4. Электроэнергетическая сеть, подстанция и распределительные устройства. Номинальные напряжения электрических сетей и присоединяемых к ним источников и приемников электрической энергии.

Электроэнергетическая (электрическая) система – это совокупность электрических частей электростанций, электрических сетей и потребителей электроэнергии, связанных общностью режима и непрерывностью процесса производства, распределения и потребления электроэнергии. Электрическая система – часть энергосистемы, за исключением тепловых сетей и тепловых потребителей. Электрическая сеть - совокупность электроустановок для распределения электрической энергии, состоящая из подстанций, распределительных устройств, воздушных и кабельных линий электропередачи. По электрической сети осуществляется распределение электроэнергии от электростанций к потребителям. Линия электропередачи (воздушная или кабельная) – электроустановка, предназначенная для передачи электроэнергии.

. Электрические подстанции применяются для преобразования электроэнергии одного напряжения в электроэнергию другого напряжения.

Электрическая подстанция – это электроустановка, предназначенная для преобразования и распределения электрической энергии. Подстанции состоят из трансформаторов, сборных шин и коммутационных аппаратов, а также вспомогательного оборудования: устройств релейной защиты и автоматики, измерительных приборов. Подстанции предназначены для связи генераторов и потребителей с линиями электропередачи.

Номинальным напряжением Uн источников и приемников электроэнергии (генераторов, трансформаторов) называется такое напряжение, на которое они рассчитаны в условиях нормальной работы.

Номинальные напряжения электрических сетей и присоединяемых к ним источников и приемников электрической энергии устанавливаются ГОСТом.

Для электрических сетей трехфазного переменного тока напряжением до 1 кВ и присоединенным к ним источников и приемников электроэнергии Густанавливает следующие значения номинальных напряжений:

Сети и приемники - 380/220 В; 660/380 В

Источники - 400/230 В; 690/400 В.

Номинальное напряжение генераторов с целью компенсации потери напряжения в питаемой ими сети принимается на 5% больше номинального напряжения этой сети 

Номинальные напряжения первичных обмоток, повышающих трансформаторов, присоединяемых к генераторам, приняты также на 5% больше номинальных напряжений подключаемых к ним линий.

Первичные обмотки понижающих трансформаторов имеют номинальные напряжения, равные номинальным напряжениям питающих их линий.

5. Системы электроснабжения объектов строительства. Типичные схемы электроснабжения объектов строительства.

Система электроснабжения (СЭС) объектов строительного производства является совокупность электроустановок и устройств, предназначенных для производства, передачи и распределения электроэнергии, ее учета и контроля показателей качества. Электроустановки для производства и передачи электроэнергии могут являться собственностью предприятия строительного производства или принадлежать другому предприятию или объединению.

Строительные предприятия могут иметь собственную электростанцию и обеспечивать электроэнергией все технологические установки и процессы, передавать электроэнергию по собственным электрическим сетям. Предприятия могут получать электроэнергию от электроустановок (электростанций и подстанций), принадлежащих энергосистеме или соседнему промышленному предприятию.

Наиболее распространенной схемой является схема, по которой предприятия получают электроэнергию от районных электрических сетей (РЭС) региональной энергосистемы.

Большинство электроприемников технологических установок объектов строительства, бытовых установок строительных площадок предназначены для работы при напряжении до 1 кВ. Преобразование электроэнергии происходит на потребительских подстанциях, а ее распределение  –   по   распределительным  сетям   при   напряжении  0,4   кВ. На рис. 1 приведена схема электроснабжения объектов строительства от генераторов собственной электростанции (рис. 1, а) и от РЭС (рис. 1, б).

 

Рис. 1. Системы электроснабжения объектов строительства: а – от генераторов собственной электростанции; б – от районной энергосети.

Представленная система электроснабжения предприятий является сложной системой. В СЭС строительных площадок можно выделить 3 подсистемы, каждая из которых может рассматриваться как самостоятельная система:

1. система внешнего водоснабжения;

2. система внутреннего электроснабжения;

3. внутриобъектные.

В то же время система электроснабжения предприятия строительного производства является подсистемой энергосистемы и подсистемой технологической системы производства на этом предприятии. Это значит, что электроэнергия, передаваемая по районным электрическим сетям в систему электроснабжения предприятия строительного производства ПСП, рассматривается как одна из составляющих производственного процесса наряду с сырьем, материалами, трудозатратами.

В систему внешнего электроснабжения предприятия строительного производства входит совокупность электростанции, подстанции и ЛЭП. В системе внешнего электроснабжения ПСП применяются, в основном, напряжения 35- 100 кВ.

Система внутреннего электроснабжения крупного предприятия строительного производства, приравненного к промышленному предприятию (заводы железобетонных конструкций) характеризуется   большой разветвленностью распределительной сети,в нее входят подстанции,ЛЭП,потребительские трансформаторы. Распределение электроэнергии в системе внутреннего электроснабжения осуществляется при напряжениях 6 - 20 кВ( в основном 10)..

Система внутриобъектного электроснабжения строительной площадки представляет собой электрические сети напряжением 380/220 В. В нее входят электр.сети от ТП(трансформаторные подстанции) до электроприемников

6.Электрические цепи постоянного тока. Элементы электрической цепи. Источники и потребители электрической энергии.Графическое изображение электрической цепи.Идеальные элементы цепи и их схемы замещения. Линейные и нелинейные элементы.

Электрическая цепь это совокупность взаимосвязанных элементов, компонентов или устройств, предназначенная для прохождения в них электрического тока, процессы в которой могут быть описаны с помощью понятий об электродвижущей силе (э.д.с.), электрическом токе и электрическом напряжении.

Все устройства и объекты, входящие в состав электрической цепи, могут быть разделены на три группы:

1) Источники электрической энергии (питания).

Общим свойством всех источников питания является преобразование какого-либо вида энергии в электрическую. Источники, в которых происходит преобразование неэлектрической энергии в электрическую, называются первичными источниками. Вторичные источники – это такие источники, у которых и на входе, и на выходе – электрическая энергия (например, выпрямительные устройства).

2) Потребители электрической энергии.

Общим свойством всех потребителей является преобразование электроэнергии в другие виды энергии (например, нагревательный прибор). Иногда потребители называют нагрузкой.

3) Вспомогательные элементы цепи:

соединительные провода, коммутационная аппаратура, аппаратура защиты, измерительные приборы и т.д., без которых реальная цепь не работает.

Все элементы цепи охвачены одним электромагнитным процессом.

Для анализа и расчета электрическая цепь графически представляется в виде электрической схемы, содержащей условные обозначения ее элементов и способы их соединения.

Для расчета и анализа реальная электрическая цепь представляется графически в виде расчетной электрической схемы (схемы замещения). В этой схеме реальные элементы цепи изображаются условными обозначениями, причем вспомогательные элементы цепи обычно не изображаются, а если сопротивление соединительных проводов намного меньше сопротивления других элементов цепи, его не учитывают. Источник питания показывается как источник ЭДС E с внутренним сопротивлением r0, реальные потребители электрической энергии постоянного тока заменяются их электрическими параметрами: активными сопротивлениями R1, R2,…,Rn. С помощью сопротивления R учитывают способность реального элемента цепи необратимо преобразовывать электроэнергию в другие виды, например, тепловую или лучистую.

Все электрические цепи делятся налинейные и нелинейные.

Элемент электрической цепи, параметры которого (сопротивление и др.) не зависят от тока в нем, называют линейным, например электропечь.

Нелинейный элемент, например лампа накаливания, имеет сопротивление, величина которого увеличивается при повышении напряжения, а следовательно и тока, подводимого к лампочке.

Для удобства анализа и расчета электрических цепей вводят в рассмотрение такие элементы, которые при всех условиях обладают только одним параметром: только сопротивлением, только индуктивностью, только емкостью. Они называются идеальными.

.

7.Идеальные источники ЭДС и тока и их характеристики. Уравнения состояния электрической цепи с реальными источниками ЭДС и тока. Внешняя вольамперная характеристика (ВАХ) источника питания и режимы его работы. Согласованный режим работы источника.

Источник ЭДС характеризуется тем, что электродвижущая сила в нем не зависит от тока. Тогда напряжение на его зажимах будет определяться как(большие буквы(

  В идеальном источнике ЭДС, внутреннее сопротивление R_вн =  0, а ЭДС Е = const, поэтому напряжение на зажимах не зависит от тока в нагрузке.  Выразив из выражения для напряжения, R_вн получим 

ВАХ реального источника ЭДС

В источнике тока, ток не зависит от напряжения на нагрузке. Ток источника определяется как 

где g_вн это внутренняя проводимость источника тока.

В идеальном источнике внутренняя проводимость равна нулю, а J = const. Но в реальном источнике, проводимость хотя и малая, но присутствует, поэтому ток зависит от напряжения на зажимах нагрузки. Как и в случае источника ЭДС, эту зависимость можно представить графически с помощью внешней характеристики источника тока.

Вольт-амперные характеристики идеальных источников напряжения и тока представляются прямыми, параллельными осям i и u