1.2. Условные обозначения, система заземления нейтралей. Стандартная шкала мощностей и напряжений

В электрических схемах электроустановок приняты следующие буквенные и графические обозначения некоторых элементов при однолинейном изображении (табл. 1.2).

Выключатели (Q) предназначены для включения и отключения электрических присоединений в нормальном режиме, а также при коротких замыканиях (КЗ) с большими токами. Выключатели, предусмотренные в сборных шинах (СШ), называют секционными (QК). В распределительных устройствах (РУ) при нормальной работе они замкнуты, но должны автоматически размыкаться при КЗ.

Разъединители (QS) изолируют (отделяют) на время ремонта в целях безопасности электрические машины, трансформаторы, линии электропередач, аппараты и другие элементы от смежных частей, находящихся под напряжением. Они способны размыкать электрическую цепь только при отсутствии в ней тока или при весьма малом токе. Операции с разъединителями и выключателями должны выполняться в строго определенном порядке.

Разъединители размещают так, чтобы любой аппарат или часть РУ могли быть изолированы для безопасного доступа и ремонта. Необходимо также заземлить участок системы, подлежащей ремонту. Для этого у разъединителей предусматривают заземляющие ножи (QSG), с помощью которых изолированный участок может быть заземлен с двух сторон, т. е. соединен с заземляющим устройством. Заземляющие ножи снабжают отдельными приводами. Нормально заземляющие ножи отключены. Разъединители используют также для переключений с одной системы СШ на другую без разрыва тока в цепях.

Токоограничивающие реакторы (LR) представляют собой индуктивные сопротивления, предназначенные для ограничения тока КЗ в защищаемой зоне. В зависимости от места включения различают реакторы секционные и линейные.

Измерительные трансформаторы тока (ТА) предназначены для преобразования тока до значений, удобных для измерений.

Измерительные трансформаторы напряжения (TV) предназначены для напряжений, удобных для измерений.

В принципиальных схемах измерительные трансформаторы напряжения обычно не показывают.

Вентильные разрядники (FV), а также ограничители перенапряжений предназначены для защиты изоляции электрооборудования от атмосферных перенапряжений. Они должны быть установлены около трансформаторов или электроаппаратов в пределах станции, подстанции, РУ.

Примеры обозначений условных графических и буквенных кодов элементов электрических схем приведены в в табл.1.2.

Таблица 1.2

Условные обозначения

Наименование элемента схемы	Графическое обозначение	Буквенный код
А. Условные обозначения для схем первичных цепей
Машина электрическая. Общее обозначение Примечание. Внутри окружности допускается размещение квалифицирующих символов и дополнительной информации, при этом диаметр окружности, при необходимости, изменяют		G, M
Генератор переменного трёхфазного тока, например с обмоткой статора, соединённой в звезду с параллельными ветвями		G
Электродвигатель переменного тока		M
Генератор постоянного тока (возбудитель)		GE
Обмотка статора (каждой фазы) машины переменного тока		–
Обмотка возбуждения синхронного генератора		LG
Трансформатор (автотрансформатор) силовой. Общее обозначение Примечание. Внутри окружности допускается помещать квалифицирующие символы и дополнительную информацию. Допускается при этом увеличивать диаметр окружностей		T
Например, трансформатор и автотрансформатор с РПН с указанием группы соединений обмоток		T
Трансформатор силовой, трёхобмоточный		T
Аккумуляторная батарея		GB
Трансформатор напряжения		ТV
Трансформатор тока		TA
Сборные шины распределительных устройств высокого напряжения		К1 К2
Выключатель нагрузки		QW

Продолжение табл. 1.2

Наименование элемента схемы	Графическое обозначение	Буквенный код
Обходной выключатель	KB K1 K2	QВ
Предохранитель плавкий		F
Разрядник вентильный, магнитовентильный		FV
Выключатель автоматический в силовых цепях (автомат), в цепях управления		QF SF
Контакты контактора, магнитного пускателя		KM
Шиносоединительный выключатель	К1 К2	QK
Секционный выключатель		QK
Ограничитель перенапряжений		RU
Б. Условные обозначения для схем дистанционного управления, сигнализации, блокировок и измерений
Контакты коммутационных устройств:  замыкающие (а);  размыкающие (б)
Ключ управления со сложной схемой коммутации		SA
Тиристор		VS
Транзистор		VT
Диод, стабилитрон		VD
Выключатель кнопочный:  с замыкающим контактом (а);  с размыкающим контактом (б)		SB SBC SBT

Продолжение табл. 1.2

Наименование элемента схемы	Графическое обозначение	Буквенный код
Выключатель кнопочный:  с замыкающим контактом (а);  с размыкающим контактом (б)		SB SBC SBT
Устройства электромеханические с электромагнитным приводом:  электромагнит включения;  электромагнит отключения		YA YAC YAT
Обмотки реле, контакторов, магнитных пускателей в схемах управления:  реле тока;  реле напряжения;  реле времени;  реле промежуточное;  реле блокировки от многократных включений;  реле команды;  реле контроля давления;  реле положения;  реле фиксации команды		K KA KV KT KL KBS KC KSP KQ KQQ
Путевой выключатель:  замыкающий контакт (а);  размыкающий контакт (б)		SQ SQT SQC
Лампа сигнальная:  с зелёной линзой;  с красной линзой		HL HLG HLR
Приборы измерительные показывающие. Общее обозначение Примечание. Внутри общего обозначения могут быть вписаны поясняющие буквы: – амперметр A – вольтметр V – ваттметр W – варметр var – частотомер Hz – синхроноскоп T		P PA PV PW PVA PF PS
Приборы регистрирующие. Общее обозначение. Например:  амперметр регистрирующий;  вольтметр регистрирующий;  осциллограф		PSA PSV PO

Генераторы, трансформаторы и другие элементы электрических систем имеют нейтрали, режим работы которых (способ рабочего заземления), влияет на технико-экономические параметры и характеристики электрических сетей (уровень изоляции, требования к средствам его защиты от перенапряжений и других анормальных режимов, надежность, капиталовложения и т.п.).

Электрические сети в зависимости от режима нейтрали условно можно разделить на четыре группы: сети незаземленные (с изолированной нейтралью) — 660, 1140 В и 3—35 кВ, сети резонансно заземленные (сети с компенсацией емкостных токов) — 3—35 кВ, сети эффективно-заземленные 110—220 кВ и сети глухозаземленные — 220, 380 В и 330—1150 кВ.

При небольших значениях емкостного тока однофазного замыкания на землю I_C (для генераторов менее 5 А, для сетей до 35 кВ менее 10 А) дуга не возникает, либо гаснет без повторных зажиганий и сопровождающих их перенапряжений. Треугольник междуфазных напряжений остается неизменным, поврежденное оборудование и участки сети остаются в работе в течение нескольких часов, необходимых для отыскания и отключения места повреждения, электроснабжение потребителей не нарушается (положительный эффект). Напряжения неповрежденных фаз вырастают до междуфазного, что требует дополнительных расходов на изоляцию (отрицательный эффект). В целом, учитывая невысокий класс напряжения, имеем положительный экономический эффект.

Если ток однофазного замыкания на землю превышает указанные значения, дуга носит перемежающийся характер (неоднократные повторные зажигания дуги), сопровождается значительными перенапряжениями и возможностью перехода однофазного замыкания в многофазное. Компенсация емкостного тока на землю осуществляется с помощью регулируемых или нерегулируемых дугогосящих реакторов (резисторов), включаемых в нейтрали генераторов или трансформаторов. Если дуга не возникает, то замедляется процесс разрушения изоляции.

В электрических сетях с эффективно-заземлёнными нейтралями для выполнения желательного по условиям работы электрических аппаратов соотношения токов однофазного и трёхфазного короткого замыкания I_k⁽¹⁾ ≤ I_k⁽³⁾ у части трансформаторов разземляют нейтрали либо в нейтрали некоторых трансформаторов включают специальные активные, реактивные, комплексные или нелинейные сопротивления. Однофазные короткие замыкания отключаются быстродействующими защитами и выключателями. Воздействие перенапряжений кратковременно. Снижаются коммутационные перенапряжения. Напряжения при однофазном коротком замыкании не превышают 1,4 нормального фазного напряжения или 0,8 линейного. Перечисленные факторы позволяют снизить расходы на изоляцию. Что даёт положительный экономический эффект.

В сетях 330 кВ и выше разземление нейтралей трансформаторов не допускается.

Согласно ГОСТ 724-74 и ГОСТ 21128-83 установлена шкала номинальных напряжений электрических сетей постоянного и переменного (50 Гц) тока: постоянный ток до 1000 В — 12, 24, 36, 48, 60, 110, 220, 440 В; трехфазный ток до 1000 В (междуфазное напряжение) — 12, 24, 36, 42, 220/127, 380/220, 600/380 В, более 1000 В — (3), 6, 10, 20, 35, 110, (150), 220, 330, 500, 750, 1150 кВ. Для турбогенераторов по ГОСТ 533-85 номинальные напряжения кВ — 3,15, 6,3, 10,5, 15,75, 18, 20, 24 кВ, номинальная мощность МВт — 2,5, 4, 6, 12, 32, 63, 110, 160, 220, 320, 500, 800, 1000, 1200 МВт.

Номинальные параметры электрооборудования — это параметры, определяющие свойства электрооборудования: U_н, I_н и многие другие. Их назначают заводы-изготовители. Они указываются в каталогах и справочниках, на щитках оборудования.

Номинальное напряжение — это базисное напряжение из стандартизированного ряда напряжений, определяющих уровень изоляции сети и электрооборудования. Действительные напряжения в различных точках системы могут несколько отличаются от номинального, однако они не должны превышать наибольшие рабочие напряжения, установленные для продолжительной работы.

Номинальным напряжением генераторов, трансформаторов, сетей и приемников электроэнергии (электродвигателей, ламп и др.) называются то напряжение, при котором они предназначены для нормальной работы.

Таблица 1.3

Стандартные напряжения трёхфазного тока

Установки до 1000 В
Сети и приемники электрической энергии, В							220			380			660
Установки свыше 1000 В
Сети и приемники электрической энергии, кВ	3	6	10	20	35	110		150	330		500	750		1150
Наибольшее рабочее напряжение, кВ	3,6	7,2	12	24	40,5	126		172	363		525	787		1150

Номинальные напряжения для генераторов, синхронных компенсаторов, вторичных обмоток силовых трансформаторов приняты на 5—10% выше номинальных напряжений соответствующих сетей, чем учитываются потери напряжения при протекании тока по линиям.

Двухполюсные турбогенераторы поставляются мощностью 2,5; 4; 6; 12; 32; 63; 120; 160; 220 (200); 300; 500; 800; 1200 МВт.