2)Системы тока; номинальные и средние напряжения электроустановок. Область использования различных уровней напряжений в ээс.

Ответ: Различные мощность и удаленность приемников электроэнергии от ее источников обуславливают необходимость использования для выработки, передачи и распределения электроэнергии различные величины напряжений. Чем дальше находится потребитель от электрических генераторов и чем выше его мощность, тем целесообразнее передавать ему электроэнергию при более высоком напряжении. Обычно электроэнергия вырабатывается на одном напряжении, преобразуется в энергию более высокого напряжения, передается по электрическим системам к СЭС, где напряжение понижается до необходимого уровня. Такое преобразование наиболее просто и экономично осуществлять на переменном токе с помощью трансформаторов. В связи с этим во многих странах производство и распределение электроэнергии осуществляется по системе трехфазного переменного тока частотой 50 Гц. В ряде отраслей промышленности и транспорта наряду с системой трехфазного тока применяют систему постоянного (выпрямленного) тока (цветная металлургия, химическая промышленность, электрифицированный транспорт и т. д.). Одним из основных параметров любой электроустановки является ее номинальное напряжение, т. е. напряжение, при котором она предназначена для нормальной работы. В табл. 1.1 приведены принятые в нашей стране стандартные номинальные напряжения для стационарных электроустановок сильного тока напряжением выше

1000 В (ГОСТ 6962–75).

Для электроустановок постоянного (выпрямленного) и переменного тока напряжением до 1000 В приняты следующие номинальные напряжения, В: - постоянный ток – 110, 220, 440, 660, 750, 1000; - трехфазный переменный ток – 220/127, 380/220, 660/380. Напряжение 380/220 В (где 380 В – величина линейного напряжения, 220 В – величина фазного напряжения) широко применяют для питания силовой и осветительной нагрузок. Эти сети выполняют четырех- или пятипроводными с заземленной нейтралью, что обеспечивает автоматическое отключение поврежденной фазы при замыкании ее на землю и, следовательно, повышает безопасность обслуживания этих сетей. Напряжение 660/380 В используют для питания мощных нагрузок и мощных (до 400 кВт) электродвигателей. Напряжения 6, 10 кВ используют в промышленных, городских, сельскохозяйственных распределительных сетях, а также для питания двигателей мощностью от нескольких сотен до нескольких тысяч киловатт. На напряжении 11–28 кВ вырабатывают электроэнергию генераторы электростанций. Напряжения 35, 110, 220 кВ применяют в питающих и распределительных сетях, а также для питания мощных распределительных подстанций в городах и на крупных промышленных предприятиях, а напряжения 220, 330, 750 кВ – при выполнении межсистемных линий электропередачи и передаче электроэнергии от электростанций к крупным потребителям, удаленным на большие расстояния.

3)Причины возникновения и последствия переходных процессов в системах электроснабжения.

Ответ: Основной причиной возникновения наиболее тяжелых переходных процессов являются КЗ, которые, в свою очередь, являются результатом нарушения изоляции электрооборудования. Нарушения изоляции вызываются: - перенапряжениями (особенно в сетях с изолированными нейтралями); - прямыми ударами молнии; - старением изоляции; - механическими повреждениями изоляции, проездом под линиями негабаритных механизмов; - неудовлетворительным уходом за оборудованием, неквалифицированными действиями обслуживающего персонала. При осуществлении упрощенных схем соединений понижающих подстанций используют специальные аппараты – короткозамыкатели, которые создают преднамеренные КЗ с целью быстрых отключений возникших повреждений. Таким образом, наряду с КЗ случайного характера, в СЭС имеют место также преднамеренные КЗ, вызываемые действием короткозамыкателей. При возникновении КЗ в СЭС ее общее сопротивление уменьшается, что приводит к увеличению токов в ее ветвях по сравнению с токами нормального режима, а это вызывает снижение напряжения отдельных точек СЭС, которое особенно велико вблизи места КЗ. В зависимости от места возникновения и продолжительности повреждения последствия КЗ могут иметь местный характер или отражаться на всей СЭС. При большой удаленности КЗ величина тока КЗ может составлять лишь незначительную часть номинального тока питающих генераторов, и возникновение такого КЗ воспринимается ими как небольшое увеличение нагрузки. Следовательно, при рассматриваемых условиях опасные последствия КЗ проявляются лишь в ближайших к месту аварии частях СЭС. Ток КЗ обычно во много раз превышает номинальный ток ветви, где произошло КЗ. Поэтому и при кратковременном протекании тока КЗ он может вызвать нагрев токоведущих элементов и проводников выше допустимых значений. Токи КЗ вызывают между проводниками значительные механические усилия, которые особенно велики в начале процесса КЗ, когда ток достигает максимального значения. При недостаточной прочности проводников и их креплений могут иметь место разрушения механического характера. Внезапное глубокое снижение напряжения при КЗ отражается на работе потребителей. В первую очередь это касается двигателей, так как даже при кратковременном понижении напряжения на 30–40 % они могут остановиться (происходит опрокидывание двигателей). Опрокидывание двигателей тяжело отражается на работе промышленного предприятия, так как для восстановления нормального производственного процесса требуется длительное время, и неожиданная остановка двигателей вызывает аварии или брак продукции. При малой удаленности и достаточной длительности КЗ возможно выпадение из синхронизма параллельно работающих станций, т. е. нарушение нормальной работы всей ЭЭС, что является самым опасным последствием КЗ.

Возникающие при замыканиях на землю неуравновешенные системы токов способны создать магнитные потоки, достаточные для наведения в соседних цепях (линиях связи, трубопроводах) значительных ЭДС, опасных для обслуживающего персонала и аппаратуры этих цепей.

Таким образом, последствия КЗ следующие: - механические и термические повреждения электрооборудования, возгорания в электроустановках; - снижение уровня напряжения в сети, ведущее к уменьшению вращающего момента электродвигателей, их торможению, снижению производительности или даже к опрокидыванию их; - выпадение из синхронизма отдельных генераторов, электростанций и частей ЭЭС и возникновение аварий, включая системные аварии; - электромагнитное влияние на линии связи, трубопроводы и другие коммуникации.