5.6. Типовая схема электроснабжения электроприёмников

. В электрических сетях высокого напряжения (свыше 1000 В), как правило, применяются трёхфазные сети с заземлённой нейтральной точкой источника питания, что обеспечивает быстрое отключение источника от сети при авариях. В качестве примера на рис. 2.94 изображена типовая схема электроснабжения (передача и распределение электрической энергии) от электростанции к приёмникам энергии.

На электростанциях установлены синхронные генераторы CГ, вырабатывающие электроэнергию при напряжении 10(6), 15 или 35 кВ. Трансформаторы Тр1 повышают напряжение до 110, 220, 330, 500, 750 и 1150 кВ (500 кВ на рис. 5.9), при котором электроэнергия передаётся по линии электропередачи (ЛЭП) на большие расстояния и поступает на районные распределительные подстанции (РПС).

От районной РПС электрическая энергия поступает на понижающие трансформаторы Тр2 центрального распределительного пункта (ЦРП) крупного предприятия, преобразующие напряжение до 10(6), 15 кВ, и далее по кабелям на цеховые распределительные пункты (РП), где трансформаторы Тр3 понижают напряжение до 380/220 В, реже до 660 В. В РП, помимо трансформаторов Тр3, устанавливают разъединители Q и предохранители F. Вторичные обмотки трансформаторов подключают к шинам низкого напряжения (380 или 660 В).

Согласно «Правилам устройства электроустановок» в промышленных предприятиях должны применяться четырёхпроводные схемы с заземлёнными нейтральными точками вторичных обмоток трансформаторов Тр3 с обязательным защитным заземлением или занулением корпусов электроустановок.

Такая схема обеспечивает два напряжения (линейное и фазное) для питания приёмников и независимую работу фаз при симметричной и несимметричной нагрузках, а также быстрое срабатывание защитных устройств в аварийных режимах.

Распределение энергии в цехах предприятий производится, как правило, на низком напряжении (до 1000 В). Линии, отходящие от шин низкого напряжения распределительного пункта РП, поступают непосредственно к мощным потребителям М (мощные электродвигатели, электрические печи и др.), к распределительным шкафам РШ, где установлены рубильники и предохранители, или шинным сборкам ШС, от которых питаются станки и другие потребители.

Кроме того, от отдельной линии питается осветительная сеть ОСВ.

Возможны и другие варианты схем электроснабжения.

Вопросы для самоконтроля

1. Какими преимуществами обладают трёхфазные системы питания потребителей энергии по сравнению с однофазными?

2. Какие схемы применяют для соединения фаз трёхфазных источников и приёмников электрической энергии?

3. Какие напряжения и токи называют линейными, а какие − фазными?

4. Объясните назначение нейтрального провода в трёхфазной системе напряжения. Почему сечение нейтрального провода обычно меньше сечения фазных проводов?

5. Запишите комплексные выражения для фазных и линейных напряже­ний при соединении приёмников по схемам звезда и треугольник.

6. Начертите схему соединения звезда-звезда с нейтральным проводом, включив в фазы приёмника соответственно резистор, конденсатор и катушку индуктивности. Постройте совмещённые векторные диаграммы напряжений и токов трёхфазного приёмника.

7. Что такое напряжение смещения нейтрали и как его определяют?

8. Начертите схему соединения звезда-звезда без нейтрального провода, включив в фазы приёмника соответственно резистор, конденсатор и катушку индуктивности. Запишите формулы для расчёта токов в трёхфазном приёмнике при несимметричной нагрузке.

9. Запишите основные формулы, связывающие фазные и линейные напряжения и токи при соединении фаз приёмника треугольником в случае: а) симметричной нагрузки; б) несимметричной нагрузки.

10. Как определяются мощности (активная, реактивная и полная) трёхфазных потребителей электрической энергии при симметричной и несимметричной нагрузках?

11. Объясните, в каких случаях измеряют активную мощность трёхфазного приёмника одним, двумя и тремя ваттметрами?

12. По какой схеме распределяется электроэнергия в цехах промышленных предприятий?

13. Назовите стандартные напряжения системы электроснабжения предприятий.

14. Какими параметрами характеризуется качество электроэнергии?

15. Назовите методы защиты человека от поражения электрическим током, которые применяются в трёхфазной системе электроснабжения.

Литература и информационные источники

1. Сайт ИНФРА-М: ЭБС URL: new.znanium.com/ Марченко А.Л., Опадчий Ю.Ф. Электротехника и электроника. Учебник. В 2-х т. Том 1. Электротехника. – М.: Инфра-М. 2015, 2020.  574 с. (Первый вход выполнить на территории МАИ. Получите в библиотеке Логин и Пароль).

2. Беневоленский С.Б., Марченко А.Л. Основы электротехники. Учебное пособие для втузов. – М.: Физматлит, 2011. – 568 с. (Библиотека (282 экз.)).

3. Беневоленский С.Б., Марченко А.Л. Основы электротехники. Компакт-диск (600 МБ). ПУМК по электротехнике. – М.: Дискарт, 2006. (Возьмите CD в библиотеке по студенческому билету).