Регулирование напряжения в энергосистеме. Особенности различных КУ как устройств для регулирования напряжения.

Регулирование напряжения в энергосистеме. Особенности различных КУ как устройств для регулирования напряжения.

КУ могут генерировать или потреблять реактивную мощность Q_Ky, компенсируя ее дефицит или избыток в электрической сети, уменьшать или увеличивать индуктивное сопротивление.

При включении КУ, изменяется передаваемая по участкам сети реактивная мощность и потери напряжения

создаются возможности регулирования напряжения в узлах сети и на зажимах электропотребителей:

 

Реактивная мощность, передаваемая от электростанции загружает все элементы электрической сети, уменьшая возможность передачи активной мощности.

 

(а – дефицит, б- избыток)

 

Конденсаторная батарея (КБ) —источником реактивной мощности.

 

С помощью КБ покрывается часть потребности нагрузки узла в реактивной мощности, уменьшается реактивная мощность, потребляемая узлом из сети, до

В нерегулируемой КБ число включенных конденсаторов неизменно. В регулируемой изменяется в зависимости от режима работы электрической сети автоматически или вручную.

Продольно емкостная компенсация. Для уменьшения индуктивного сопротивления ВЛ применяются конденсаторы последовательного включения.

Линии уменьшаются потери напряжения

Шунтирующий реактор (поперечного включения) — это статическое электромагнитное устройство, применяемое в ЭЭС для регулирования реактивной мощности, напряжения и компенсации емкостных токов на землю.

Шунтирующие реакторы изготавливаются на напряжения 35—750 кВ

,

Синхронный компенсатор (СК) — синхронная явно-полюсная вращающаяся машина, работающая в режиме ХХ. СК устанавливают на крупных ПС для генерирования и потребления реактивной мощности. стабилизировать напряжение в точке подключения СК можно в пределах:

 

Достоинство это возможность плавно увеличивать выработку реактивной мощности и стабилизировать или повысить напряжение при его снижении в часы максимума нагрузки или при аварии.

Статические тиристорные компенсаторы (СТК) — это КУ, предназначенные для выдачи и потребления реактивной мощности. Это емкости, индуктивности. СТК обладают быстродействием и осуществляют плавное регулирование реактивной мощности во всем диапазоне от генерируемой мощности до потребляемой индуктивностью.

 

3. классификация потребителей электрической энергии по категориям надежности электроснабжения, требования к электроснабжению потребителей

Приемником электрической энергии называется аппарат, агрегат, механизм, предназначенный для преобразования электрической энергии в другой вид энергии для ее использования.

Потребителем электрической энергии называется электроприемник или группа электроприемников, объединенных технологическим процессом и размещающихся на определенной территории.

Способы пуска АДсКЗР

Принцип действия

Крестиком обозначены ЭДС, направленные от нас, точками - ЭДС, направленные к нам. Соединим проводники между собой так, чтобы ЭДС в них складывались.

Два проводника, соединенные последовательно, образуют один виток или одну катушку. ЭДС проводников, расположенных в зоне одного полюса, различны по величине. Наибольшая ЭДС индуктируется в проводнике, расположенном под срединой полюса, ЭДС, равная нулю, - в проводнике, расположенном на линии геометрической нейтрали.

Если соединить все проводники последовательно, то результирующая ЭДС якорной обмотки равна нулю, ток в обмотке отсутствует. Контактные щетки делят якорную обмотку на две параллельные ветви. В верхней индуктируется ЭДС одного направления, в нижней параллельной ветви - противоположного направления. ЭДС, снимаемая контактными щетками, равна сумме электродвижущих сил проводников, расположенных между щетками.

схема замещения якорной обмотки.

В параллельных ветвях действуют одинаковые ЭДС, направленные встречно друг другу. При подключении к якорной обмотке сопротивления в параллельных ветвях возникают одинаковые токи , через сопротивление R_H протекает ток I_Я. где С_е - константа.
В электрических машинах постоянного тока используется коллектор. Он устанавливается на одном валу с сердечником якоря и состоит из отдельных изолированных друг от друга и от вала якоря медных пластин. Каждая из пластин соединена с одним или несколькими проводниками якорной обмотки. На коллектор накладываются неподвижные контактные щетки. С помощью них вращающаяся якорная обмотка соединяется с сетью постоянного тока или с нагрузкой.

 

Коронирование

С учетом возможности появления короны провода должны удовлетворять:

где Eмакс – максимальная напряженность электрического поля у поверхности любого провода при среднем эксплуатационном напряжении; E0 – напряженность электрического поля, соответствующая появлению общей короны.

Значения Eмакс и E0 зависят от диаметра провода, а Eмакс связана с напряжением, подводимым к проводам. учет коронирования производят при выборе проводов линий напряжением 110 кВ и выше

С учетом механических свойств проводов их площади сечения должны удовлетворять условию

где F нм.мех – наименьшая допустимая площадь сечения по условию механической прочности.

Проверке на термическую стойкость подлежат проводники при протекании по ним токов короткого замыкания.

где T нб.кз – наибольшая температура нагревания за время короткого замыкания; T доп.кз – допустимая температура при коротком замыкании.

 

Главная схема электрических соединений электростанции — это совокупность основного электрооборудования, сборных шин, коммутационной и другой первичной аппаратуры со всеми выполненными между ними в натуре соединениями.

Выбор главной схемы является определяющим при проектировании электрической части подстанции, он определяет полный состав элементов и связей между ними. Главная схема является исходной при составлении принципиальных схем электрических соединений, схем собственных нужд, схем вторичных соединений.

На главной схеме изображаются в однолинейном исполнении при отключенном положении все элементы установки.

В условиях эксплуатации применяются упрощенные оперативные схемы, в которых указывается основное оборудование.

При проектировании до разработки главной схемы составляется структурная схема выдачи мощности. Они служат для разработки более подробных и полных принципиальных схем.

При выборе схем электроустановок должны учитываться:

значение и роль электростанции или подстанции для энергосистемы.

Надёжность

По Номинальному напряжении.

Номинальное напряжение автомата это напряжение на которое рассчитан сам автомат. Не зависимо от места установки напряжение автомата должно быть равным или большим номинальному напряжению сети :

По Отключающей способности

ток который автомат способен отключить должен быть больше тока короткого замыкания в точке установки аппарата: Номинальный ток отключения это наибольший ток к.з. который автомат способен отключить при номинальном напряжении.

проверяют на:

• электродинамическую стойкость:

• термическую стойкость:

 

49 билет

Типовые схемы электрических соединений на напряжение 110-220 кВ в РУ электростанций и подстанций. Работа схем в нормальном, ремонтном и аварийном режимах. Когда применяют схему с обходной системой шин?

Процессы при отключении цепи переменного тока выключателем. В какой момент происходит гашение дуги переменного тока? При каком условии она вновь не загорается? Способы гашения дуги в электрических аппаратах. Чем определяется тип и конструкция высоковольтного выключателя?

 

В цепях переменного тока ток в дуге каждый полупериод проходит через нуль в эти моменты дуга гаснет самопроизвольно, но в следующий полупериод она может возникнуть вновь.

В коммутационных аппаратах, принимаются искусственные меры охлаждения дугового пространства и уменьшения числа заряженных частиц. Эти процессы деионизации приводят к увеличению электрической прочности промежутка u _пр.

задача гашения дуги сводится к созданию таких условий, чтобы электрическая прочность промежутка между контактами u _пр была больше напряжения между ними u _в.

Гашение дуги в узких щелях.

Если дуга горит в узкой щели, то благодаря соприкосновению с холодными поверхностями происходит интенсивное охлаждение и диффузия заряженных частиц в окружающую среду. Это приводит к быстрой деионизации и гашению дуги.

Гашение дуги в масле.

Газовоздушное дутье.

Гашение дуги в вакууме.

Основное оборудование ПС.

ОРУ — находятся на открытом воздухе.

ЗРУ — находятся в закрытом помещении.

КРУ — состоят из шкафов, со встроенными в них компонентами.

Силовые выключатели —основные коммутационные компоненты, которые включают и выключают силовые цепи в различных режимах своей работы, ХХ, токовой нагрузки, КЗ, перегрузки и т.д.

Разъединители — это устройство для выполнения оперативных переключений в электрической схеме РУ и для создания видимого разрыва цепи. Разъединители состоят из конструкции подвижных и неподвижных контактов, закреплённых на изоляторах.

Плавкие предохранители —аналог обычным предохранителем с разницей в размерах и величине значения тока срабатывания. Происходит перегорание, при высоком значении силы тока.

Измерительные компоненты — это ТТ и ТН, задача которых измерять электрические величины и питать устройство РЗ. Коэффициент трансформации их таков, что при максимальных значениях измеряемых величин, выходной ток и напряжение не превышают 5 А и 100 В.

Разрядники и нелинейные ограничитель напряжений — основной их задачей является защита линии, от атмосферных и коммутационных перенапряжений.

Шины — предназначены для соединения между собой отдельных компонентов РУ. Выполняются из полосы алюминия или меди.

Заземляющие устройства — их роль заключается в соединении с землёй различных металлических частей оборудования.

Токоограничивающие и РУ — это КБ, реакторы, фазовращатели и пр. Их основная задача заключается в ограничении значений тока.

Системы защиты и автоматики — к ним относится автоматическая система управления, система технического и коммерческого учёта электроэнергии, система телемеханического управления и так далее.

Основное оборудование цехов

Чугунолитейный, модельный и кузнечный цехи. Эти цехи оснащаются оборудованием, необходимым для изготовления литых и кованых заготовок. Кузнечный цех должен иметь специализированные участки для цементации и нитрирования различных деталей и изготовления пружин.

Основное оборудование заготовительных цехов турбостроительного предприятия. В заготовительных цехах изготавливают все сварные конструкции. Создание цеха способствует повышению точности и качества подготовки листовых заготовок под сборку и сварку, и точности изготовления сварных конструкций.

Основное оборудование цехов металлургических предприятий. Производство крупных отливок деталей гидротурбин из углеродистых, низколегированных и нержавеющих сталей должно иметь: 1) сталеплавильные средства; 2) формовочные площади, имеющие специальные кессоны для формовки и заливки металлом формы таких заготовок; 3) средства для очистки отливок от земли и пригара — камеры для гидроочистки; 4) средства для отрезки прибылей, кислородной и газофлюсовой резки; 5) печи ямные и с выдвижным подом для высоко- и низкотемпературной термической обработки деталей.

52 билет

Типы выключателей.

Высоковольтные выключатели предназначены для коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах в сетях трехфазного переменного тока частотой 50 Гц с номинальным напряжением от 6 до 750 кВ включительно.

Конструкция выключателя определяется способом гашения дуги.Бывают:

1. Масляные выключатели — гашение дуги происходит в масле.

2. Воздушные выключатели — гашение дуги осуществляется сжатым воздухом, запасенным в резервуаре выключателя.

3. Автогазовые выключатели — гашение дуги осуществляется газами, которые выделяются из стенок камер под действием высокой температуры дуги.

4. Выключатели со сжатым элегазом. В качестве дугогасящей среды применяется элегаз. Он в 5 раз тяжелее воздуха, негорючий, инертный.

Дугогасящие свойства в 10 раз превосходят таковые для воздуха. Если элегаз не подвергается длительному воздействию короны, старение газа не происходит.

Достоинства элегазовых выключателей:

¾ устройство на ток отключения 40 кА при напряжении 220 кВ;

¾элегаз повышает нагрузку токоведущих частей;

¾ гашение дуги происходит в замкнутом объеме без выхлопа в атмосферу.

Недостатки:

высокие требования к качеству заполняющего элегаза; работоспособность выключателя зависит от температуры окружающей среды.

5. Электромагнитные выключатели — гашение дуги осуществляется при помощи магнитного дутья в различных камерах.

6. Вакуумные выключатели состоят из вакуумных дугогасительных камер, приводов с приводными механизмами и схем управления.

Принцип действия вакуумных дугогасительных камер основан на гашении электрической дуги в вакууме.

Преимущества: высокая износостойкость при коммутации номинальных токов и токов КЗ; снижение эксплуатационных затрат, простота эксплуатации; быстрое восстановление электрической прочности; чистота.

Недостатки: сложность вакуумного производства; большая стоимость по сравнению с масляными выключателями.

Метод узловых потенциалов

В качестве неизвестных принимаются потенциалы узлов, по найденным значениям которых с помощью закона Ома для участка цепи с источником ЭДС затем находят токи в ветвях. Число неизвестных потенциалов и число уравнений равно .

Пусть имеем схему с .

Допустим и известны. Тогда ток на основании закона Ома

по первому закону Кирхгофа для узла а:

и подставим значения входящих в него токов:

.

Сгруппировав:

.

 

Система уравнений по методу узловых потенциалов может быть составлена формальным путем. Существуют правила:

1. все члены , стоящие на главной диагонали в левой части системы уравнений, записываются со знаком “+”, а остальные – со знаком “-”.

2. В правой части i- гоуравнения записывается узловой ток , равный сумме произведений ЭДС ветвей, подходящих к i- му узлу, и проводимостей этих ветвей. При этом член суммы записывается со знаком “+”, если соответствующая ЭДС направлена к i- му узлу, в противном случае “-”. Если в подходящих к i- му узлу ветвях содержатся источники тока, то знаки токов источников токов, входящих в узловой ток простыми слагаемыми, определяются аналогично.

 

Характеризуется

- коэффициентом несимметрии напряжений по обратной последователь­ности при i-м наблюдении

- коэффициентом несимметрии напряжений по нулевой последовательно­сти при i-м наблюдении

Где U_2(1)i - действующее междуфазное значение напряжения обратной последовательности основной частоты трехфазной системы напряжений в i-м наблюдении;

U_0(1)i - действующее значение напряжения нулевой последовательности ос­новной частоты; U_ном — номинальное междуфазное напряжение.

 

60 билет

Электропривода

Для определения потерь электродвигателей приводов с постоянной нагрузкой (М_с = const):

где к₃ — коэффициент загрузки; Р_н — нагрузка на валу, кВт; Р_н._ном — номиналь­ная нагрузка, кВт; ∆Р_н.ном — номинальные активные потери, которые в интервале нагрузок от 0,5 Р_н до Р_нможно с достаточной степенью точности представить в виде зависимости от КПД двигателя η_ном при номинальной нагруз­ке:

Реакторы. где ∆Р_1ном —потери активной мощности, кВт, для одной фазы при номинальном токе реактора.

Регулирование напряжения в энергосистеме. Особенности различных КУ как устройств для регулирования напряжения.

КУ могут генерировать или потреблять реактивную мощность Q_Ky, компенсируя ее дефицит или избыток в электрической сети, уменьшать или увеличивать индуктивное сопротивление.

При включении КУ, изменяется передаваемая по участкам сети реактивная мощность и потери напряжения

создаются возможности регулирования напряжения в узлах сети и на зажимах электропотребителей:

 

Реактивная мощность, передаваемая от электростанции загружает все элементы электрической сети, уменьшая возможность передачи активной мощности.

 

(а – дефицит, б- избыток)

 

Конденсаторная батарея (КБ) —источником реактивной мощности.

 

С помощью КБ покрывается часть потребности нагрузки узла в реактивной мощности, уменьшается реактивная мощность, потребляемая узлом из сети, до

В нерегулируемой КБ число включенных конденсаторов неизменно. В регулируемой изменяется в зависимости от режима работы электрической сети автоматически или вручную.

Продольно емкостная компенсация. Для уменьшения индуктивного сопротивления ВЛ применяются конденсаторы последовательного включения.

Линии уменьшаются потери напряжения

Шунтирующий реактор (поперечного включения) — это статическое электромагнитное устройство, применяемое в ЭЭС для регулирования реактивной мощности, напряжения и компенсации емкостных токов на землю.

Шунтирующие реакторы изготавливаются на напряжения 35—750 кВ

,

Синхронный компенсатор (СК) — синхронная явно-полюсная вращающаяся машина, работающая в режиме ХХ. СК устанавливают на крупных ПС для генерирования и потребления реактивной мощности. стабилизировать напряжение в точке подключения СК можно в пределах:

 

Достоинство это возможность плавно увеличивать выработку реактивной мощности и стабилизировать или повысить напряжение при его снижении в часы максимума нагрузки или при аварии.

Статические тиристорные компенсаторы (СТК) — это КУ, предназначенные для выдачи и потребления реактивной мощности. Это емкости, индуктивности. СТК обладают быстродействием и осуществляют плавное регулирование реактивной мощности во всем диапазоне от генерируемой мощности до потребляемой индуктивностью.

 

3. классификация потребителей электрической энергии по категориям надежности электроснабжения, требования к электроснабжению потребителей

Приемником электрической энергии называется аппарат, агрегат, механизм, предназначенный для преобразования электрической энергии в другой вид энергии для ее использования.

Потребителем электрической энергии называется электроприемник или группа электроприемников, объединенных технологическим процессом и размещающихся на определенной территории.