Лекции по "Экономике"

Диэлектрические материалы  должны также:

обладать хорошими технологическими свойствами, т.е. должны быть пригодными для высокопроизводительных процессов  изготовления внутренней изоляции;

удовлетворять экологическим  требованиям, т.е. не должны содержать  или образовывать в процессе эксплуатации токсичные продукты, а после отработки  всего ресурса они должны поддаваться  переработке или уничтожению  без загрязнения окружающей среды;

не быть дефицитными и  иметь такую стоимость, при которой  изоляционная конструкция получается экономически целесообразной.

В ряде случаев к указанным  выше требованиям могут добавляться  и другие, обусловленные спецификой того или иного вида оборудования. Например материалы для силовых конденсаторов должны иметь повышенную диэлектрическую проницаемость, материалы для камер выключателей - высокую стойкость к термоударам и воздействиям электрической дуги.

Длительная практика создания и эксплуатации различного высоковольтного оборудования показывает, что во многих случаях весь комплекс требований наилучшим образом удовлетворяется при использовании в составе внутренней изоляции комбинации из нескольких материалов, дополняющих друг друга и выполняющих несколько различные функции.

Так, только твердые диэлектрические  материалы обеспечивают механическую прочность изоляционной конструкции. Обычно они имеют и наиболее высокую  электрическую прочность. Детали из твердого диэлектрика, обладающего  высокой механической прочностью, могут  выполнять функцию механического  крепления проводников.

Использование жидких диэлектриков позволяет в ряде случаев значительно улучшить условия охлаждения за счет естественной или принудительной циркуляции изоляционной жидкости.

 

8. Классификация электроустановок  по надежности и бесперебойности  питания потребителей.

По надёжности электроснабжения электроприёмники делятся на три категории:

1. Электроприёмники, нарушение электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса, нарушение особо важных элементов городского хозяйства.

В городских электрических сетях  к I категории относятся: электроприёмники театров, крупных кинотеатров, стадионов, универмагов с площадью торгового зала свыше 1800 м² и т. п., сооружений с массовым скоплением людей, действующих при искусственном освещении, комплексы электроприёмников особых лечебных помещений (операционных блоков больниц и родильных домов, пунктов неотложной помощи и т. п.); технические и силовые электроприёмники жилых зданий выше 16 этажей (пожарные насосы, лифты, средства автоматического дымоудаления), аварийное освещение лестничных клеток, коридоров, вестибюлей, холлов, заградительные огни на кровлях зданий высотой 50 м и более, а также электроприёмники технических и силовых установок узлов радиосвязи, телеграфа, телефонных, водопроводных и канализационных станций и групп городских потребителей с общей нагрузкой более 10000 кВА.

Электроприёмники первой категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников питания. Перерыв в электропитании таких приемников допустим только при автоматическом включении резервного питания (АВР), т. е. на время переключения питающей линии или запуска автоматизированного дизель-генератора. Из первой категории электроприёмников выделяется особая группа, бесперебойная работа которой необходима для безаварийной остановки производства во избежание угрозы для жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего оборудования, а также для обеспечения надёжной работы аппаратуры связи. При аварии в питающей сети потребители особой группы переводятся на питание от аккумуляторной батареи либо непосредственно, либо через инвертор, преобразующий энергию постоянного тока в сетевое напряжение переменного тока.

2. Электроприёмники, перерыв в электроснабжении которых связан с массовым срывом выпуска продукции, простоем рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушением нормальной деятельности значительного числа городских жителей.

К этой категории относятся: жилые  здания от 6 до 16 этажей включительно, а  также меньшей этажности, но оборудованные  стационарными кухонными электроплитами, лечебные и детские учреждения, школы  и другие учебные заведения; силовые  установки, технология которых ограничивает допускаемые перерывы в электроснабжении, столовые и кафе с числом посадочных мест от 100 до 500, магазины с площадью торгового зала от 220 до 1800 м² и т. п.; группы городских потребителей с нагрузкой от 300 до 10000 кВА для кабельных сетей и от 1000 кВА и более для воздушных сетей.

Для питания электроприемников второй категории рекомендуется иметь два источника, однако допускается и один. Обычно, если питание осуществляется по воздушной ЛЭП, то используется одна линия, если по кабелю – подключаются две кабельные линии. Перерыв в работе таких потребителей допустим на время включения резервного питания дежурным персоналом, либо на время устранения неисправности питающей линии выездной оперативной бригадой.

3. Все остальные электроприёмники, не попадающие под определение первой и второй категории. К третьей категории, в частности, относятся газифицированные дома высотой 5 и менее этажей, небольшие поселки и т. п. Электроприемники третьей категории получают питание от одного источника с перерывами не более суток.

Электроустановками называется совокупность машин, аппаратов, линий и вспомогательного оборудования (вместе с сооружениями и помещениями, в которых они установлены), предназначенных для производства, преобразования, трансформации, передачи, распределения и преобразования электрической энергии. Все вновь сооружаемые и реконструируемые электроустановки потребителей должны выполняться в соответствии с действующими Правилами устройства электроустановок (ПУЭ). Эксплуатация электроустановок должна производиться в соответствии с Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей и правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭ И ПТБ). Различают общие электроустановки и электроустановки специального назначения (спецустановки).

К общим электроустановкам относятся  воздушные и кабальные линии  электропередачи, трансформаторы, электродвигатели, конденсаторные и аккумуляторные установки, распределительные устройства а также устройства защиты, автоматики и измерения в электрических сетях.

К спецустановкам относятся установки для электролиза, электросварки, электроосвещения, электротермии, электрические грузоподъёмные машины, преобразователи, электрические газоочистительные установки, электроустановки в нефтегазодобывающей и торфяной промышленности, в сельском и коммунальном хозяйстве, а также электроустановки испытательных станций и лабораторий.

Действующими электроустановками считаются такие установки, которые содержат в себе источники электроэнергии, которые находятся под напряжением полностью или частично, или на которые в любой момент может быть подано напряжение включением коммутационной аппаратуры.

9. Классификация установок по  режиму нейтрали.

Нейтралями электроустановок называют общие точки трехфазных обмоток генераторов или трансформаторов, соединенных в звезду. 

В зависимости от режима нейтрали электрические сети разделяют на четыре группы:

1)сети с незаземленными (изолированными) нейтралями;

2) сети с резонансно-заземленными (компенсированными) нейтралями;

3) сети с эффективно заземленныминейтралями;

4) сети с глухозаземленныминейтралями.

Согласно требованиям Правил устройства электроустановок (ПУЭ, гл. 1.2).

Сети с номинальным напряжением  до 1 кВ, питающиеся от понижающих трансформаторов, присоединенных к сетям с Uном> 1 кВ, выполняются с глухим заземлением нейтрали. 

Сети с Uном до 1 кВ, питающиеся от автономного источника или разделительного трансформатора (по условию обеспечения максимальной электробезопасности при замыканиях на землю), выполняются с незаземленной нейтралью. 

Сети с Uном = 110 кВ и выше выполняются с эффективным заземлением нейтрали (нейтраль заземляется непосредственно или через небольшое сопротивление). 

Сети 3 — 35 кВ, выполненные кабелями, при любых токах замыкания  на землю выполняются с заземлением  нейтрали через резистор.

Сети 3—35 кВ, имеющие воздушные  линии, при токе замыкания не более 30 А выполняются с заземлением нейтрали через резистор. 

Компенсация емкостного тока на землю  необходима при значениях этого  тока в нормальных условиях:

- в сетях 3 - 20 кВ с железобетонными  и металлическими опорами ВЛ  и во всех сетях 35кВ - более  10 А;

- в сетях, не имеющих железобетонных  или металлических опор ВЛ:

при напряжении 3 - 6 кВ - более 30 А;

при 10 кВ - более 20 А;

при 15 - 20 кВ - более 15 А;

- в схемах 6 - 20 кВ блоков генератор  - трансформатор - более 5А. 

При токах замыкания на землю  более 50 А рекомендуется установка не менее двух заземляющих дугогасящих реакторов.

Электротехнические установки напряжением выше 1 кВ согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ) разделяются на установки с большими токами замыкания на землю (сила тока однофазного замыкания на землю превышает 500 А) и установки с малыми токами замыкания на землю (сила тока однофазного замыкания на землю меньше или равна 500 А).

В установках с большими токами замыкания  на землю нейтрали присоединены к заземляющим устройствам непосредственно или через малые сопротивления. Такие установки называются установками с глухозаземленнойнейтралью.

В установках, имеющих малые токи замыкания на землю, нейтрали присоединены к заземляющим устройствам через элементы с большими сопротивлениями. Такие установки называются установками сизолированной нейтралью.

В установках с глухозаземленнойнейтралью всякое замыкание на землю является коротким замыканием и сопровождается большим током.

В установках с изолированной нейтралью замыкание одной из фаз на землю не является коротким замыканием (КЗ).

Прохождение тока через место замыкания  обусловлено проводимостями (в основном, емкостными) фаз относительно земли.

Выбор режима нейтрали в установках напряжением выше 1 кВ производится при учете следующих факторов: экономических, возможности перехода однофазного замыкания в междуфазное, влияние на отключающую способность выключателей, возможности повреждения оборудования током замыкания на землю, релейной защиты и др.

В электрических сетях РАО ЕЭС  России приняты следующие режимы работы нейтрали:

• электрические сети с номинальными напряжениями 6...35 кВ работают с малыми токами
• замыкания на землю;
• при небольших емкостных токах замыкания на землю - с изолированныминейтралями;
• при определенных превышениях значений емкостных токов - с нейтралью, заземленной
• через дугогасящий реактор.

Если в одной из фаз трехфазной системы, работающей с изолированной нейтралью, произошло замыкание на землю, то напряжение ее по отношению к земле станет равным нулю, а напряжение остальных фаз по отношению к земле станет равным линейному, т. е. увеличится в 3 раз.  Ток замыкания на землю будет небольшим,  поскольку вследствие изоляции нейтрали отсутствует замкнутый контур для его прохождения.  Ток замыкания на землю в системе с изолированной нейтралью будет небольшим и не вызовет аварийного отключения линии.  Таким образом, изоляция нейтрали источника питания обеспечивает надежность электроснабжения, так как не отражается на работе потребителей.

Однако в сетях с большими емкостными токами на землю (особенно в кабельных сетях) в месте  замыкания возникает перемежающаяся дуга, которая периодически гаснет и вновь зажигается, что наводит  в контуре с активными, индуктивными и емкостными элементами э.д.с, превышающие номинальные напряжения в 2,5...3 раза. Такие напряжения в системе при однофазном замыкании на землю недопустимы. Чтобы предотвратить возникновение перемежающихся дуг между нейтралью и землей включают индуктивную катушку с регулируемым сопротивлением.

Повышение напряжения по отношению к земле в неповрежденных фазах при наличии слабых мест в изоляции этих фаз может вызвать междуфазное короткое замыкание,. Кроме того, напряжение в неповрежденных фазах повышается в 3 раз, следовательно, требуется выполнять изоляцию всех фаз на линейное напряжение, что приводит к удорожанию машин и аппаратов. Поэтому, хотя и разрешается работа сети с изолированной нейтралью при замыкании фазы на землю, его требуется немедленно обнаружить и устранить.

Электрические сети с номинальным  напряжением 110 кВ и выше работают с  большими токами замыкания на землю (с эффективно заземленными нейтралями).

Для автономных передвижных установок  нейтраль выбирается изолированной.

Согласно "Правил устройств электроустановок" при питании стационарных электроприемников от автономных источников питания режим нейтрали источника питания и защитные меры должны соответствовать режиму нейтрали и защитным мерам, принятым в сетях стационарных электроприемников. Поэтому, для дизель-генераторов, используемых в качестве "резерва промышленной сети", нейтраль выбирается глухозаземленной.

10. Назначение местных электрических станций и подстанций промышленного предприятия

Вместе с тем в ряде случаев возникает необходимость  иметь местные электрические  станции в городе и сельском районе, а также ТЭЦ на промышленном предприятии. Их сооружение может оказаться необходимым, в частности, для повышения надежности электроснабжения, а также для  снабжения потребителя паром  и горячей водой. Местные электрические  станции, как правило, должны быть связаны  с основным источником питания - районной энергетической системой. 

Про назначение ПС промышленных предприятий написать про потребителей, питаемых ею, и всякую чушь на эту тему))

11. Основные показатели графиков электрических нагрузок

Графики электрических нагрузок позволяют правильно подойти к выбору основного оборудования подстанций — трансформаторов, компенсирующих устройств, кабелей и наметить наиболее экономичный режим их работы.

В условиях действующего предприятия  графики электрических нагрузок помогают выявить основные показатели электрических нагрузок, которые  необходимы для проектирования электроснабжения аналогичных производств.