- •1. Розвиток та сучасний стан електропостачальних систем
- •1.1. Відомості з історії розвитку електропостачання
- •1.2. Задача електропостачальних систем. Основні вимоги та визначення
- •1.3. Проблеми електропостачання
- •1.4. Структура та функційні складові сучасних електропостачальних систем
- •1.5. Джерела живлення електропостачальних систем підприємств
- •1.6. Особливості ліній електропередачі та підстанцій електропостачальних систем
- •1.7. Принципи аналізу електропостачальних систем
- •1.7.1. Особливості електричних розрахунків електропостачальних систем
- •1.7.2. Принципові, розрахункові та заступні схеми
- •1.7.3. Векторна діаграма та електричні розрахунки ділянки електричної мережі
- •2. Електричні навантаження
- •2.1. Споживачі та приймачі електричної енергії
- •2.2. Структура електроспоживання
- •2.3. Класифікація приймачів електричної енергії
- •2.4. Загальна характеристика приймачів електричної енергії
- •2.5. Графіки електричного навантаження
- •2.6. Величини та коефіцієнти, що характеризують графіки навантажень
- •2.7. Методи визначення розрахункових навантажень
- •2.7.1. Класифікація та загальна характеристика методів
- •2.7.3. Метод коефіцієнта попиту
- •2.7.4. Метод питомих витрат електроенергії
- •2.7.5. Метод питомого навантаження
- •2.7.6. Метод упорядкованих діаграм
- •2.7.7. Статистичний метод
- •2.8. Послідовність визначення розрахункових навантажень
- •2.9. Визначення пікових навантажень
- •3. Реактивна потужність в електропостачальних системах
- •3.1. Поняття реактивної потужності
- •3.2. Споживання та генерування реактивної потужності
- •3.3. Реактивна потужність в електричній мережі
- •3.4. Негативні явища, пов’язані з передачею реактивної потужності
- •3.5. Заходи щодо зменшення споживання реактивної потужності
- •3.6. Класифікація компенсувальних пристроїв
- •3.6.1. Синхронні компенсатори та синхронні двигуни
- •3.6.2. Шунтові конденсаторні батареї та реактори
- •3.7. Статичні компенсатори прямого регулювання
- •3.7.1. Регулювання зміною опору
- •3.7.2. Регулювання зміною струму
- •3.7.3. Регулювання зміною напруги
- •3.7.4. Регулювання зміною частоти
- •3.8. Статичні компенсатори непрямого регулювання
- •3.8.1. Статичні компенсатори з реакторами, керованими вентилями
- •3.8.2. Статичні компенсатори з керованими реакторами
- •3.8.3. Статичні компенсатори з параметричним регулюванням
- •3.8.4. Комбіновані статичні компенсатори
- •3.9. Розподіл компенсувальних пристроїв в мережах
- •3.9.1. Розподіл конденсаторів в радіальній мережі
- •3.9.2. Розподіл конденсаторів в магістральній мережі
- •3.9.3. Розподіл конденсаторів в мережі двох напруг
- •3.9.4. Використання синхронних двигунів для компенсації реактивної потужності
- •3.9.5. Оптимізація місця приєднання конденсаторної батареї до струмопроводу з рівномірно розподіленим навантаженням
- •3.9.6. Баланс реактивної потужності та забезпечення вимог постачальної системи в різних режимах
- •3.10. Схеми та обладнання конденсаторних установок
- •3.10.1. Схеми та обладнання конденсаторних установок нн
- •3.10.2. Схеми та обладнання конденсаторних установок напругою 6(10) кВ
- •3.10.3. Розряд конденсаторних установок
- •3.11. Плата за реактивну потужність
- •4 Якість електричної енергії в електропостачальних системах
- •4.1. Загальні засади
- •4.3.2. Коливання напруги
- •- Розмахом зміни напруги, - дозою флікера.
- •4.3.3. Несинусоїдність напруги
- •4.3.7. Імпульс напруги
- •4.3.8. Тимчасова перенапруга
- •4.4. Способи розрахунку та методики визначення показників якості електроенергії
- •4.4.1. Розрахунок відхилень напруги
- •Визначати u1(1) і методом симетричних складових;
- •Визначати u1(1) і за наближеною формулою
- •4.4.2. Розрахунок коливань напруги
- •4.4.3. Розрахунок несинусоїдності напруги
- •4.4.4. Розрахунок несиметрії напруг
- •Розраховувати u2(1)і за методом симетричних складових;
- •Розраховувати u2(1)і за наближеною формулою
- •4.4.5. Розрахунок відхилення частоти
- •4.4.7. Розрахунок імпульсів напруги
- •Електроприймачі, на роботу яких зміна частоти практично не впливає. До них відносяться освітлення, значна частина електротермічного обладнання, електролізні і електрозварювальні установки тощо.
- •Споживачі, продуктивність механізмів яких змінюється пропорційно другого, третього і більш високого ступеню частоти: вентилятори, відцентрові помпи, турбокомпресори тощо.
- •4.6. Нормалізація та регулювання показників якості електроенергії
- •4.6.1. Регулювання частоти
- •4.6.2. Регулювання напруги
- •4.6.3. Зменшення коливань напруги
- •4.6.4. Зменшення рівня вищих гармонік
- •4.6.5. Симетрування навантажень
- •5. Схеми та обладнання електропостачальних мереж напругою понад 1000 в
- •5.1. Класифікація мереж електропостачальних систем.
- •5.2. Підстанції мереж електропостачальних систем
- •5.2.1. Головні понижувальні підстанції
- •5.2.2. Розподільні пункти
- •5.2.3. Цехові та розподільні підстанції
- •5.3. Схеми мереж зовнішнього електропостачання
- •5.3.1. Схеми мереж зовнішнього електропостачання промислових підприємств
- •5.3.2. Схеми мереж зовнішнього електропостачання електрифікованих залізниць
- •5.3.3. Схеми мереж зовнішнього електропостачання міст
- •5.3.4. Схеми зовнішнього електропостачання в сільський місцевості
- •5.4. Мережі внутрішнього розподілу електроенергії на напрузі більше 1000 в
- •5.4.1. Радіальні схеми розподільних мереж
- •5.4.2. Магістральні схеми розподільних мереж
- •5.4.3. Комплексні схеми розподільних мереж
- •6. Розподільні мережі напругою нижче 1000 в
- •6.1. Системи мереж низької напруги
- •6.2. Схеми та конструктивне виконання мереж нн
- •6.2.1. Класифікація
- •6.2.2. Схеми та конструкції мереж нн
- •6.2.3. Схеми первинних з’єднань систем вводу резерву
- •6.3. Комутаційні та захисні апарати нн
- •6.3.1. Вимикачі навантаження
- •6.3.2. Силові запобіжники
- •6.3.3. Автоматичні вимикачі
- •100 До 630 а та термічного й електронного розчіплювачів
- •6.3.4. Пристрої захисного вимкнення
- •6.3.5. Пристрої захисту від перенапруг
- •6.3.6. Магнітні пускачі та контактори
- •6.4. Обмеження струмів короткого замикання в мережах нн
- •6.5. Принципи вибору апаратів та струмопровідних частин нн
- •6.5.1. Вибір обладнання за умовами тривалого нормального режиму
- •6.5.2. Перевірка за умовами тимчасових режимів (післяаварійних)
- •6.5.3. Перевірка за умовами аварійних режимів
- •6.5.4. Перевірка перерізу провідників за умовами пуску
- •6.5.5. Вибір контакторів
- •6.5.6. Вибір запобіжників
- •6.6. Розподільні пристрої мереж низької напруги
- •7. Розрахунки мереж електропостачальних систем
- •7.1. Мета та особливості електричних розрахунків мереж електропостачальних систем
- •7.2. Принципи аналізу мереж за втратами напруги
- •7.3. Розрахунок втрат напруги та перерізів проводів в лініях постійного струму та двопровідних освітлювальних лініях змінного струму
- •7.4. Випадки розрахунку мереж напругою менше 1000 в
- •7.4.1. Розрахунок мереж без врахування індуктивних опорів
- •7.4.2. Розрахунок ліній з рівномірно розподіленим навантаженням
- •7.4.3. Розрахунок неповнофазних мереж нн
- •7.4.4. Особливості розрахунку трифазної мережі з рівномірно розподіленими однофазними навантаженнями
- •7.5. Аналіз трифазної мережі сн/нн з симетричним навантаженням за відхиленнями напруги
- •7.6.Визначення положення рпн трансформаторів
- •Список посилань
2.4. Загальна характеристика приймачів електричної енергії
За критеріями, що розглянуті вище, найбільш складну сукупність електроприймачів являє собою одна з них – електропривод. У сучасних електроприводах можуть використовуватись електричні машини як змінного, так і постійного струмів потужністю від часток вата до десятків мегават, які досить часто живлять від мережі через керовані перетворювачі. В залежності від характеру виробничих і загальнопромислових механізмів електропривод може працювати в тривалому, короткочасному, повторно-короткочасному або складніших, часто нерегулярних режимах. Пуск, реверс, динамічне гальмування, кидки навантаження та інші перехідні явища можуть супроводжуватися поштовхами струму в електропостачальних системах, що істотно ускладнює їх роботу.
Найрозповсюдженіший асинхронний електропривод характеризується суттєвим споживанням реактивної потужності. Пускові струми асинхронних короткозамкнених двигунів обумовлюють необхідність (для запобігання недопустимих коливань напруги) підвищення потужності джерела живлення і зменшення опору елементів електричних мереж. У зв‘язку з тим, що обертовий момент асинхронного двигуна пропорційний квадрату прикладеної напруги, то на режими роботи двигуна можуть суттєво впливати відхилення напруги мережі від номінальної.
Електропривод із синхронним двигуном відрізняється відносною постійністю навантаження, нечастими пусками і здатністю віддавати в мережу реактивну потужність. У зв‘язку з цим при виборі синхронного електропривода часто враховуються не тільки його електромеханічні характеристики, але і загальноенергетичні властивості.
Сучасний тиристорний електропривод постійного струму, який має регулювальну здатність в широких межах, є споживачем трифазного змінного струму. Такий привод, незважаючи на наявність в його складі відповідних фільтрів, може бути джерелом вищих гармонік. В той же час такий привод сам чутливий до спотворень напруги мережі, від якої він живиться. Тому забезпечення синусоїдності напруги в такій мережі має особливо важливе значення.
З електротехнологічних установок найбільші проблеми для мереж живлення викликають дугові сталеплавильні печі за рахунок своєї потужності (до десятків мегават), нелінійності, низького коефіцієнта потужності, обумовленого трансформаторами печі, поштовхів активної і реактивної потужності, відхилень від симетрії фазових навантажень. Кращими у цьому відношенні є дугові печі постійного струму, які живляться від потужних тиристорних випрямлячів, що увімкнені між пічними трансформатором і піччю. Особливі проблеми викликають однофазні дугові печі.
Інший вид електричних печей – печі опору є лінійними симетричними трифазними електроприймачами з високим коефіцієнтом потужності. Вони мають малу кратність пускового струму, нечутливі до коливань напруги та її форми, до короткочасних перерв живлення і тому не створюють суттєвих проблем при проектуванні їх електропостачання. Особливих проблем не викликають також індукційні і електронно-променеві печі, які живляться, як правило через напівпровідникові перетворювачі.
Аналогічні з електродуговими печами проблеми викликають і електрозварювальні установки змінного струму, особливо їх низький коефіцієнт потужності. В останній час розширюється застосування зварювання постійним струмом з живленням дуги зварювання через спеціальні випрямлячі. Це дозволяє не тільки підвищити якість зварювання і економити енергію за рахунок зменшення її втрат в регулювальному пристрої живлення, але і мати симетричне трифазне навантаження з високим коефіцієнтом потужності.
Різні електротехнологічні недугові установки постійного струму (електролізні установки тощо) живляться звичайно від індивідуальних (іноді досить потужних) випрямлячів і в інших відношеннях суттєвих проблем не створюють.
Електричне освітлення може викликати певні проблеми, які пов‘язані із застосуванням високоекономічних розрядних ламп замість ламп розжарення. Параметри цих ламп нелінійні і чутливі до короткочасної (навіть на долі секунди) перерви електропостачання. Запалювання ламп високого тиску після глибокого відхилення напруги живлення триває як мінімум декілька хвилин і супроводжується комутаційними перенапругами і тривалими струмами. Незважаючи на те, що доля електричного освітлення в промисловому електропостачанні мала, розв‘язання викликаних ним проблем вимагає певної уваги. Зараз такі лампи переводять на високочастотне живлення через індивідуальні перетворювачі частоти, що суттєво покращує не тільки світлотехнічні, але і енергетичні показники освітлювальних систем.
Ускладнення системи електропостачання ЕОМ та інших електронних пристроїв керування і обробки інформації пов’язано з необхідністю встановлення для їх живлення джерел гарантованого неперервного електропостачання або підвищення іншими засобами надійності електропостачання та якості електроенергії.
Під час проектування та експлуатації високоефективних систем електропостачання необхідно якомога повніше враховувати характеристики й особливості різних груп електроприймачів та споживачів.