ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Сибирский федеральный университет»

Больнов В.В.

Возовик В.П.

Егонский А.А.

Электрические станции и подстанции

Красноярск

2008

УДК 621.311.2/.4(075.8)

Рецензенты:

Больнов В.В.

Электрические станции и подстанции: конспект лекций / В.В. Больнов, В.П. Возовик, А.А. Егонский. — Красноярск: ИПЦ СФУ, 2008. - с.

Изложены вопросы производства электроэнергии на электростанциях различных типов, рассмотрены электрофизические процессы в проводниках и аппаратах описаны конструкции электрооборудования: синхронных генераторов, трансформаторов, коммутационной аппаратуры, силовых трансформаторов и автотрансформаторов, измерительных трансформаторов тока и напряжения, воздушных и кабельных линий электропередач. Рассмотрены главные схемы электрических соединений станций и подстанций, схемы собственных нужд, оперативный ток, схемы управления коммутационными аппаратами, заземление.

Предназначено для студентов направления 140000 — «Энергетика, энергетическое машиностроение и электротехника» (спец. 140204.65, 140203.65, 140205.65, 140211.65) всех форм обучения.

Оглавление

Оглавление 3

ВВЕДЕНИЕ 6

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ 8

ЛЕКЦИЯ 1 8

План 8

Таблица 1.1 9

Установленная мощность электростанций и выработка электроэнергии 9

Продолжение табл. 1.1 10

Продолжение табл. 1.2 13

Таблица 1.3 16

Рис. 1.2. Станция смешанного типа. 21

ЛЕКЦИЯ 2 23

Раздел 2 23

ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ 23

В ПРОВОДНИКАХ И АППАРАТАХ 23

Тема 2.1 (1 час) 23

План 23

Суточные графики нагрузки электростанций 23

Рис. 1.3. Годовой график продолжительности нагрузок. 24

Рис. 1.4. Способ построения годового графика продолжительности нагрузок. 25

. 29

Влияние колебаний напряжения на работу электрооборудования. 29

1. Применение оборудования с улучшенными характеристиками (снижение Q). 30

2. Подключение к мощной системе электроснабжения (увеличение S_кз). 30

3. Разнесение питания спокойной и резкопеременной нагрузок на разные трансформаторы или секции сборных шин. 30

4. Снижение сопротивления питающего участка сети. 30

Таблица 1.4 32

Рис. 1.6. Пример несимметрии напряжения. 33

Рис. 1.7. Импульс перенапряжения. 36

2.1.1. Физические процессы в электрической дуге 38

Раздел 2 39

ЛЕКЦИЯ 3 39

Тема 2.1 (2 часа) 39

Основы теории электрической дуги и способы ее гашения 39

План 39

2.1.2. Отключение цепей постоянного тока 40

2.1.2 Отключение цепей постоянного тока 40

Рис. 2.2. Примерный вид статической характеристики дуги 40

При плавном изменении тока с некоторой скоростью напряжение не успевает следовать за изменением тока в соответствии со статической характеристикой. При увеличении тока напряжение превышает значения, определяемые статической характеристикой, а при уменьшении тока напряжение меньше этих значений. Кривые при изменении тока с некоторой скоростью представляют собой динамические характеристики дуги. Положение этих характеристик по отношению к статической характеристике зависит от скорости изменения тока: чем медленнее происходит изменение тока, тем ближе расположена динамическая характеристика к статической, В рассматриваемых условиях дугового разряда может быть только одна статическая характеристика. Число динамических характеристик неограниченно. 41

2.1.3. Отключение цепей переменного тока 41

Рис.2.3. Изменение тока и напряжения при гашении дуги переменного тока в цепи 42

2.1.4. Основные способы гашения дуги 44

Способы гашения дуги в коммутационных аппаратах до 1000 В 44

U_д=U_к+U_а+U_сд=U_э+ U_сд . 44

U<n U_э, 44

U<(150—250) n. 45

Основные способы гашения дуги в аппаратах выше 1 кВ 46

U₁/U₂ = (C₁+C₂)/C₁ 47

ЛЕКЦИЯ 4 49

План 49

2.2.1. Нагрев проводников токами нормального режима 49

2.2.2. Тепловое действие тока. Определение I_{дл. доп}. 50

I_доп  I_утв  I_ном. 50

2.3.1. Термическое действие токов КЗ 51

Рис. 2.8. Кривые для определения температуры нагрева токоведущих частей при КЗ 53

При находим 54

Тогда конечная температура проводника будет равна 54

2.3.2. Электродинамическое действие токов КЗ 55

Соответственно этому при двухфазном КЗ () получаем 56