен срабатывать[2] тепловой расцепитель, составляет 1,45 от тока уставки теплового расцепителя. Настройка тока срабатывания производится в процессе изготовления регулировочным винтом. В отличие от плавкого предохранителя, автоматический выключатель готов к следующему использованию после остывания пластины.

Электромагнитный расцепитель (отсечка) — расцепитель мгновенного действия, представляет собой соленоид , подвижный сердечник которого также может приводить в действие механизм расцепления. Ток, проходящий через выключатель, течет по обмотке соленоида и вызывает втягивание сердечника при превышении заданного порога тока. Мгновенный расцепитель, в отличие от теплового, срабатывает очень быстро (доли секунды), но при значительно большем превышении тока: в 2÷10 раз от номинала, в зависимости от типа (автоматические выключатели делятся на типы (классы) B, C и D в зависимости от чувствительности мгновенного расцепителя).

Во время расцепления контактов может возникнуть электрическая дуга, поэтому контакты имеют особую форму и находятся рядом с дугогасительной решёткой.

Сформулировать мероприятия по снижению потерь электроэнергии.

Применяют следующие способы снижения отклонений и колебаний напряжения.1. Изменение коэффициента трансформации трансформаторов и автотрансформаторов позволяет осуществлять регулирование напряжения в сетях и у электроприемников систем электроснабжения.Существует два типа устройств у силовых трансформаторов для регулирования напряжения: под нагрузкой (РПН) и без нагрузки (ПБВ).Трансформаторы с РПН более предпочтительны, диапазон регулирования до 10—16 % .Для регулирования при отключенной нагрузке для распределительных сетей наиболее часто используют переключатели типа ПВВ с пределами регулирования +5; +2,5; 0; -2,5; -5 % от2. Приближение электроприемников с резко переменным графиком нагрузки к основным, наиболее мощным источникам питания.Приближение источников питания к крупным электроприемникам с резкопеременным графиком нагрузки позволяет сократить сферу влияния этих электроприемниов на прочие потребители за счет демпфирования толчков нагрузок мощными трансформаторами.З. Уменьшение индуктивного сопротивления линии внешнего электроснабжения. Реализация этого способа заключается, например, в отказе от шинопроводов, в уменьшении индуктивности реакторов, в замене шинопроводов кабельными линиями, а также в применении продольной компенсации реактивной мощности.4. Предусматривают питание крупных электропремников с резкопеременной нагрузкой от отдельных линий, идущих от источника питания ГПП, ТЭЦ, выделение целой секции шин для подпитки ДСП.5. Ограничение пусковых токов и токов самозапуска электродвигателей.Нежелателен групповой пуск АД, что может привести к отпаданию контактов магнитного пускателя.6. Применение автоматического регулирования возбуждения мощных синхронных двигателей.7. Использование параллельной работы питающих линий и трансформаторов на ГПП (при замкнутом секционном выключателе).8. Электроснабжение осветительных нагрузок от отдельных трансформаторов.В случае, когда показатели качества электроэнергии, характеризующие несинусоидалыюсть, не удается довести схемным путем до норм нормированных значений, для ограничения несинусоидальности приходится устранять гармоники высшего порядка с помощью соответствующих фильтров, подключаемых параллельно к сети. Фильтрующий эффект будет тогда, когда фильтр настроен в резонанс с частотой высшей гармоники.На практике применяют двух- и четырехзвенные фильтры на 3+11 гармоник. Фильтры присоединяют как в местах возникновения несимметрии напряжения, так и в пунктах присоединения источников возникновения несимметрии к сети. Применяют также специальные устройства с регулированием — ФКУ (фильтрокомпенсирующие устройства).

Сформулировать мероприятия по улучшению надежности электроснабжения.

Соотнести категории надежности электроснабжения потребителей.

1.2.18. В отношении обеспечения надежности электроснабжения электроприемники разделяются на следующие три категории. Электроприемники первой категории — электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, угрозу для безопасности государства, значительный материальный ущерб, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства, объектов связи и телевидения.

Из состава электроприемников первой категории выделяется особая группа электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов и пожаров.

Электроприемники второй категории — электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей.

Электроприемники третьей категории — все остальные электроприемники, не подпадающие под определения первой и второй категорий.

1.2.19. Электроприемники первой категории в нормальных режимах должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, и перерыв их электроснабжения при нарушении электроснабжения от одного из источников питания может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания. Для электроснабжения особой группы электроприемников первой категории должно предусматриваться дополнительное питание от третьего независимого взаимно резервирующего источника питания. В качестве третьего независимого источника питания для особой группы электроприемников и в качестве второго независимого источника питания для остальных электроприемников первой категории могут быть использованы местные электростанции, электростанции энергосистем (в частности, шины генераторного напряжения), предназначенные для этих целей агрегаты бесперебойного питания, аккумуляторные батареи и т. п. Если резервированием электроснабжения нельзя обеспечить непрерывность технологического процесса или если резервирование электроснабжения экономически нецелесообразно, должно быть осуществлено технологическое резервирование, например, путем установки взаимно резервирующих технологических агрегатов, специальных устройств безаварийного останова технологического процесса, действующих при нарушении электроснабжения. Электроснабжение электроприемников первой категории с особо сложным непрерывным технологическим процессом, требующим длительного времени на восстановление нормального режима, при наличии технико-экономических обоснований рекомендуется осуществлять от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, к которым предъявляются дополнительные требования, определяемые особенностями технологического процесса.

1.2.20. Электроприемники второй категории в нормальных режимах должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания.

Для электроприемников второй категории при нарушении электроснабжения от одного из источников питания допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады.

1.2.21. Для электроприемников третьей категории электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышают 1 суток.

Проанализировать токи короткого замыкания.

Коротким замыканием называют любое не предусмотренное нормальными условиями работы замыкание между фазами, а в системах с заземленными нейтралями — также замыкание одной или нескольких фаз на землю или на нулевой провод.

Замыканием на землю называют замыкание одной из фаз на землю в системах с изолированной нейтралью или с нейтралью, заземленной через специальные компенсирующие устройства, у

Короткое замыкание — это аварийное состояние электроустановки, которую при возникновении к. з. необходимо отключить. В современных системах эту функцию выполняет релейная защита, определяющая к. з. и отдавая команду коммутационной аппаратуре на отключени аварийной части системы.

Основная причина возникновения к. з. — нарушение изоляции между фазами или между фазами и землей. Изоляцию электроустановок всегда рассчитывают с определенным запасом. Причины нарушения электрической прочности изоляции токоведущих частей многочисленны. Если, согласно статистическим данным, расположить их в порядке, соответствующем относительной повреждаемости от наибольшей к наименьшей, то получим следующий перечень причин: атмосферные перенапряжения в виде грозовых разрядов попадающих в линии электропередачи; коммутационные перенапряжения, возникающие в электроустановках под воздействием различных переходных процессов; естественный износ изоляции и ее старение (с течением времени и вследствие нагрева); дефекты в изоляции, не выявленные своевременно; механические повреждения изоляции, происходящие при различных работах вблизи электроустановок или вызванные сильным ветром, гололедом, длительной вибрацией, когда в теле изоляторов могут появляться микроскопические трещины; загрязнение изоляции под воздействием атмосферных осадков; перекрытие изоляции птицами, животными, ветвями деревьев, случайными предметами; неправильные действия обслуживающего персонала. Различают следующие виды к. з.: в системах с заземленной нейтралью — трехфазное, двухфазное, однофазное на землю или нулевой провод; в системах с изолированной нейтралью — трехфазное, двухфазное и двойное замыкание на землю. Чаще всего возникают однофазные к. з., наиболее редко — трехфазные. Однако следует иметь в виду, что к. з. — это процесс, протекающий во времени, и менее сложные к.з. могут превращаться в более сложные. Короткое замыкание, возникающее как однофазное, иногда превращается в двухфазное или даже трехфазное, так как под воздействием электрической дуги в месте к. з. возможно повреждение изоляции фаз.

Проанализировать методы защиты от прямых ударов молнии.

Классификация объектов определяется по опасности ударов молнии для самого объекта и его окружения.

Непосредственное опасное воздействие молнии — это пожары, механические повреждения, травмы людей и животных, а также повреждения электрического и электронного оборудования. Последствиями удара молнии могут быть взрывы и выделение опасных продуктов — радиоактивных и ядовитых химических веществ, а также бактерий и вирусов.

Удары молнии могут быть особо опасны для информационных систем, систем управления, контроля и электроснабжения. Для электронных устройств, установленных в объектах разного назначения, требуется специальная защита.

Рассматриваемые объекты могут подразделяться на обычные и специальные.

Обычные объекты — жилые и административные строения, а также здания и сооружения, высотой не более 60 м, предназначенные для торговли, промышленного производства, сельского хозяйства.

Специальные объекты:

объекты, представляющие опасность для непосредственного окружения;

объекты, представляющие опасность для социальной и физической окружающей среды (объекты, которые при поражении молнией могут вызвать вредные биологические, химические и радиоактивные выбросы);

прочие объекты, для которых может предусматриваться специальная молниезащита, например, строения высотой более 60 м, игровые площадки, временные сооружения, строящиеся объекты.

Комплекс средств молниезащиты зданий или сооружений включает в себя устройства защиты от прямых ударов молнии (внешняя молниезащитная система — МЗС) и устройства защиты от вторичных воздействий молнии (внутренняя МЗС). В частных случаях молниезащита может содержать только внешние или только внутренние устройства. В общем случае часть токов молнии протекает по элементам внутренней молниезащиты.

Внешняя МЗС может быть изолирована от сооружения (отдельно стоящие молниеотводы — стержневые или тросовые, а также соседние сооружения, выполняющие функции естественных молниеотводов) или может быть установлена на защищаемом сооружении и даже быть его частью.

Внутренние устройства молниезащиты предназначены для ограничения электромагнитных воздействий тока молнии и предотвращения искрений внутри защищаемого объекта.

Токи молнии, попадающие в молниеприемники, отводятся в заземлитель через систему токоотводов (спусков) и растекаются в земле.

 Внешняя МЗС в общем случае состоит из молниеприемников, токоотводов и заземлителей. В случае специального изготовления их материал и сечения должны удовлетворять требования

Проанализировать методы защиты от наведенных перенапряжений.

Обычно в любых электрических сетях (силовых, слаботочных, информационных) напряжение находится в пределах, определяемых техническими нормативами. Тем не менее, иногда напряжение выходит за нормативные рамки. Наиболее опасными являются отклонения в большую сторону. Такие отклонения называются перенапряжениями. Рассмотрим, какие бывают перенапряжения, и оценим, какую опасность они представляют для цепей и подключённого оборудования.Во-первых, это длительные перенапряжения, вызванные различными проблемами в источниках электропитания. Например, из-за неисправности понижающего трансформатора, плохого контакта в нейтрали, «отгорания» нуля и т. д. Подобные перенапряжения имеют сравнительно небольшую амплитуду, однако действуют длительное время и, таким образом, представляют вполне реальную угрозу при эксплуатации оборудования.

Во-вторых, это миллисекундные перенапряжения, длительность которых измеряется максимум несколькими полупериодами питающей сети. Они имеют несколько большую амплитуду и чаще всего возникают из-за коммутации мощных реактивных нагрузок. В этом случае в работе оборудования могут возникнуть сбои.

В-третьих, это микросекундные импульсные перенапряжения (МИП), появляющиеся в результате действия естественных или искусственных факторов. Ярким примером являются молнии. Спектр искусственных факторов гораздо шире. Это могут быть различные переходные и коммутационные процессы в электросетях, импульсы при работе мощных тиристорных приводов, сварочных аппаратов. Время воздействия импульса может составлять десятки и сотни микросекунд (много меньше одного полупериода), амплитуда напряжения может достигать десятков киловольт, а ток — до ста килоампер. Последствия воздействия МИП на электронное оборудование и электропроводку могут быть фатальными.

В-четвёртых, это наносекундные импульсы. Чаще всего возникают из-за воздействия статического разряда. Они имеют большую амплитуду (десятки киловольт), но малый ток и минимальное время действия. Избежать этой проблемы в значительной степени помогут организационные мероприятия: заземляющие браслеты, специальная одежда, токопроводящие напольные покрытия, создание определённой влажности в помещении.

В здании должна быть система уравнивания потенциалов, не позволяющая возникать большой разности потенциалов между отдельными частями конструкции здания и оборудованием

Важно отметить, что оба эти мероприятия защищают от поражения электрическим током не только оборудование, но и людей.Грамотная прокладка и экранирование проводов и кабелей значительно уменьшает вредное воздействие МИП на оборудование.Арматура железобетонных конструкций также способствует существенному ослаблению электромагнитных наводок. Применение устройств защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) или ограничителей перенапряжений (ОПН).

На ВЛ используются разрядники и искровые промежутки.

Охарактеризовать электрическую дугу и проанализировать способы её гашения.

Размыкание электрической цепи при сколько-нибудь значительных токах и напряжениях, как правило, сопровождается электрическим разрядом между расходящимися контактами. Воздушный промежуток между контактами ионизируется и становится на некоторое время проводящим, в нем возникает дуга. Тем или иным способом дуга гасится, т. е. ток в цепи падает от начального значения до нуля, Физический процесс отключения состоит в деионизации воздушного промежутка между контактами, т. е. в превращении его в диэлектрик и прекращении вследствие этого электрического разряда. При особых условиях — очень малых токах и напряжениях, разрыве цепи переменного тока в момент перехода тока через нуль и некоторых других — расхождение контактов может произойти без электрического разряда. Такое отключение называется безыскровым разрывом. Электрическая дуга сопровождается высокой температурой и связана с этой температурой. Поэтому дуга — явление не только электрическое, но и тепловое. Для гашения электрической дуги необходимо создать условия, при которых падение напряжения на дуге превосходило бы напряжение сети. Гасить дугу можно:

увеличивая ее длину (растягивая);

воздействуя на ее ствол и добиваясь повышения продольного градиента напряжения и в) используя околоэлектродные падения напряжения.

Отключающие аппараты имеют обычно два электрода, и для использования околоэлектродных падений напряжения необходимо создать дугогасительные устройства со многими электродами. Такие устройства получили название дугогасительных решёток. Существует много способов гашения электрической дуги:

гашение открытой дуги в магнитном поле;

гашение электрической дуги высоким давлением;

гашение электрической дуги в масле;

гашение электрической дуги воздушным дутьём;

гашение дуги в дугогасительной решётке;

использование контактной системы с тиристорным блоком бездугового отключения.

Описать устройство, принцип действия и назначения масляных малообъёмных выключателей.

Выключатель нагрузки представляет собой трехполюсный коммутационный аппарат переменного тока для напряжения свыше 1 кВ, рассчитанный на отключение рабочего тока, и снабженный приводом для неавтоматического или автоматического управления.

Выключатели нагрузки не предназначены для отключения тока короткого замыкания, но их включающая способность соответствует электродинамической стойкости при коротких замыканиях. 

В баковом масляном выключателе (рис. 14.2) контакты всех трех фаз размещены в одном баке, заполненном маслом, которое изолирует фазы одну от другой и служит для гашения дуги при размыкании цепи: образующиеся в масле газы способствуют ее охлаждению и деионизации. Недостаток этих аппаратов — большой объем масла и сравнительно малая отключающая способность.

В маломасляных выключателях контакты каждой фазы помещены в отдельные цилиндрические бачки (горшки) с трансформаторным маслом, которое также выполняет роль изоляции фаз. При размыкании контактов процесс гашения дуги усиливается благодаря интенсивному поперечному движению масла под действием образующихся газов по специальным направляющим каналам.

В горшковых малообъемных масляных выключателях масло используется лишь как средство для гашения дуги и не играет роли изоляционной среды между фазами. Фазы изолированы одна от другой и от земли твердыми изоляторами. В местах разрыва каждой фазы устанавливают масляные баки-горшки. Если в фазе два разрыва, монтируют два масляных бака на фазу.

Описать устройство, принцип действия и назначения безмасляных выключателей напряжением выше 1000 В.

Выключатель нагрузки представляет собой трехполюсный коммутационный аппарат переменного тока для напряжения свыше 1 кВ, рассчитанный на отключение рабочего тока, и снабженный приводом для неавтоматического или автоматического управления.

Выключатели нагрузки не предназначены для отключения тока короткого замыкания, но их включающая способность соответствует электродинамической стойкости при коротких замыканиях. 

Поскольку разрежённый газ (10−6 …10−8 Н/см²) обладает электрической прочностью, в десятки раз превышающей прочность газа при атмосферном давлении, то это свойство широко используется в высоковольтных выключателях: в них при размыкании контактов в вакууме сразу же после первого прохождения тока в дуге через ноль изоляция восстанавливается, и дуга вновь не загорается.

В момент размыкания контактов в вакуумном промежутке коммутируемый ток инициирует возникновение электрического разряда — вакуумной дуги, существование которой поддерживается за счет металла, испаряющегося с поверхности контактов в вакуумный промежуток. Плазма, образованная ионизированными парами металла, проводит электрический ток, поэтому ток протекает между контактами до момента его перехода через ноль. В момент перехода тока через ноль дуга гаснет, а оставшиеся пары металла мгновенно (за 7—10 микросекунд) конденсируются на поверхности контактов и других деталей дугогасящей камеры, восстанавливая электрическую прочность вакуумного промежутка. В то же время на разведенных контактах восстанавливается приложенное к ним напряжение (см. иллюстрацию процесса отключения).

Охарактеризовать разъединители, короткозамыкатели и отделители.

Разъединители используются для видимого отделения участка электрической сети на время ревизии или ремонта оборудования, для создания безопасных условий работы и отделения от смежных частей электрооборудования, находящихся под напряжением, для создания которых разъединители комплектуются блокировкой включенного (отключенного) положения и заземляющими ножами, исключающими подачу напряжения на выведенный в ремонт участок сети. Также разъединители применяются для переключения присоединений с одной системы шин на другую, в электроустановках с несколькими системами шин.

Короткозамыкатели совместно с отделителями применяются в упрощённых схемах подстанций вместо более дорогих силовых выключателей. Подобная замена позволяет экономить значительные денежные средства, так как стоимость силовых выключателей довольно высока. Чем больше присоединений на подстанции и выше напряжение высокой стороны, тем более заметной становится выгода от использования упрощённых схем. В основном упрощённые схемы получили распространение на напряжении 35, 110 кВ. Устанавливаются короткозамыкатели: в сетях с заземлённой нейтралью — на одну фазу, в сетях с изолированной нейтралью — на две. Включение короткозамыкателя происходит автоматически, отключение производят вручную.

В настоящее время применение короткозамыкателей ограничено теми подстанциями где они установлены, короткозамыкатели больше не производятся, так как схемы ПС где они применяются имеют меньшую надежность и большую вероятность повреждения дорогостоящего оборудования подстанции (силового трансформатора), чем схемы с применением выключателей.

В случае аварии на трансформаторе одного из присоединений (T1), установленная на нём защита подаст напряжение на катушку включения соответствующего короткозамыкателя (SC1). Короткозамыкатель замкнёт свои контакты, создав искусственное замыкание на землю. На это замыкание среагирует защита магистральной ЛЭП, в зоне действия которой находится подстанция, и с помощью головного выключателя (Q) отключит всю подстанцию. Через небольшой промежуток времени на линии сработает АПВ и включит головной выключатель. За это время, которое называется бестоковой паузой, сработает только отделитель повреждённого трансформатора (E1) и отключит его от сети. Таким образом, не используя отдельный выключатель на каждое присоединение, возможно отключить повреждённый участок, оставив подстанцию в работе.

Классифицировать реле, применяемые в релейной защите.

По начальному состоянию контактов выделяются реле с:

Нормально замкнутыми контактами;

Нормально разомкнутыми контактами;

Переключающимися контактами.

По типу управляющего сигнала выделяются реле:

Постоянного тока;

Нейтральные реле: полярность управляющего сигнала не имеет значения, регистрируется только факт его присутствия/отсутствия. Пример: реле типа НМШ;

Поляризованные реле: чувствительны к полярности управляющего сигнала, переключаются при её смене. Пример: реле типа КШ;

Комбинированные реле: реагируют как на наличие/отсутствие управляющего сигнала, так и на его полярность. Пример: реле типа КМШ;

Переменного тока.

По допустимой нагрузке на контакты.

По времени срабатывания.

По типу исполнения

Электромеханические реле;

Электромагнитные реле (обмотка электромагнита неподвижна относительно сердечника);

Герконовые реле;

Магнитоэлектрические реле (обмотка электромагнита с контактами подвижна относительно сердечника);

Термореле (биметаллическое);

Электродинамические реле

Ферродинамические реле

Индукционные реле

Статические реле

Ферромагнитные реле

Ионные реле

Полупроводниковые реле

По контролируемой величине

Реле напряжения;

Реле тока;

Реле мощности;

Реле пневматического давления;

Реле контроля изоляции;

Специальные виды электромагнитных устройств:

Шаговый искатель.

Устройство защитного отключения.

Автоматический выключатель.

Реле времени.

Электромеханический счётчик.

Проанализировать дизельные электростанции, их назначение и устройство.

Ди́зельная электроста́нция (дизель-генераторная установка, дизель-генератор) — стационарная или подвижная энергетическая установка, оборудованная одним или несколькими электрическими генераторами с приводом от дизельного двигателя внутреннего сгорания. Существуют также с приводом от бензинового двигателя — бензиноэлектрический агрегат или бензиновая электростанция— и газопоршневые электростанции.

Следует учитывать, что термины дизельная электростанциядизельэлектрический агрегат и дизель-генератор не являются синонимами:

дизель-генератор — устройство, состоящее из конструктивно объединённых дизельного двигателя и генератора;

дизельэлектрический агрегат в свою очередь включает в себя дизель-генератор, а также вспомогательные устройства: раму, приборы контроля, топливный бак;



Страницы: 1 | 2 | Весь текст




sitemap sitemap