Ответы на экзамен

Основные вопросы для подготовки к экзамену по курсу

«Электропитание и электроснабжение нетяговых потребителей»

Оглавление

1. Производство и потребление электрической энергии в мировом масштабе. Состояние

энергетического комплекса России. Поставщики и потребители электрической энергии на

1. Производство и потребление электрической энергии в мировом масштабе. Состояние энергетического комплекса России. Поставщики и потребители электрической энергии на ж.д.т.

Почти вся электрическая энергия (примерно 98%), производимая в стране, вырабатывается на тепловых (ТЭС), гидро (ГЭС) и атомных электростанциях (АЭС). Общая установленная мощность электростанций ЕЭС России на 01.01.2019 г. составила 243 243,2 МВт. Это на 1,6% больше, чем к 01.01.2018 г. Структура установленной мощности электростанций ЕЭС России представлена на рис. 1.2 [1].

Совокупность нескольких электрических станций, объединенных под единым хозяйственным и техническим руководством с целью совместного производства и распределения между потребителями электрической и тепловой энергии, составляет

энергетическую систему (ЭС). [2].

Внастоящее время в России 69 ЭС на территории 79 субъектов РФ, работающих в составе семи работающих параллельно объединённых энергетических систем (ОЭС) – ОЭС Центра, Юга, Северо-Запада, Средней Волги, Урала, Сибири и ОЭС Востока.

Совокупность объединённых энергосистем, соединённых межсистемными связями, при общем режиме работы и диспетчерском управлении составляют Единую энергетическую систему России (ЕЭС России).

Впрограмме развития Единой энергетической системы России на 2013 - 2019 годы общий спрос на электрическую энергию по ЕЭС России постоянно растет, и к концу прогнозного периода оценивается на уровне 1151,0 млрд. кВтч, что на 134,5 млрд. кВтч выше объема электропотребления 2012 года. Максимум потребления по ЕЭС России на уровне 2013 года составил 158659 МВт и возрастет к 2019 году до 175315 МВт.

Вобщем балансе электроэнергии страны железнодорожный транспорт потребляет около 10% всей вырабатываемой энергии.

Основными поставщиками электрической энергии (ЭЭ) для железнодорожного транспорта кроме энергосистемы «ЕЭС России», являются электростанции независимых производителей электроэнергии (электростанции крупных промышленных предприятий)

исобственные электростанции ОАО «РЖД».

Потребители электрической энергии

Нетяговыми железнодорожными потребителями являются все службы железных дорог,

связанные с эксплуатацией и обслуживанием подвижного состава, машин и механизмов, электрооборудование депо, промышленных предприятий, а также устройства автоматики, телемеханики и связи (АТиС), к которым относятся линейные устройства автоблокировки, освещения станций и т. п.

2. Источники энергии. Первичные и вторичные источники электрической энергии.

Источниками энергии в природе являются: вода, ветер, солнце, топливо, ядерный распад, химические вещества. Преобразователи различных видов энергии в электрическую называются первичными источниками электрической энергии (ПИЭЭ). К ним относятся тепловые, гидро-, атомные электростанции, ветроэнергетические станции (ВЭС), солнечные батареи, химические источники тока.

Преобразователи, которые превращают электрическую энергию одного вида в электрическую энергию другого вида (выпрямители ~I → =I и др.) называются

вторичными источниками электрической энергии (ВИЭЭ).

3. Категории электроприемников по надежности электроснабжения. Требования к количеству независимых источников питания.

Существуют единые для всей страны правила использования электрической энергии, которые определяются Правилами устройства электроустановок (ПУЭ).

Электроустановкой называется совокупность машин, аппаратов, линий и вспомогательного, предназначенных для производства, преобразования, трансформации, передачи, распределения электрической энергии и преобразования ее в другой вид энергии.

Приемником электрической энергии (электроприемником) называется аппарат,

агрегат, механизм, предназначенный для преобразования электрической энергии в другой вид энергии.

Согласно Правил устройства электроустановок все электроприемники, в том числе устройства нетяговых потребителей на ж.д. транспорте, в отношении обеспечения надежности энергоснабжения подразделяются на три категории:

Электроприемники 1-ой категории – это приемники, перерыв энергоснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, значительный материальный ущерб, расстройство сложного технологического процесса и т.п. Из состава электроприемников I категории выделяется особая группа электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов, пожаров. [Правила устройства электроустановок / Минэнерго СССР. 7-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 2010.

- 640 с].

Электроприемники II категории – электроприемники, перерыв энергоснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей.

Электроприемники III категории – все остальные электроприемники, не подходящие под определения I и II категорий.

4. Система электропитания. Гарантированное, негарантированное и бесперебойное электроснабжение. Резервирование (АВР, ДГА, кислотные аккумуляторы)

Комплекс взаимоувязанного оборудования, предназначенный для производства или преобразования, передачи, накопления, распределения или потребления электрической энергии называется системой электропитания (СЭП).

Система электропитания включает:

-устройства электроснабжения (электростанции, линии электропередачи, трансформаторные подстанции, дизель-генераторные установки и др.);

-оборудование электроснабжения (силовые вводно-распределительные щиты, автоматы ввода резерва, аппаратура искрозащиты и молниезащиты, заземление, силовая кабельная проводка);

-сети электросилового оборудования и освещения;

-электропитающая установка (ЭПУ);

-системы контроля (мониторинга) и управления (администрирования) систем электропитания.

Перерывы в электроснабжении возникают при переключении АВР с основного фидера на резервный (доли секунды) и при запуске ДГА (25-30 с).

Негарантированным называется электропитание, при котором допускаются длительные перерывы в поступлении электрической энергии.

Бесперебойным называется электропитание аппаратуры без ухудшения показателей качества электроэнергии.

Системой бесперебойного питания (СБП) называется совокупность установок питания, получающая гарантированное электроснабжение от основного источника и имеющая в своем составе резервную цепь питания, которая обеспечивает бесперебойное питание аппаратуры.

5. Системы бесперебойного питания постоянного и переменного токов. Основные тенденции построения современных СБП

Основными требованиями и тенденциями построения современных СБП, являются:

-бесперебойное электроснабжение аппаратуры АТиС электрической энергией (АВР аккумуляторный резерв);

-высокое качество вырабатываемой электрической энергии (номинальные параметры напряжения, частоты и синусоидальной формой кривой);

-максимальную автоматизацию работы (микропроцессоры, контроль и управление, удаленный мониторинг);

-стандартизацию и унификацию оборудования (облегчает ремонт и развитие);

-высокие технико-экономические показатели (КПД, коэффициент мощности, продолжительный срок службы, малые вес, габариты и стоимость);

-принцип построения системы модульного типа (повышает гибкость, надежность и сокращает затраты на обслуживание);

-повышение надежности системы за счет резервирования модулей по схеме N+1;

-расширение функций контроля и управления (повышение надежности функционирования системы и снижение затрат на обслуживание).

-определение капитальных затрат и годовых эксплуатационных расходов, соответствующих каждому варианту СЭП.

6.Централизованная и распределенная топологии системы бесперебойного питания. Достоинства, недостатки

Различают две основные топологические структуры систем бесперебойного электропитания: централизованная и децентрализованная (распределенная).

Централизованной называется СБП, выходные выводы которой подключены к общему распределительному устройству или связаны с цепями питания аппаратуры через общую распределительную сеть питания. Основными достоинствами централизованной системы питания является удобство ее обслуживания и эксплуатации. К недостаткам относятся: трудность передачи больших токов по проводам, трудности при наращивании или изменении конфигурации системы, необходимость резервирования блоков большой мощности.

Децентрализованная – это система питания, обеспечивающая независимое электропитание части аппаратуры. Данная система позволяет улучшить качество питающего напряжения, уменьшить взаимные влияния между различной питаемой аппаратурой, сэкономить цветной металл (требуемый для токораспределительной сети), повысить КПД и надежность ЭПУ. Недостатками децентрализованной СБП являются сложность эксплуатации и обслуживания (из-за разнотипности оборудования), а также увеличение эксплуатационных расходов.

7. Параметры качества электроэнергии. Неполадки в сети и их влияние на работу устройств автоматики, телемеханики и связи