21) Назвать и показать виды схем внутреннего электроснабжения, их область применения, преимущества, недостатки и нормативные требования.

Особенность: -большая разветвленность -большое количество цеховых подстанции -разнородность состава нагрузки -разное конструктивное исполнение схемы -разный способ прокладки кабелей -разные величины токов КЗ большое разнообразие коммутационных аппаратов

Схемы внутреннего электроснабжения не должны иметь число ступеней не более 2-3. Существует определенный вид схем: радиальные и магистральные.

Радиальные схемы:

Одноступенчатая радиальная схема

До 1 кВ схема соединения обмоток цеховых трансформаторов треугольник в звезду с глухо-заземленной нейтралью.

Преимущества: -высокая надежность, т.к. при повреждении любого элемента схемы, авария не распространяется на другие элементы схемы и носит локальный характер.

Недостатки: -большое количество отходящих линии -большое количество коммутационных аппаратов (высоковольтных выключателей) -большое количество шкафов РУ (занимают большую площадь)

В начале каждой отходящей линии РУ ГПП ставится высоковольтный выключатель (ячейка РУ) В конце линии трансформатором разъединитель и предохранитель; выключатель нагрузки и предохранитель.

На линиях с трансформатором цеховых ТП в начале выключатель, в конце разъединитель предохранитель: -при длине линии более 200м -при наличии газовой защиты на трансформаторе -при магистральной схеме питания

Тип коммутационных аппаратов разъединитель, выключатель нагрузки зависят от трансформаторов: -при Sном.т>1000кВ·А устанавливается комплект выключателя нагрузки и предохранитель -до 1000кВ·А разъединитель предохранитель -во всех остальных случаях глухое присоединение

Если высокая требовательность нагрузки, устанавливается АВР

Область применения: применяются для предприятии малой и средней мощности для питания сосредоточенных нагрузок, когда территория предприятия не велика, а нагрузка разбросана по территории.

Двухступенчатая радиальная схема: Наличие промежуточных РУ определяется величиной и составом нагрузок. Количество РУ и их местоположение зависят от мощности цехов и наличии в них высоковольтных приемников. Окончательное количество и местоположение РУ определяется технико- экономическим расчетом. Экономически целесообразно сооружение РУ при числе отходящих линии не менее 8. От промежуточных РУ можно запитывать высоковольтные приемники, а также двигатели и ТП соседних цехов.

Магистральные схемы Позволяет питать 1-тансформаторные так и 2-трансформаторные подстанции от разных магистралей. Высокая надежность. 2-трансформаторная подстанция: при повреждении любой магистрали, все подключенные трансформаторы отключаются. Из за секции шин АВР запитывает выключенную трансформаторную подстанцию. 1-трансформаторная подстанция: при отключении одной из магистрали, работающая ПС с помощью перемычки запитывает отключенный. Могут применяться для потребителей 2ой 3ей категории, если очень меньший процент(около 10%) то могут применяться и для 1ой категории.

Преимущества: -количество отходящих линии уменьшается -сокращается количество шкафов РУ -сокращается занимаемая площадь -уменьшаются затраты.

Недостатки: -меньшая надежность по сравнению с радиальными схемами

На одну магистраль можно подключать 5000-6000 кВА трансформаторной мощности.

Применение: при прямолинейном соединении, когда нет обратного потока, когда нет загибов и поворотов.

Смешанная схема

22)Классификация электрических сетей. Основные условия проектирования рациональной системы электроснабжения Классификация эл.сетей 1)по роду тока: -постоянного -переменного Основное распространение получили сети трехфазного переменного тока.Однофазными выполняются внутриквартирные сети. Они выполняются как ответвление от трехфазной четырехпроводной сети. Сети постоянного тока используются в промышленности (электрические печи, электролизные цеха) и для питания городского электротранспорта. Постоянный ток используется для организации связи электроэнергетических систем.

Постоянный ток используется для передачи энергии на большие расстояния. Но, на постоянном токе работает только ЛЭП: в вначале и конце ЛЭП строятся преобразовательные подстанции, на которых происходит преобразование переменного тока в постоянный и обратно. Использование постоянного тока обеспечивает устойчивую параллельную работу генераторов ЭС. 2)по размещению: -наружные сети -внутренние сети Наружные выполняются неизолированными (голыми) проводами и кабелями. Внутренние выполняются изолированными проводами. 3)по числу проводов: -однопроводные(с заменой одного провода «землей») -двухпроводные -трехпроводные -четырехпроводные -пятипроводные 4)По напряжению согласно ГОСТ сети делятся на сети напряжением до 1000 В и сети напряжением выше 1000 В.

Встречается и такое деление:

·                сети низких напряжений (220 – 660 В);

·                сети средних напряжений (6 – 35 кВ);

·                сети высоких напряжений (110 – 220 кВ);

·                сети сверхвысоких напряжений (330 – 750 кВ);

·                сети ультравысоких напряжений (более 1000 кВ).

5)по конфигурации: а)разомкнутые -магистральные -радиальные б)замкнутые -магистральные -радиальные Разомкнутые сети питаются от одного источника питания и передают электроэнергию к потребителям только в одном напрявлении.

В замкнутых сетях электроприемники получают по меньшей мере с друх сторон. Различают простые замкнутые сети и сложнозамкнутые сети. Простые замкнутые сети имеют один замкнутый контур, сложнозамкнутые – несколько. К простым замкнутым сетям относятся кольцевая сеть и сеть с двухсторонним питанием.

 

 

 

6)по обеспечению электробезопасности -с глухозаземленной нейтралью до 1кВ -с изолированной нейтралью до 1кВ - с изолированной нейтралью выше 1кВ -с эффективно заземленной нейтралью 7)по назначению: а)местные сети с Uн=35кВ и ниже б)районные сети с Uн >35кВ Местные сети охватывают площади радиусом до 30 км. Они имеют малую плотность нагрузки и напряжение до 35 кВ включительно. Это сельские, коммунальные и фабрично-заводские сети. К местным сетям относятся “глубокие вводы” напряжением 110 кВ.

Районные сети охватывают большие районы и имеют напряжение 110 кВ и выше. По районным сетям осуществляется передача электроэнергии от ЭС в места ее потребления. К районным сетям относятся основные сети системы, магистральные ЛЭП внутрисистемной связи и межсистемные связи.

8)По конструктивному исполнению различают воздушные и кабельные сети, проводки и токопроводы.

Токопровод – это установка для передачи и распределения электроэнергии, которая используется на промышленных предприятиях. Состоит из неизолирован-ных или изолированных проводников, изоляторов, защитных оболочек и опорных конструкций.

Электропроводки предназначены для выполнения сетей в зданиях.

9)По степени резервированности сети делятся на нерезервированные и резервированные. Замкнутые сети всегда резервированные, потому что при отключении любой ЛЕП или любого источника питания ни один из потребителей не потеряет питание. Магистральные сети, выполненные одной цепью, являются нерезервированными, так как часть или все потребители теряют питание в зависимости от места повреждения и мест установки коммутационной аппаратуры. Магистральные сети, выполненные двумя цепями, являются резервированными.

 

10)По выполняемым функциям  различают системообразующие, питающие ираспределительные сети.

Системообразующие сети – это сети напряжением 330 кВ и выше. Выполняют функцию формирования энергосистем, объединяя мощные ЭС и обеспечивая их функционирование как единогообъекта управления. Эти сети характеризуются большим радиусом охвата, значительными нагрузками. Сети выполняются по сложнозамкнутым многоконтурным схемам с несколькими ИП.

Питающие сети предназначены для передачи электроэнергии от подстанций системообразующей сети и от шин 110 – 220 кВ ЭС к районным подстанциям. Питающие сети обычно замкнуты. Их напряжение – 110 – 220 кВ.

Распределительная сеть предназначена для передачи электроэнергии на не-большие расстояния от шин низшего напряжения районных ПС непосредственно к потребителям. Такие сети выполняют по разомкнутым схемам. Различают расп-ределительные сети высокого напряжения (более 1000 В) и низкого напряжений (до 1000В).

 

11)По характеру потребителей сети делятся на городские, промышленные и сельские.

Городские сети характеризуются высокой плотностью электрических на-грузок (до 12 МВ·А/км2) и большим количеством разнородных потребителей.

К промышленным сетям относятся сети промышленных предприятий. Эти сети делятся на сети внешнего и внутреннего электроснабжения. Напряжение зависит от близости к питающей ПС. Если она расположена вблизи предприятия, то напряжение внешнего электроснабжения – 6 - 10 кВ, а внутреннего – до 1000 В. Если питающая ПС расположена далеко, то напряжение внешнего электроснабжения повышается. Для промышленных сетей существует понятие “глубокого ввода”, когда высокое напряжение (220 –330 кВ) заводится на территорию завода, минуя дополнительные трансформации. В этом случае в схеме внутреннего элект-роснабжения используется напряжение 6 – 35 кВ.

Сельские сети – сети напряжением 0,4 – 110 кВ. Они предназначены для питания небольших населенных пунктов, сельскохозяйственных предприятий. Отличаются большой протяженностью и малой плотностью нагрузки (до 15 кВ·А/км2). Сельские сети выполняются, в основном, воздушными ЛЕП по разомкнутым схемам.

 

 

Основные условия проектирования рациональной системы электроснабжения. 1)надежность, которая должна быть обеспечена в зависимости от категории потребителей. 2) Экономичность – минимальные затраты на схему электроснабжения, но при этом схема должна обеспечивать надёжное электроснабжение в соответствии с категорией потребителей 3) Удобство в эксплуатации – оборудование должно быть доступно для осмотра и ремонта и быстрого устранения неисправностей. 4) Гибкость – схема должна допускать переделки и изменения в схеме связанные с вводом новых мощностей, увеличением нагрузки без существенных переделов схемы. Принципы построения схем электроснабжения:

1. Отказ от холодного резерва – т.е. все линии и трансформаторы должны находиться под напряжением или под нагрузкой. отказ от ''холодного" резерва. В аварийных ситуациях оставшиеся в работе элементы электроснабжения должны быть способны принять на себя нагрузку временно выбывшего элемента 2. Раздельная работа линий и трансформаторов – все линии и трансформатор работают раздельно. при этом снижаются токи к.з., упрощается коммутация, релейная защита и системная автоматика. Режимы работы с параллельным включением элементов систем электроснабжения применяют при очень высоких требованиях к бесперебойности питания, когда АВР не удовлетворяет требованиям быстродействия восстановления питания либо в других обоснованных случаях.

3. глубокое секционирование всех звеньев системы электроснабжения, начиная от шин подстанции и кончая сборными шинами вторичного напряжения цеховых подстанций

4. Приближение ВН к потребителям.  Максимальное приближение источников высокого напряжения к электроустановкам потребителей в целях использования минимума сетевых звеньев, числа промежуточной трансформации и коммутации, сокращение протяженности питающих и распределительных линий.

23.Основные характеристики электрических нагрузок Нагрузки характеризуются активной мощностью P, реактивной мощностью Q, полной мощностью Sи(или) током   1.Номинальная (Установленная) активная мощность  электроприемника (р_уст) – его мощность указанная на табличке завода изготовителя или в паспорте двигателя,силового или специального трансформатора,либо на колбе или цоколе источника света. При указанной мощности ЭП должен работать при номинальной нагрузке и номинальном напряжении длительное время в установившемся режиме без превышения допустимой температуры. Под номинальной активной мощностью электродвигателей Рн понимается мощность,развиваемая двигателем на валу при номинальном напряжении,а под номинальной актив.мощностью других приемников ЭЭ-потребляемая ими из сети мощность в киловаттах при номинальном напряжении. 2.Номинальная реактивная мощность приемника ЭЭ-реактивная мощность,потребляемая из сети (знак плюс) или отдаваемая в сеть(знак минус) при номинальной активной мощности и номинальном напряжении(а для СД и при номинальном токе возбуждения или номинальном коэф.мощности) паспортная реактивная мощность приемников ПКР(повторно-кратковременного режима) приводится к длительному режиму,т.е. ПВ=100%,по формулеqн=q пасп3)Групповая номинальная реактивная мощность –это алгебраическая сумма номинальных реактивных мощностей отдельных рабочих приемников,приведенных к ПВ=100%Qн=Групповая номинальная активная мощность-это сумма номинальных активных мощностей отдельных рабочих приемников ЭЭ,приведенных к ПВ(продолжительность включения)=100%Pн=4.Для характеристики переменной нагрузки приемников ЭЭ за рассматриваемый интервал времени определяют средние нагрузки.Средняя (активная и реактивная) мощность группы приемников представляет собой алгебраическую сумму средних мощностей отдельных приемников,входящих в данную группу:Определяется из выражений: для одного приемника р_с=q_с=для группы приемниковP_c=Q_с=Средняя активная(или реактивная) мощность группы приемников равна сумме средних активных(или реактивных) мощностей отдельных приемников,входящих в данную группу:Pc= Qc= Групповые квадратичные графики нагрузки P²(T) ,Q²(T) , I²(T) характеризуются значениями среднеквадратичной нагрузки P_ск ,Q_ск, I_ск P_ск=Q_ск= I_ск=T-рассматриваемый период времени 5.В определенные промежутки времени значения активной,реактивной,полной мощности или тока представляют собой наибольшее из соответствующих средних значений. такие нагрузки-максимальные.По продолжительности различают два вида максимальных нагрузок 1)максимальные длительные нагрузки различной продолжительности(10,30,60 мин),определяемые для выбора элементов системы ЭС по нагреву и расчета максимальных потерь мощности в них. Расчетная нагрузка по допустимому нагреву-длительная неизменная нагрузка элемента системы ЭС,которая эквивалентна ожидаемой изменяющейся нагрузке по наиболее тяжелому тепловому действию:максимальной температуре нагрева проводника или тепловому износу его изоляции 2)максимальные кратковременные нагрузки длительностью 1-2с,определяемые для проверки колебания напряжения в сетях,оценки потери напряжения в контактных сетях и т.д расчетная нагрузка по допустимой потере напряжения-пиковая нагрузка,выраженная в амперах Iпик,киловаттах Pпик или кВА Sпик,вызывающая максимальные потери U и наиболее тяжелые условия работы сети.