15)Род тока и напряжения систем электроснабжения.А уровне

Ответ: Род тока: При решении вопроса о выборе рода тока для электроснабжения приемников промышленных предприятий необходимо исходить из следующего: - на электростанциях электроэнергия вырабатывается исключительно трехфазного переменного тока частотой 50 Гц; электроэнергия постоянного тока всегда дороже переменного на величину затрат на преобразование ее; - важным и решающим фактором при выборе рода тока являются требования технологии производства. Имеются производственные процессы, которые могут быть осуществлены только с применением постоянного тока, например, электролиз; - постоянный ток для электропривода (двигатели постоянного тока) применяется когда требуется регулирование частоты вращения в широких пределах, при частых пусках, реверсах, ускорениях, замедлениях, точных остановок на ползучей скорости и т.д.. При этом постоянный ток получают с помощью индивидуальных преобразователей. Поэтому электроприводы, как правило, являются потребителями переменного тока. Большинство механизмов промышленных предприятий не требует регулирования частоты вращения и для их привода применяются электродвигатели переменного тока (асинхронные и синхронные). При ступенчатом регулировании применяются асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором с переключением полюсов. Плавное регулирование выполняется, например, изменением частоты тока питающей сети. В связи с усовершенствованием приводов переменного тока, применением электроприводов с индивидуальными преобразователями в настоящее время вопрос выбора рода тока утратил свою остроту. Централизованные системы электроснабжения на постоянном токе применяются редко. Основным родом тока для систем электроснабжения промышленных предприятий является переменный.

Напряжение: Производство ЭЭ в зависимости от применяемых генераторов, передача и распределение в зависимости от передаваемых величин нагрузки, и расстояний, на которые они передаются, использование ЭЭ в зависимости от применяемых ЭП осуществляются на различных напряжениях. Для согласования работы всех электроустановок энергосистем, систем электроснабжения – от генераторов станций и до электроприемников – напряжения стандартизированы в виде шкалы величин номинальных напряжений. Под номинальным напряжением электроустановок понимается напряжение, на которое они рассчитаны для нормальных длительных условий работы, сопровождающейся наивысшими технико-экономическими показателями. Действующий ГОСТ 21128 – 83 устанавливает следующие величины номинальных напряжений до 1 кВ для электрических сетей и электроприемников:

- переменный однофазный ток: 6,12,27,40,60,110,220 В; - переменный трехфазный ток: 40,60,220,380,660 В; - постоянный ток: 6,12,27,48,60,110,220,440 В. Этот же ГОСТ для специальных целей предусматривает применение и дополнительных номинальных напряжений, например, 24, 42, 127В. Действующий ГОСТ 721 – 77 для электрических сетей и электроприемников устанавливает следующие величины номинальных линейных напряжений выше 1 кВ: (3),6,10,20,35,110,(150),220,330,500,750,1150, кВ. Шкала номинальных напряжений определяется уровнем развития народного хозяйства и с течением времени корректируется. Так в последних ГОСТах введены напряжения 0,66 и 20 кВ., которые для питания крупных узлов нагрузок и электроприемников более экономичны, чем напряжения 0,38 и 10 кВ. Передача больших мощностей на значительные расстояния обусловила необходимость использования высоких и сверхвысоких напряжений (500,750, и 1150кВ). Номинальные напряжения вторичных обмоток трансформаторов, питающих электрические сети, и номинальные напряжения генераторов на 5…10 % выше номинальных напряжений сети. Это предусмотрено с целью компенсировать потери напряжения в линиях и трансформаторах. Электроэнергия вырабатывается генераторами на напряжении: 3,15; 6,3; 10,5; 21 кВ. Эти номинальные напряжения называются генераторными. Выбор того или иного стандартного напряжения определяет построение системы электроснабжения, ее технико-экономические показатели. Основным критерием для выбора напряжения систем электроснабжения является минимум приведенных затрат, определяемых капвложениями и годовыми эксплуатационными расходами, которые в свою очередь определяются передаваемой величиной нагрузки и расстоянием, на которое она передается. Важным фактором при выборе величины напряжения является требование технологии. Электрические печи от 100 В до 110 кВ, электролиз – постоянный ток до 200 кА на напряжение 5-15 В. Основными приемниками переменного тока являются электродвигатели, которые изготовляются на следующие пределы мощностей в зависимости от напряжения: 220/127 В – 1,2 - 1500 Вт; 380/220 В – 0,01 – 315 кВт; 660/380 В – 0,6 - 500 кВт (могут изготовляться и на большую мощность); 3 кВ – 160 - 1250 кВт; 6 кВ – 200 - 12500 кВт; 10 кВ – 630 - 21000 кВт. Основным напряжением переменного тока до 1кВ является напряжение 380/220 В. Применять напряжение 220/127 для новых предприятий с 1933г. было запрещено. В 1962г. Было введено в ГОСТ напряжение 660 В. Достоинства применения напряжения 660В по сравнению с напряжением 380 В. 1. Повышение пропускной способности сети в раз и уменьшение потерь электроэнергии в ней в 3 раза при этом же расходе проводникового материала, что и при напряжении 380В. 2 Уменьшение тока в раз при напряжении 660В позволяет повысить предельную мощность изготовляемых двигателей (500 кВт и более). По сравнению с двигателями на 6 кВ такой же мощности – двигатели на 660 В дешевле на 40…60% и их к.п.д. на 1,5…2,0% выше. 3. Снижение токов КЗ и облегчение условий термической и динамической стойкости элементов систем электроснабжения. Это позволяет применять более мощные трансформаторы для цеховых ТП. 4. Увеличение радиуса действия цеховых ТП, примерно в раз, позволяет на 1-2 ступени повысить единичную мощность и почти в 2 раза уменьшить число цеховых трансформаторов. Применение напряжения 660В сдерживается повышенной стоимостью и относительным дефицитом аппаратуры управления и защиты на это напряжение (условия гашения дуги значительно тяжелее на напряжение 660 В, чем на напряжение 380 В). Применение напряжения 660В для цехового электроснабжения должно быть технико - экономически обоснованно. Напряжение 660 В рекомендуется применять в следующих случаях: а)если по условиям генплана предприятия, технологии и окружающей среды не может быть осуществлено дробление цеховых подстанций и приближение к центрам питаемых ими групп электроприемников. В связи с этим имеют место протяженные сети напряжением до 1 кВ. К таким отраслям относятся: угольная, нефтяная, ряд предприятий химической промышленности; б)при больших плотностях нагрузки и мощности цеховых трансформаторов свыше 1000кВА, при которых токи КЗ на вторичной стороне возрастают до величины недопустимой для оборудования и аппаратов на напряжение до 1 кВ; в)в сочетании с первичным напряжением цеховых ТП 10 кВ. Недостатками напряжения 660 В являются: - необходимость раздельного питания силовых и осветительных электроприемников; - повышенная степень опасности электроустановок на напряжение 660В; - условия гашения дуги значительно хуже, чем на напряжении 380 В; - нецелесообразность применения напряжения 660В в машиностроительной, деревообрабатывающей, легкой и др. отраслей, где имеется много мелких рассредоточенных на небольшой территории ЭП. Общая тенденция повышения напряжения в цеховых сетях имеет место и за рубежом. Напряжение не выше 42В применяется в помещениях с повышенной опасностью и в особо опасных для питания местного стационарного освещения, а также ручных переносных ламп. СЭС промышленных предприятий сооружаются на нескольких номинальных напряжениях. Критерием оптимально принятой системы электроснабжения служит минимум приведенных затрат на ее сооружение и последующую эксплуатацию. Затраты на сооружение системы электроснабжения во многом определяются количеством трансформаций напряжения и применяемыми номинальными напряжениями. Обычно в системах электроснабжения применяется одна – две трансформации, реже три.