Токопроводы
Токопроводы предназначены для передачи больших токов (сотни и тысячи ампер) на небольшие расстояния. Они используются на промышленных предприятиях при напряжениях до 20 кВ включительно.
Токопроводы подразделяются на гибкие и жесткие, алюминиевые и медные, открытые и закрытые.
Гибкие токопроводы используются при напряжении выше 1 кВ и представляют собой видоизмененные воздушные линии, каждая фаза которых расщеплена на несколько проводов для уменьшения индуктивного сопротивления.
Жесткие токопроводы представляют собой жесткие токоведущие конструкции различных сечений. Они могут использоваться при напряжениях как ниже, так и выше 1000 В. Жесткие токопроводы ниже 1000 В широко распространены в цеховых сетях в связи с удобством выполнения ответвлений.
Описание лабораторного оборудования и порядок выполнения работы
В лаборатории электрических сетей представлены образцы кабелей и проводов воздушных линий различных марок и сечений, а также фрагменты воздушных линий напряжением до и выше 1000 В с линейной арматурой.
Ход работы: под руководством преподавателя ознакомиться с представленными в лаборатории образцами и оборудованием. Отчет по данной лабораторной работе не требуется.
Контрольные вопросы к защите
1. Перечислить основные конструктивные элементы воздушных линий.
2. Провода и тросы воздушных линий.
3. Назначение и виды опор.
4. Назначение и виды изоляторов.
5. Линейная арматура воздушных линий.
6. Перечислить конструктивные элементы силовых кабелей.
7. Назначение защитной оболочки.
8. Назначение брони и защитных покровов.
9. Назначение экранов и отдельных для каждой жилы свинцовых оболочек.
10. Изобразить типовое сечение трехжильного кабеля 6–10 кВ.
11. Масло- и газонаполненные кабели.
12. Маркировка силовых кабелей.
13. Токопроводы.
Рекомендуемая литература
1.1. Идельчик В.И. Электрические системы и сети: Учебник для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 592 с.
1.2. Электротехнический справочник: В 4 т. Т. 3. Производство, передача и распределение электрической энергии / Под общ. ред. профессоров МЭИ В.Г. Герасимова и др. – М.: Изд-во МЭИ, 2002. – 964 с.
1.3. Макаров Е.Ф. Справочник по электрическим сетям 0,4–35 кВ. Т. 1. – М.: Папирус Про, 1999. – 608 с.
1.4. Макаров Е.Ф. Справочник по электрическим сетям 0,4–35 кВ и
110–1150кВ. Т. 2. – М.: Папирус Про, 2003. – 640 с.
1.5. Макаров Е.Ф. Справочник по электрическим сетям 0,4–35 кВ и
110–1150кВ. Т. 3. – М.: Папирус Про, 2004. – 688 с.
Лабораторная работа №2 Расчет установившегося режима электрической сети
Цель работы: научиться составлять схемы замещения электрических сетей и определять их параметры, а также рассчитывать режимы сетей с помощью ЭВМ.
Теоретические положения
Под расчетом режима электрической сети понимается вычисление токов или мощностей в ветвях сети, а также напряжений в ее узлах. Расчету режима предшествует разработка схемы замещения электрической сети и определение ее параметров.
Рассматриваемые в лабораторной работе электрические сети включают в себя два типа элементов: линии и трансформаторы. Схемы замещения этих элементов представлены на рис. 2.1–2.5. Параметры схем замещения определяются по формулам, приведенным в курсе лекций и в методических указаниях к самостоятельной работе студентов. При этом проводимости трехобмоточных трансформаторов и автотрансформаторов рассчитываются так же, как для двухобмоточных трансформаторов.
Rл
Xл
Bл
Bл
Рис. 2.1. Схема замещения воздушной линии 110–330 кВ и кабельной линии 20 кВ и выше
Rл
Rл
Xл
Рис. 2.2. Схема замещения воздушной Рис. 2.3. Схема замещения кабельной
линии 35 кВ и ниже линии 10 кВ и ниже
Rт
Xт
kтр
Bт
Gт
Рис. 2.4. Схема замещения двух-обмоточного трансформатора
Rс
Xс
kтр,вс
Rв
Xв
Р
Rн
Xн
Gт
Bт
kтр,вн
Расчет режима производится на основе метода узловых напряжений. Уравнения узловых напряжений могут быть записаны в форме баланса токов и в форме баланса мощностей.
Пусть электрическая сеть содержит n узлов с неизвестными напряжениями. Тогда уравнение для i-го узла в форме баланса токов имеет вид
,
(2.1)
где
и
–
напряжения i-го
и j-го
узлов; Yii
– собственная проводимость
i-го
узла, равная сумме проводимостей ветвей,
сходящихся в этом узле; Yij
– взаимная проводимость
i-го
и j-го
узлов, равная сумме проводимостей
ветвей, непосредственно соединяющих
эти узлы (если таких ветвей нет, то
взаимная проводимость равна нулю);
–
задающий ток i-го
узла.
Система уравнений имеет порядок n и решается относительно неизвестных напряжений в узлах сети. Узлы, в которых заданы модуль и фаза напряжения, называются базисными. В случае одного базисного узла задающий ток определяется по формуле
,
(2.2)
где
Uб
–
напряжение базисного узла; Yiб
– взаимная проводимость
i-го
и базисного узлов;
–
сопряженный комплекс мощности нагрузки,
потребляемой в
i-м
узле;
–
сопряженный комплекс напряжения в
i-м
узле.
Уравнения в форме баланса мощностей получаются путем умножения каждого уравнения в форме баланса токов на сопряженный комплекс напряжения в узле, для которого записано это уравнение. Для i-го узла уравнение в форме баланса мощностей в случае одного базисного узла имеет вид
.
(2.3)
Как правило, для расчета режима используются уравнения в форме баланса мощностей. При этом каждое уравнение разделяется на действительную и мнимую части. Так, при разделении (2.3) получим следующие два уравнения:
,
(2.4)
,
(2.5)
где
и
– фазы напряжений i-го
и j-го
узлов;
;
;
;
;
;
;
Pi
и Qi
– активная и реактивная мощности,
потребляемые в i-м
узле.
Для некоторых узлов сети может быть задан модуль напряжения и генерируемая либо потребляемая активная мощность. Узлы такого типа называются балансирующими по реактивной мощности. Для каждого из них записывается только уравнение для активной мощности вида (2.4). При этом если активная мощность генерируется, то она должна вводиться со знаком «минус». Уравнения для реактивной мощности таких узлов не входят в систему.
Уравнения режима электрической сети в общем случае нелинейны. Основным нелинейным элементом является нагрузка. Более подробно об этом см. в курсе лекций.