ЗАТВЕРДЖУЮ
Зав. каф. ОП ХНУРЕ
проф. Дзюндзюк Б. В.
«____» ________2014 г.
Конспект лекції
з дисципліни «Основи охорони праці»
Тема 2.3: «Аналіз небезпеки електричних мереж»
Лектор - ст. викл. каф. ОП
Мамонтов О. В.
2.3.1 Источники энергии электросетей
Источниками энергии электросетей являются электростанции. Носителями энергии могут быть движущийся поток воды, ветер, теплота при сгорании угля, газа, дизельного топлива, атомная энергия, солнечная и др. Значительную долю электроэнергии в энергетике получают с помощью генераторов, преобразующих энергию движущейся воды, ветра, тепла, солнца и т. п. в электрическую энергию.
Наибольшее распространение получили трехфазные системы, благодаря ряду преимуществ: экономии материалов проводов лини электропередачи, простоты и экономичности двигателей и электромашинных генераторов, возможности иметь два разных по величине напряжения (линейное и фазное).
В качестве упрощенного примера первичного источника электроэнергии рассмотрим трехфазный электромашинный генератор переменного тока (см. рис. 1). Ротор соединен с турбиной (на рис. 1 не показана), которую вращает поток воды, пара, ветра или дизель. Существуют гидро-, турбо- и дизельные генераторы, которые используются, соответственно, на гидро-, тепловых, атомных, ветровых или дизельных электростанциях. В странах СНГ примерно 80% электроэнергии вырабатывается с помощью турбогенератов, приводимых в движение горячим паром (ТЭС, АЭС). Примерно 15% электроэнергии вырабатывается с помощью гидрогенераторов, приводимых в движение потоком воды (ГЭС). Остальная часть электроэнергии вырабатывается с помощью ветровых, дизельных и других электростанций. Доля ветровых электростанций в последние годы существенно возрастает.
Ротор представляет собой постоянный магнит. При его вращении в статоре возникает бегущее магнитное поле. В соответствии с законом электромагнитной индукции оно возбуждает в обмотках 1, 2, 3 переменные ЭДС.
Рисунок 1 - Трехфазный электромашинный генератор переменного тока (упрощенный)
Поскольку
обмотки 1, 2, 3 расположены вокруг одной
оси и смещены одна относительно дугой
на 120
,
напряжения фаз также смещены на
(см. рис. 2).
а б
Рисунок 2 - Схема трехфазной сети (а) и зависимость напряжений фаз от времени (б)
Напряжение между нейтралью (нулевым проводом) и одним из фазных проводов называется фазным. Напряжение между фазными провоми (между линиями) называется линейным.
Часто
при анализе состояния электросети
пользуются векторной диаграммой, см.
рис. 3.
На
ней фазные напряжения (
)
обозначены:
;
;
.Линейные
напряжения (
)
обозначены :
;
;
.
В нормальном режиме работы потенциал
земли совпадает с потенциалом нейтрали
(«
»
и «0»).
Рисунок 3 – Векторная диаграмма напряжений для трехфазной сети
Из
равностороннего треугольника вытекает,
что линейное напряжение больше фазного
в
раз, и поэтому является более опасным
!
От электростанций энергия распространяется через линии электропередачи (ЛЭП) на значительные расстояния. С целью уменьшения потерь используется высокое напряжение. На подстанциях оно понижается до рабочего напряжения, предназначенного для работы оборудования и подается потребителю с помощью электросетей. Существуют трехфазные сети переменного тока с различными стандартными значениями линейных и фазных напряжений (220/127 В; 380/220 В; 660/380 и др.).
Электрической сетью называется совокупность электроустановок для передачи и распространения электроэнергии, состоящая из подстанций, распределительных устройств, токопроводов, воздушных (ВЛ) и кабельных линий электропередачи, работающих на определенной территории.
В дальнейшем мы будем рассматривать электросети, так как электробезопасность в производственных условиях и в быту зависит главным образом от них. Электростанции и линии электропередачи нами рассматриваться не будут.
Электроустановками называется совокупность машин, аппаратов, линий и вспомогательного оборудования (вместе с сооружениями и помещениями, в которых они установлены), предназначенных для производства, преобразования, трансформации, передачи электроэнергии и преобразования ее в другой вид энергии.