2 Схеми електропостачання

Синхронні генератори електричних станцій індукують трифазну синусоїдну ЕРС величиною 18 кВ. Для зменшення втрат у лініях електропередач на підвищувальних підстанціях напруга трансформується до 110 і 330 кВ і подається в Єдину енергетичну систему. Втрати у лініях передач пропорційні квадрату струму, тому електроенергія транспортується при підвищеній напрузі та зменшеному струмі.

Лінії електропередач бувають:

• повітряні;

• кабельні.

Повітряні лінії електропередач значно дешевші за кабельні і тому ширше застосовуються.

Звичайно електрична енергія споживається з напругою 380 В. Тому перед споживачем установлюються розподільні пункти та підстанції, що знижують напругу до 6...10 кВ та 380...220 В.

Лінії електропередач з'єднуються з трансформаторами спеціальними високовольтними комутуючими пристроями.

Розрізняють три основні схеми електропостачання споживачів:

- радіальна. Радіальна схема електропостачання передбачає застосування трансформаторної підстанції для кожного споживача. Це дуже надійна схема електропостачання, але потребує великої кількості підстанцій.

За радіальною схемою (рис.1.67) електроприймачі 3 приєднані або безпосередньо до шин 1 підстанції, або маються проміжні розподільні пункти 2. Найбільш відчутними перевагами радіальних схем є їхня висока надійність (вихід з ладу однієї лінії не впливає на роботу інших), зручність автоматизації. З недоліків радіальних схем у порівнянні з іншими схемами треба відзначити більш високу вартість електромережі (більша кількість захисної і комутаційної апаратури, більш висока витрата проводів і труб, додаткові площі для розміщення розподільних пунктів); необхідність великих додаткових монтажних робіт у випадку переміщення електроприймачів, зв'язаного, наприклад, зі зміною технологічного процессу;

Рисунок 1.67 - Радіальна схема

- магістральна. Магістральна схема передбачає лише декілька підстанцій, що вмикаються у лінію електропередачі. До кожної підстанції вмикається багато споживачів. Ця схема складна в експлуатації і не така надійна, але значно дешевша. Магістральна схема (див. рис. 1.68) складається з декількох магістралей 5, до яких у будь-якій крапці можна приєднати електроприймач 3. Звичайно магістральні схеми застосовують при рівномірному розподілі електроприймачів у цеху. Їх виконують кабелями, проводами, шинопроводами. Цехова електромережа за магістральною схемою дешевше радіальної, дозволяє переміщати технологічне устаткування без переробки мережі, але менш надійна, тому що вихід з ладу магістралі позбавляє електроживлення всі електроприймачі, приєднані до неї;

Рисунок 1.68 – Магістральна схема

-змішана. У змішаній схемі деякі електроприймачі одержують живлення по радіальних лініях, а інші від магістральних шинопроводов (рис.1.69).

Рисунок 1.69 – Змішана схема

.

Змішана схема передбачає ділянки з радіальним і магістральним увімкненням. Споживачі вмикаються диференційовано. Така схема застосовується частіше.

Схема електропостачання автономної енергетичної одиниці може бути досить оригінальною. Особливості електропостачання залежать від функціональних завдань виконавчих механізмів, умов експлуатації, особливих вимог маси, габаритів, ККД електричних пристроїв тощо. Для прикладу можна розглянути електропостачання сучасного літака.

Джерелом механічної енергії на борту літака є авіаційний двигун. Він обертає вал синхронного генератора, що індукує електричну енергію змінного струму з несталою частотою (від 400 до 900 Гц). Значна частина споживачів електроенергії на борту літака працює безпосередньо від генератора змінної частоти. Але є також багато споживачів, що працюють від джерела постійного струму та змінного струму сталої частоти. Тому електрична енергія від генератора змінної частоти за допомогою трансформаторно-випрямних блоків перетворюється на енергію постійного струму напругою 28,5 В. Частина цієї енергії споживається пристроями постійного струму. Інша ж частина цієї енергії за допомогою динамічного перетворювача (авіаційний двигун-генератор) перетворюється на енергію трифазного змінного струму 120/208 В сталої частоти 400 Гц. Ця енергія використовується для споживачів, що працюють від змінної трифазної або однофазної напруги сталої частоти.

Крім того, на борту літака є акумуляторні батареї, що звичайно є резервним джерелом живлення і працюють тільки в аварійному режимі. У звичайному режимі акумуляторні батареї увімкнені на бортову мережу постійної напруги 28,5 В. Напруга акумуляторних батарей складає 24 В, тому вони працюють у зарядному режимі.