1. Трансформа́тор-  Статическон эл.магнитное устройство, предназначенное для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения той же частоты.. Передача електроенергії відбувається з меншими втратами при високій напрузі й малій силі струму.

Распределительные трансформаторы - трансформаторы небольшой, сравнительно, мощности для понижения среднего напряжения до величины, требующейся для питания распределительной сети. Распределительные трансформаторы имеют несколько ответвлений первичной обмотки, которые могут переключаться только при отключении трансформатора от сети. Такое использование ответвлений носит название переключения без возбуждения, или сокращенно ПБВ. Распределительные трансформаторы с высшим напряжением б - 10 кВ обычно не снабжаются устройством РПН, так как это связано с значительным увеличением их стоимости. В связи с этим режим напряжений на шинах вторичного напряжения РТ зависит от режима напряжений в ЦП, от потери напряжения в распределительной сети 6 - 10 кВ и коэффициента трансформации РТ. 

Тр-р может повышать напряжение (повышающий тр-р), понижать (понижающий) или передавать энергию при том же напряжении, при котором ее получил.Тр-ры обладают высоким КПД от 97% при небольших мощностях, свыше 99% при больших.Они меют прочную конструкцию и относительно низкую стоимость на единицу передаваемой мощности.

2. Гидроэлектростанции 23% электроэнергии выробатывают ГЭС они приобразуют кинетическую энергию падающей воды в механическую энергию вращения турбины, а турбина переводит во вращение мощности генератора тока .

Положительные стороны использования ГЭС :1)Отсутствие выбросов продуктов горения в воздух; 2) Относительная дешевизна получения энергии.

Отрицательные стороны ГЭС: 1)затопление земель и изъятие их из хозяйственного оборота; 2)Снижение скорости течения рек, замедление водообмена и самоочищения;

3)Изменение микроклимата окружающей территории, подтопление берегов, развитие оползневых процессов.

Тепловые электростанции Преобразование энергии топлива в электричество. Уголь, газ, мазута. Горючее основные виды топлива, которые используются на ТЭС. Твердое топливо освобождается от ненужных примесей и размалывается в мелкий порошок, который по специальных трубопроводах податься в парогенератор. Поступающий в турбину пар доводят до 600 градусов и давление до 300 атн. Тепло выделяемое при сгорании топлива используют для испарения воды и нагревания образуемого при этом пара, который поступает в паровую турбину. Вал, который прочно связан с ротором индуцирующего генератора. КПД ТЭС достигают 60-70 %.

3. Атомные электростанции На атомных электростанциях электроэнергия вырабатывается, так же как и на обычных ТЭС. Сжигающее ископаемое топливо по средствам электромашинных генераторов приводимых во вращение паровыми турбинами. Но пар здесь получается за счет деления изотопов урана или плутония в ходи управляемой цепной реакции протекающей в ядерном реакторе. Теплоноситель, циркулирующий через охлаждающий тракт активной зоны реактора отводит выделяющеюся теплоту реакции и непосредственно либо через теплообменники использует для получения пара, который податься на турбины. Уникальность ядерной промышленности состоит в том что она является единственной среде энерго производящих отраслей взявши на себя полную ответственность за все свои отходы и несет все связанные с этим расходы.

Ветровые электростанции относятся к альтернативным источникам энергии .Ветроэнергетика - развевающееся альтернативное направление. За последние 10 лет мощность энергетических турбин возросла с 75 до 600 кВт, а их надежность на 99%.Возникают вопросы хранения и подстраховки роботы.Так как ветер не всегда есть когда это необходимо и требуются определенные средства для хранения энергии или обеспечения замещающих мощностей на период безветрия.

4. Солнечные электростанции Солнечная энергия преобразуется непосредственно в электроэнергию полупроводниковыми элементами генераторами тока, но капитальные затраты на эти преобразователи и их установку таковы что стоимость установленной мощности оказывается в несколько раз выше чем на тепловых электростанциях. Существует ряд крупнейших действующих голевых электростанций. Самая мощная из них мощностью 1 мегаватт находиться в Лос-Анжелесе . Коэффициент преобразования составляет 12- 15% . Солнечную радиацию можно так же использовать для выработки электрической энергии концентрирую солнечные лучи при помощи большой системы зеркал управляемой компьютером на парогенераторе установленным в ее центре на башне. В гилиоэлектростанции в США вырабатывается около 6,5 мил кВт в год. Для произведения электроэнергии солнечная энергия имеет ограниченный потенциал, потому что она слишком рассеяна и слишком прерывиста. Ее доступ прерывается ночью и в случае облачности. Что означает, что солнечные электропроизводители мощности могут быть задействованы лишь на 15%. Интенсивность поступающего излучения мала и конвертирование его в энергию сравнительно большой мощности малоэффективна, составляет 12-16 %.

Приливные электростанции В настоящее время действуют 10 приливных электростанций. Энергия приливных электростанций прерывиста в суточном и неравномерна в годовом периоде. Но ее величина не изменима в течении месяца. А это гарантия того что она может использоваться в электрической системе бесконечно длительный срок.

Геотермальные электростанции Это электростанции которые используют энергию поддельного пара.

5. Электрооборудование подстанций Подстанция- это электрическая установка предназначенная для приема, преобразования и распределения электрической энергии . Состоящая из: трансформатора, устройства управления, распределительного и вспомогательных устройств.

Устройство трансформатора В магнитной системе трансформатора проходит магнитный поток, отсюда название «магнитопровод». Магнитопровод и его конструктивные детали составляют основу конструктивного трансформатора. На основе установлена обмотки и крепят проводники, соединяющие обмотки с выводами. Магнитопровод выполняют из отдельных листов электротехнической стали, изолированных друг от друга лаковой пленкой с толщеной слоя 0,01 мм, которая создает надежную изоляцию между листами, обеспечивает хорошие охлаждение магнитопровода и не повреждается при сборке трансформатора.

6. Принцип работы тр-ра. Обмотка и изоляция Когда по одной из обмоток тр-ра проходит эл. ток, в ней возникает магнитное поле. Магнитная индукция этого поля пронизывает проводники другой обмотки и наводит в ней напряжение, величина которого пропорциональна числу витков: ,

где f – частота переменного тока, w-число витков обмотки, Ф- магнитный поток.

Мощный тр-р высокого напряжения представляет собой сложное устройство, состоящее из большого числа конструктивных элементов, основными из которых являются: магнитная система (магнитопровод), обмотки, изоляция, выводы, обмотки, бак, охлаждающие устройства, устройство регулирования напряжения, защитные и измерительные устройства.

Обмотки тр-ра Каждая фаза тр-ра состоит их 2х или 3х изолированных друг от друга обмоток. Обмотки расположены на стержнях магнитопровода. Для проводников обмоток используется медь, которая имеет малое сопротивление и высокую механическую прочность. Изоляция обмотки должна выдерживать коммутационные и атмосферные перенапряжения. Обмотки должны электродинамические усилия, котоые появляютя при протекании токов к.з. При прохождении по обмоткам эл.тока они нагреваются, поэтому тр-р должен иметь надежную систему охлаждения, чтобы не возникал недопустимый перегрев изоляции.

Изоляция является ответственной частью, т.к. надежность работы тр-ра определяется в основном надежностью его изоляции. В масляных тр-рах основной изоляцией является масло в сочетании с твердым диэлектриком: специально обработанной бумагой и эл.картоном. В сухих тр-ра широко применяются новые виды изолирующих материалов повышенной нагревостойкости на основе кремнеорганических материалов. Активную часть тр-ра вместе с отводами и переключающими устройствами для регулирования напряжения, помещают в бак. Основные части бака- стенки, дно и крышку используют для установки вводов, крепления расширителя, термометров и др. деталей. На стенке бака закрепляют охладительные устройства – радиаторы.

7. Розширювач трансформатораПредставляет собой цилиндрический сосуд, соединенный с баком трубопроводом и служащий для уменьшения площади соприкосновения масла с воздхом. Бак тр-ра полностью залит маслом, изменение объема масла при нагреве и охлаждении пиводит к колебанию уровня масла в расширителе. При этом воздух вытесняется из расширителя или поступает в него. Масло очень гигроскопичнои если расширитель непосредственно связан с атмосферой, то влага из воздуха поступает в масло, резко снижая его изоляционные свойства. Для преотвращения этого расшритель связан с окружающей средой чрез селикагеливый воздухоосушитель. Селикогель поглощает влагу из всасываемого воздуха. К баку тр-ра крепят термосифонный фильтр, заполненный селикогелем, поглощающий продукты окисления масла. При циркуляции масла через фильтр происходит непрерывная регенерация масла. Для контроля за работой тр-ра предусматривается контролько измерительные и защитные устройства. К контрольным устройствам относятся маслоуказатель и термометры. Маслоуказатель устанавливается на расширителе, термометр- на крышке бака. К защитным устройствам относятся реле понижения уровня масла и газовое реле, срабатывающее и подающее сигнал обслуживающему персоналу.

8. Основны параметри трансформатора Трансформа́тор — это статическое электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанных обмоток на каком-либо магнитопроводе и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем (напряжений) переменного тока в одну или несколько других систем (напряжений), без изменения частоты это номинальная мощность, напряжение, ток, напряжение к.з., ток к.з., ток хол.хода и к.з. Номинальная мощность тр-ра – значение полной мощности, на которую непрерывно может быть нагружен тр-р в номинальных условиях, место установки и охлаждающей среды при номинальных частоте и напряжения. Номинальный ток тр-ра – значение токов в обмотках, при которых допускается длительная нормальная работа тр-ра. Ном. ток любой обмотки определяется по ее ном. мощности и ном. напряжению. Напряжение короткого замыкания – напряжение, при подведении которого к одной из обмоток тр-ра при замкнутой накоротко другой обмотке в ней проходит ток, равный номинальному. Ток холостого хода- характеризует активные и реактивные потери в стали и зависит от магнитных свойств стали, конструкции и качества сборки магнитопровода и от магнитной индукции. Выражается в % от номинального тока тр-ра. Номинальное напряжение обмоток – напряжение первичной и вторичной отбмоток при холостом ходе тр-ра. Для 3х-фазного тр-ра – его линейное напряжение. Для 1-фазно тр-ра – напряжение, деленное на корень из трех. Коэффициент трансформации - отношение числа витков вторичной обмотки к числу витков первичной или отношение напряжения на вторичной обмотке к напряжению на первичной обмотке в режиме холостого хода без учета падения напряжения на трансформаторе.

9. потери хол. хода и к.з. Пример об означений Потери хол. хода состоят из потерь стали на перемагничивание и вихревые токи. Потери к.з. зависят от потерь в обмотках при протекании по ним токов нагрузки и добавочных потерь в обмотках и конструкциях тр-ра. Добавочные потери вызваны магнитными полями рассеивания, создающими вихревые токи в крайних витках обмотки и конструкциях тр-ра. Для их снижения обмотки выполняются многожильным транспонированным проводом, а стенки бака экранируются магнитными шунтами.

О – однофазный или Т- трехфазный

А – автотр-р

Р – тр-р с расщепленной обмоткой низкого напряжения

М – естественное масляное охлаждение

Д – принудительное воздушное охлаждение (дутье)

Ц – принудительная циркуляция масла и другое

Т – трехобмоточный тр-р

Н – наличие устройства регулирования напряжения под нагрузкой (РПН)

Г – газоупорное испонение

С – тр-р для собственных нужд эл.станции

Ж – для электрофикации железных дорог

Далее указывается номинальная мощность тр-ра, кВА и номинаьное напряжение обмотки высшего напряжения, кВ.

Например, ТРДЦН-63000/1100; ТМН-2500/35; ТДЦ-125000/330

10. Назначение и устройство измерит. Тр-ра тока.

Тр-р тока имеет замкнутый магнитопровод 2 и две обмотки: певичную 1 и вторичную 3. Первичную обмотку включают последовательно в цепь измеряемого I₁ тока. Ко вторичной обмотке присоединяются измерительные приборы, обтекаемые током I₂ . Тр-р тока предназначен для уменьшения первичного тока до значений, приемлемых для подключаемых измерительных приборов и реле, а также для отделения цепей измерения и защиты от первичных цепей высокого напряжения.Тр-ры тока характеризуются номинальным коэф. трансформации: K_i=I_1ном /I_2ном где I_1ном , I_2ном - номинальніе значения первинного и вторичного тока.Значения номинального вторичного тока чаще всего принимается равным 5А или 10А.Коэф. трансформации трансформаторного тока не является строго постоянной величиной и может отличаться от номинального значения из-за погрешности, обусловленной наличием тока на намагничивание. Токовая погрешность определяется по выражению:

Погрешность трансформатора тока зависит от его конструктивных особенностей: сечения и магнитной проницаемости материала магнитопровода, средней длины магнитного пути, значения . В зависимости от предъявляемых требований выпускаются тр-ры тока с классом точности: 0,2; 0,5; 1; 3; 10. Погрешность тр-ра тока зависит от вторичной нагрузки (сопротивления приборов, проводов, контактов) и от кратности первичного тока по отношению к номинальному. Токовые цепи измерительных приборов и реле имеют малое сопротивление, поэтому тр-р тока номинально работает в режиме, близком к режиму к.з. Если разомкнуть вторичную обмотку, магнитный поток в магнитопроводе резко возрастет, т.к. он будет определятся только МДС первичной обмотке. В этом режиме магнитопровод может нагреется до недопустимой температуры, а на вторичной (разомкнутой) обмотке появится высокое напряжение, достигающее с некоторых слечаях десятков кВ. Поэтому не разрешается размыкать вторичную обмотку тр-ра тока при протекании тока в первичной обмотке.

11. Назначение и устройство измерит. Тр-ра напряжения. Конструкция

1 – первичная обмотка, 2- магнитопровод, 3- вторичная обмотка.

Предназначены для понижения высокого напряжения до стандартного значения U₂=100В или 100/ В, удобного для измерений и для отделения цепей измерения и релейной защиты от первичных цепей высокого напряжения.Первичная обмотка тр-ра напряжения включена на напряжение сети U₁, а по вторичной обмотке напряжением U₂ присоединяются параллельно катушки измерительных приборов и реле. Тр-р напряжения в отличии от тр-ра тока работает в режиме близком к хол. ходу, т.к. сопротивление параллельных катушек приборов и реле большое, а ток, потребляемый ими невелик.Номинальный коэф. трансформации: К_ном= U_1ном/ U_2ном где U_1ном , U_2ном – номинальное первичное и вторичное напряжение.Рассеивание магнитного потока и потери в сердечнике приводят к погрешности измерения: В зависимости от номинальной погрешности различают классы точности 0,2; 0,5; 1; 3.

Конструктивные особенности. Тр-р напряжения с масляной изоляцией применяется на напряжения 6 – 1150 кВ в закрытых и открытых распределительных устройствах. В этих тр-рах масло служит для изоляции и охлаждения обмоток и магнитопровода. Погрешность зависит от конструкции магнитопровода, магнитной проницаемости стали и вторичной нагрузки. По конструкции различают: сухие, масляные и с литой изоляцией. Обмотки сухих тр-ров выполняют проводом ПЭЛ, а изоляцией между обмотками служит электрокартон. Применяются в установках до 1000 В. (НОС-0,4 – тр-р напряжения однофазный, сухой, на 0,4 кВ) Тр-ры напряжения с литой изоляцией могут быть 6, 10 ,15, 20, 24 кВ по номинальному напряжению. Они пожаробезопасны, имеют небольшую массу.

12. Назначение и устройство выключателей Выключатели – коммутационные аппараты, предназначенные для включения и отключения эл. цепей. Они основные аппараты в эл. установках. Выполняемая ими операция – отключение токов к.з. Выключатель должен не только отключать поврежденную цепь, но и включать ее повторно, и если замыкание не устранено – снова отключать – это называется автоматическим повторным включением. При разрыве цепи контакты выключателя размыкаются и возникает эл. дуга, которая должна гасится в специальных устройствах – дугогасительных камерах.В дугогасительных устройствах выключатели используют разные принципы гашения дуги: охлаждение дуги посредством перемещения ее в окружающей среде, обдувание дуги воздухом или холодным неионизированным газом, распределение дуги на несколько параллельных дуг малого сечения,дробление и соприкосновение дуги с твердым диэлектриком, создание высокого давления в дуговом промежутке и др.Главное чтоб время гашения дуги было минимальным. Управление выключателем, т.е. его включение и отключение, може производится вручную или дистанционно, или автоматически. Механизм для включения и отключения называется привод. Это отдельный аппарат – эл. магнитный, пружинный, грузовой или пневматический, соединенный с приводным валом выключателя.

13. Масляный выключатель В масляном выключателе дугогасительной средой является трансформаторное масло. Бывают много и малообъемные.В выключателях с большим объемом масла, трансформаторное масло используется для гашения дуги и изоляции токоведущих частей.Эти выключатели применяются на напряжение 35 кВ и выше с номинальными токами 630 – 2000 А. Многообъемные выключатели используются для наружной установки. В малообъемных масляный выключателях трансформаторное масло используется только как средство гашения дуги. Баки под напряжением, изолированные от заземленных частей наружной изоляции U=10(6) - 35 кВ.