ния — (10–1–1) с, качания — (1–10) с. Высокие скорости протекания переходных процессов в энергосистемах обусловливают необходимость использования автоматики в широких пределах, вплоть до полной автоматизации процесса производства и потребления электроэнергии, и исключение возможности вмешательства персонала.
Энергосистема связана со всеми отраслями промышленности и транспорта, характеризующимися большим разнообразием приемников электроэнергии.
Развитие энергетики должно опережать рост потребления электроэнергии, иначе невозможно создание резервов мощности. Энергетика должна развиваться равномерно, без диспропорций отдельных элементов.
1.4.Преимущества объединения электростанций в энергосистему
При объединении электростанций в энергосистему достигается [1]:
снижение суммарного резерва мощности;
уменьшение суммарного максимума нагрузки;
взаимопомощь в случае неодинаковых сезонных изменений мощностей электростанций;
взаимопомощь в случае неодинаковых сезонных изменений нагрузок потребителей;
взаимопомощь при ремонтах;
улучшение использования мощностей каждой электростанции;
повышение надежности электроснабжения потребителей;
возможность увеличения единичной мощности агрегатов и электростанций;
возможность единого центра управления;
улучшение условий автоматизации процесса производства и распределения электроэнергии.
1.5. Электроустановки. Номинальные данные установок
Электроустановки (ПУЭ, I.1 3) — установки, в которых производится, преобразуется, распределяется и потребляется электроэнергия. Они разделяются на электроустановки напряжением до 1000 В и свыше 1000 В.
Номинальными (ПУЭ, I.1 24) током, напряжением, мощностью, коэффициентом мощности и т. д. электроустановки являются паспортные данные (практически это данные, при которых работа электроустановки наиболее экономична).
1.5.1.Номинальные напряжения
Шкала номинальных линий напряжений в киловольтах электроустановок трехфазного переменного тока частотой 50 Гц приведена в табл. 1.
Шкалы номинальных напряжений генераторов и вторичных обмоток трансформаторов выбраны выше на 5—10 % номинальных напряжений потребителей, линий электропередачи, первичных обмоток трансформаторов с целью облегчения поддержания номинального напряжения у потребителей.
6
Таблица 1
Шкала номинальных напряжений электроустановок, кВ
Электроприемники |
Генератор |
Трансформатор |
||
|
|
|||
и ЛЭП |
первичная обмотка |
вторичная обмотка |
||
|
||||
|
|
|||
|
|
|
|
|
0,22 |
0,23 |
0,22 |
0,23 |
|
0,38 |
0,4 |
0,38 |
0,4 |
|
0,66 |
0,69 |
0,66 |
0,69 |
|
3 |
3,15 |
3; 3,15 |
3,15; 3,3 |
|
6 |
6,3 |
6; 6,3 |
6,3; 6,6 |
|
10 |
10,5 |
10; 10,5 |
10,5; 11 |
|
— |
13,8 |
13,8 |
— |
|
— |
15,75 |
15,75 |
— |
|
— |
18 |
18 |
— |
|
20 |
20; 24 |
20 |
22 |
|
35 |
— |
35 |
36,75; 38,5 |
|
110 |
— |
110; 115 |
115; 121 |
|
150 |
— |
150; 158 |
158; 165 |
|
220 |
— |
230 |
242 |
|
330 |
— |
330 |
347 |
|
500 |
— |
500 |
525 |
|
750 |
— |
750 |
787 |
|
1150 |
— |
1150 |
— |
|
Рассмотрим передачу электроэнергии от генератора (Г) через повышающий трансформатор (Т1), линию электропередачи (ЛЭП), понижающий трансформатор (Т2) к шинам потребителя (П) (рис. 1.3) и диаграмму напряжений электропередачи.
а |
а |
Т1 |
б |
в |
Т2 |
г |
|
Г |
|||||||
|
|
~ |
|
|
|
|
|
ЛЭП |
|
|
|
П |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
б |
|
нг |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т 1,1 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
а |
|
|
б |
в |
|
г |
|
|
||
|
н |
∆ Т |
|
|
∆ ЛЭП |
∆ Т |
|
н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т 1,1 |
|
|
1,1 |
|
|
Рис. 1.3. Схема электропередачи (а) и диаграмма напряжений |
электропередачи (б) |
|
|||||||||
|
Т |
|
|
||||||||
За базу отсчета принято номинальное напряжение потребителя ( ), тогда |
|||||||||||
номинальное напряжение генератора г 1,05 |
, вторичной обмоткин |
транс- |
|||||||||
форматора |
нт |
1,05 |
н |
. |
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
С помощью рациональнон н выбранных номинальных |
|||||||||
напряжений и коэффициентов трансформации удается компенсировать падение напряжения в электропередаче (∆ Т , ∆ ЛЭП, ∆ Т ) и поддерживать у потребителя номинальное напряжение [3].
Максимально допустимые рабочие напряжения превышают номинальные на 15 %( н 220 кВ), на 10 % (220 < н <500 кВ) и на 5 % ( н 500 кВ).
Шкала максимальных напряжений, кВ: 3,6; 6,9; 11,5; 23; 40,5; 126; 172; 252; 525; 787; 1207,5.
|
min |
нн |
сред |
max |
Рис. 1.4. Схема расположения отпаек на трансформаторе
Номинальный коэффициент трансформации — отношение номинальных напряжений обмоток трансформатора —
Изменение |
т.н |
в.н⁄ |
н.н |
. |
(1.1) |
|
|
||||
|
коэффициента трансформа- |
||||
ции достигается изменением числа витков (отпаек) на одной из обмоток, например,
при |
в.н |
= 230 кВ и |
н.н |
= 11 кВ, |
|
|||
|
т |
|
|
% |
|
|
||
|
|
230 |
8 |
1,5 |
. |
(1.2) |
||
|
|
|
11 |
|
||||
Это выражение означает, что число витков изменяется на стороне высшего на-
пряжения от min до max, при этом т изменяется от min до max (рис. 1.4):
min |
230 |
8 |
1,5 |
% |
; |
max |
230 |
8 |
1,5 |
% |
. |
|
11 |
|
|
11 |
|
Просмотрите сведения о трансформаторах, приведенные в электротехнических справочниках, и определите пределы и ступени регулирования коэффициентов трансформации.
1.5.2.Номинальные мощности
Номинальные мощности указываются для генераторов и трансформаторов, причем для турбогенераторов задаются активные мощности ( Н, кВт), для гидрогенераторов и трансформаторов — полные мощности ( Н, кВА). Шкала номинальных мощностей показана ниже. Старую шкалу имеют трансформаторы, выпущенные до 1961 года. Новая шкала построена так, чтобы существовали мощности, кратные десяти. Некоторые исключения наблюдаются для мощностей, указанных в скобках.
Турбогенераторы, МВт |
4; |
6; |
12; |
25; |
30; |
50; |
60; |
63; |
100; |
150; |
||
|
|
|
160; |
200; |
220; |
300; |
320; |
500; |
800; |
1000; |
1200 |
|
|
|
старая |
5,6; |
7,5; |
10; |
15; |
20; |
31,2; |
40,5; |
60; |
75; |
82,5; |
|
|
|||||||||||
Трансфор- |
|
шкала |
120; |
180; |
240; |
360 |
|
|
|
|
|
|
маторы, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
МВА |
|
новая |
10; |
16; |
25; |
(32); |
40; |
63; |
(80); |
100; |
(125); |
(200); |
|
|
шкала |
(500) |
и кратные десяти |
|
|
|
|
|
|
||
Для гидрогенераторов нет стандартной шкалы мощностей, так как они изготовляются индивидуально с учетом особенностей водного стока конкретной ГЭС.
8