- •Введение
- •140106 – Энергообеспечение предприятий,
- •Глава 1. Электрические нагрузки сельскохозяйственных потребителей
- •Общие положения. Особенности сельскохозяйственного электроснабжения
- •1.2. Графики нагрузок потребителей
- •1.3. Методы определения расчетных нагрузок
- •1.4. Расчетная нагрузка на вводах потребителей
- •1.5. Расчетная нагрузка на участках сети и шинах тп
- •Глава 2. Устройство наружных и внутренних электрических сетей
- •2.1. Общая характеристика электрических сетей
- •2.2. Классификация электрических сетей
- •2.3. Воздушные линии электропередачи
- •2.4. Кабельные линии электропередачи
- •2.5. Расчет электрических сетей
- •2. Выбор сечений проводников по условию короны.
- •Глава 3. Регулирование напряжения
- •3.1. Регулирование напряжения генераторов сельских электростанций
- •3.2. Сетевое регулирование напряжения
- •3.3. Регулирование напряжения с помощью статических конденсаторов
- •3.4. Регулирование напряжения с помощью синхронных компенсаторов
- •Глава 4. Короткие замыкания
- •4.1. Общие сведения о коротких замыканиях
- •4.2. Расчет токов короткого замыкания
- •Глава 5. Перенапряжения и защита от них
- •Глава 6. Сельские электростанции и трансформаторные подстанции
- •6.1. Сельские электростанции
- •6.2. Сельские трансформаторные подстанции
- •6.3. Связь между электростанциями, энергосистемой и потребителями
- •Глава 7. Электроборудование
- •7.1. Основное электрооборудование
- •7.2. Вспомогательное электрооборудование
- •Глава 8. Релейная защита и автоматизация систем электроснабжения
- •8.1. Характеристика, назначение и требования к релейной защите
- •8.2. Классификация и принципы выполнения реле
- •8.3. Устройство и работа реле
- •8.4. Максимальная токовая защита и токовая отсечка
- •8.5. Автоматическое повторное включение (апв)
- •8.6. Автоматическое включение резерва
- •Глава 9. Надежность электроснабжения
- •9.1. Категории потребителей по надежности электроснабжения
- •9.2. Повышение надежности электроснабжения
- •9.3. Потери электроэнергии, энергосбережение и рациональное использование электроэнергии
- •Глава 10. Качество электрической энергии
- •10.1. Влияние напряжения на работу элементов электрической сети
- •10.2. Показатели качества напряжения
- •Глава 11. Технико-экономические показатели установок сельского электроснабжения
- •11.1. Себестоимость передачи электроэнергии
- •11.2. Технико-экономический расчет
- •Список используемой литературы
7.2. Вспомогательное электрооборудование
1. Отключающее: аппараты для включения или отключе-
ния агрегатов и отдельных цепей ЭС и подстанций в нормальном режиме и при авариях:
рубильники и переключатели – простейшие воздушные выключатели для неавтоматического (ручного) включения, отключения и переключения цепей постоянного и переменного тока до 1000 А напряжением до 500 В (рисунок П2.7 Приложения 2).
автоматические выключатели – для защиты электро-установок от перегрузок и токов короткого замыкания, коммутационных операций под нагрузкой (рисунок П2.8 Приложения 2).
Выпускаются автоматы с расцепителями:
– тепловыми;
– электромагнитными;
– комбинированными (тепловой и электромагнитный);
– максимальными;
– минимальными;
– независимыми.
Каждый автомат (одно- или трехполюсный) имеет несколько токов уставки (срабатывания) и время срабатывания не более 5 секунд.
плавкие предохранители – для защиты электроуста-новок от перегрузок и токов короткого замыкания, устанавливаются последовательно с выключателями или рубильниками.
Наибольшее распространение получили предохранители:
– низковольтные – пробочные и трубчатые (для защиты электроустановок до 1кВ) типа ПР и НПН (рисунок П2.9 Приложения 2);
– высоковольтные – кварцевые (для защиты электро-установок до 35 кВ) типа ПКТ (рисунок П2.10 Приложения 2).
контакторы – служат для дистанционного и авто-матического управления электрическими цепями постоянно-го и переменного тока напряжением до 1кВ (рисунок П2.11 Приложения 2).
В отличие от автоматов они не защищают цепи от ненормальных режимов, а используются для частых вклю-чений и отключений цепей и управляются рубильниками, выключателями или кнопками.
магнитные пускатели – служат для дистанционного управления короткозамкнутыми асинхронными двигателями и представляют собой трехфазный контактор с тепловым реле и системой блокировочных контактов, встроенные в общий ящик (рисунок П2.12 Приложения 2).
Пускатели, управляющие несколькими двигателями, комплектуются в одном щите, называемом магнитной станцией.
разъединители – служат для создания видимого разрыва
цепи с целью обеспечения безопасности ремонтных работ на части электроустановки, находящейся под напряжением, но при отсутствии в ней тока (рисунок П2.13 Приложения 2). Предварительное отключение тока необходимо в связи с отсутствием у разъединителей дугогасящих устройств. В противном случае образуется электрическая дуга, способная нанести вред обслуживающему персоналу и электро-оборудованию.
Выпускаются разъединители:
для внутренних установок;
для наружных установок;
однополюсного и трехполюсного исполнения;
на напряжения 6кВ, на токи 2кА.
Для повышения безопасности разъединители устанавливаются на отдельной опоре и включаются через ручные рычажные приводы, устанавливаемые на расстоянии от разъединителя.
выключатели нагрузки – для отключения только токов нагрузки, без отключения токов короткого замыкания. Конструктивное исполнение выключателя нагрузки аналогично конструкции разъединителя с добавлением дугогасительной камеры, содержащей твердый
газогенерирующий материал (оргстекло).
масляные выключатели – высоковольтные выклю-чатели для включения и отключения электрических цепей под нагрузкой и при к.з. (рисунок П2.14 Приложения 2).
К ним предъявляются высокие требования:
– достаточная отключающая способность;
– высокая надежность работы;
– взрыво- и пожаробезопасность;
– простота конструкции и удобство эксплуатации;
– как можно меньшие размеры и вес.
короткозамыкатели (короткозамыкающие разъедините-ли) – для создания мощного искусственного к.з. для срабаты-вания защиты линии при возникновении неполадок в силовом трансформаторе, устанавливаются на тупиковых и отпаечных подстанциях со стороны высшего напряжения вместо масляных выключателей, т.к. дешевле и проще.
Выпускаются:
– двухполюсные на 35 кВ;
– однополюсные на 110-220 кВ.
отделители (отделяющие разъединители) – устанавливают:
там, где питающие линии снабжены механизмом авто-матического повторного включения (АПВ) для предотвраще-ния подачи напряжения на поврежденный элемент;
или на подстанции, питаемой на одной линии с АПВ, где устновлены два трансформатора, для отключения поврежденного трансформатора при сохранении нормального питания исправного трансформатора.
Выполняются отделители однополюсными, соединяются на месте монтажа в трехполюсный аппарат.
Отключаются отделители автоматически, включаются вручную, управляются приводом.
II. Ограничивающее – для ограничения величины токов к.з. и защиты установок от перенапряжений.
реакторы – выпускают бетонные реакторы, т. е. с сухой
изоляцией и бетонным каркасом для номинальных напряжений от 6 до 35 кВ и номинальных токов от 400 до 4000 А для внутренней и наружной установки (рисунок П2.15 Приложения 2).
При к.з. токи в катушках реактора могут увеличиваться в 10-20раз в сравнении с номинальным, при перегреве обмоток используют принудительное охлаждение вентиляторами.
разрядники – аппараты, служащие для защиты изоляции электрооборудования электростанций от перенапряжений:
– атмосферных (молнии),
– наведенных (со стороны оборудования станции),
– коммутационных.
Название «вентильный» разрядник имеет от свойства мате-
риала нелинейных вилитовых резисторов, установленных в фарфором корпусе разрядника, менять свое сопротивление при повышенном напряжении (пропускает очень большие токи) и при пониженном напряжении (пропускает очень маленькие токи) (рисунок П2.16 Приложения 2).
нелинейные ограничители перенапряжения – разрядники без искрового промежутка с нелинейными резисторами из оксида цинка; применяются на современных ТП вместо вентильных разрядников из-за ряда преимуществ:
простота конструкции и высока надежность;
способность к рассеиванию больших энергий;
малые габариты, вес и стоимость.
III. Измерительное:
измерительные трансформаторы тока и напряжения – применяют в установках переменного тока для включения и питания катушек измерительных приборов, реле защиты и автоматики, приборов сигнализации. Это позволяет:
– обеспечить безопасность измерений и удобство обслуживания приборов и реле;
– стандартизировать приборы и реле, расчитывая их обмотки на ток 5А и напряжение 100В;
– защитить последовательно включаемые обмотки от действия токов к.з. в контрольных цепях;
– облегчить контрольную проводку до сечений 1,5-10мм2, с помощью которой приборы и реле присоединяются к вторичным обмоткам измерительных трансформаторов.
амперметры – служат для контроля нагрузки электрических цепей с целью предупреждения ненормальных режимов их работы, устанавливаются во всех основных электрических цепях: в цепях генераторов, силовых трансфор-
маторов, электродвигателей, линий и т.д.
Схемы включения амперметров:
– один амперметр (на одну фазу при симметричной нагрузке) (рисунок 7.1, а);
– три (на три фазы при несимметричной нагрузке) (рисунок 7.1, б);
– один амперметр с переключателем (для поочередного измерения тока в трех фазах) (рисунок 7.1, в).
И спользуют щитовые (встроенные в щит) амперметры с классом точности 1-2,5.
Рисунок 7.1.
вольтметры – для измерения и контроля напряжения, конструктивно почти не отличаются от амперметров. Отличаются по схеме включения в цепь – обмотку вольтметра включают через добавочное сопротивление параллельно тому участку цепи, где измеряется напряжение.
Используют щитовые вольтметры с классом точности 1-2,5 двух типов:
1) показывающие (рисунок П2.19 Приложения 2);
2) регистрирующие (самопишущие).
мегометры – служит для измерения сопротивления изо-ляции элементов электроустановок электростанций и подстанций, состоят из:
– магнитоэлектрического логометра;
– источника питания – индуктора (маленький генератор постоянного тока).
Якорь этого генератора вращают рукояткой вручную со скоростью 90-120 об/мин, индуктируемая при этом ЭДС обеспечивает на зажимах мегомметра напряжение 0,5-2кВ (рисунок П2.20 Приложения 2).
ваттметры – служат для измерения и контроля распределения активной и реактивной мощностей между элементами энергосистемы.
Выполняются:
– на постоянном токе как электродинамические;
– на переменном токе как электродинамические и индукционные.
Используют щитовые ваттметры с классом точности 1-2,5 двух типов:
1) показывающие;
2) регистрирующие (самопишущие).
счетчики – для учета выработанной, потребленной и потерянной в сети электроэнергии, устанавливаются соответ-ственно на электростанциях, сетевых подстанциях и у потребителей.
Для учета активной энергии (рисунки П2.21-П2.23 Приложения 2) используют счетчики ватт-часов, которые в зависимости от расположения в энергосиситеме, показывают:
– количество электроэнергии, вырабатываемой генерато-рами электростанций, потребленной на собственные нужды;
– количество электроэнергии, отданной в сеть и на подстанции;
– количество электроэнергии, отпущенной потребителям и
подлежащей оплате;
– величину потерь электроэнергии в элементах сети;
– нормы расхода электроэнергии.
Для учета реактивной энергии (рисунок П2.24 Приложения 2) используют счетчики вольт-ампер-часов реактивных, показывающих:
– количество реактивной электроэнергии, вырабатыва-емой генераторами электростанций;
– пропущенную через районные ТП;
– выработанную синхронными компенсаторами;
– выработанную компенсирующими установками промыш-ленных предприятий.
Используют индукционные цифровые счетчики: однофазные; трехфазные; однотарифные; двухтарифные.
частотомеры – служат для измерения частоты перемен-
ного тока, наиболее часто используются:
1) электромагнитные вибрационные (только в стационар-
ных установках):
– с косвенным возбуждением;
– с непосредственным возбуждением.
2) стрелочные.
фазометры – служат для измерения угла сдвига фаз между током и напряжением или измерения коэффициента мощности Cos в цепях переменного тока.
синхроскопы – служат для облегчения синхронизации синхронных машин и генераторов электростанций (когда час-тоты и фазы напряжений синхронизируемого и работающих генераторов совпадают, стрелка синхроскопа останавливается на нуле шкалы), используются:
– ламповые;
– электромагнитные (логометры).
V. Защитное:
устройства релейной защиты – специальные устройс-тва, состоящие из одного или нескольких приборов (реле), ко-торые при нарушении нормальной работы или при пов-реждении какого-либо элемента установки или сети вызывают отключение его выключателей или сигнального устройства.
По назначению релейные защиты подразделяют на:
1) основные (измерительные – реле тока, напряжения, мощности, сопротивления и др.);
2) вспомогательные, действующие по команде первых
(реле времени, промежуточные, указательные).
устройства заземления – для обеспечения безопас-
н ости человека при случайном соприкосновении с частями электроустановок, находящихся под напряжением из-за замыкания на землю вследствие пробоя изоляции таких частей (защитное заземление) и для обеспечения нормальной работы электроустановок в нормальном и аварийном режимах (рабочее заземление).
Состоят из:
– заземлителей: это металлический проводник, непосредственно сопри-касающийся с землей, обеспечивает электрическое
соединение с землей (естест-венные – металлические тру-бопроводы, негазовые; иску-сственные – стальные трубы, уголки);
– заземляющих провод-ников: это неизолированные провода и шины, соединяю-щие заземляемые части электроустановок с зазем-лителем.
С
Рисунок 7.2.
рудования под напряжением, через человека проходит ток, равный фазному (схема а). При наличии заземления (схема б), ток утечки в основном уходит в землю (схема в), т. к.
с опротивление чело-века значительно больше сопротивления земли.
Через человека тог-да проходит очень ма-ленький ток, не опас-ный для жизни, вели-чина которого зависит от сопротивления земли (чем оно меньше, тем меньше ток через человека).
У
Рисунок 7.2. Пример
выполне-ния устройства заземления
как показано на рис.7.2.
VI. Сигнальное: на центральных постах управления элементов энергетических систем имеются следующие виды и устройства сигнализации:
устройства сигнализации положения – указывают персоналу на состояние исполнительных органов (коммута-ционных аппаратов – разъединителей и др.);
устройства аварийной сигнализации – извещают о возникновении ненормальных или аварийных режимов работы объекта или целого участка;
устройства предупреждающей сигнализации – преду-преждает персонал о возможности аварийных режимов;
устройства напоминающей сигнализации – указывает, какие виды защиты и автоматики сработали;
устройства сигнализации вызова – требует прихода персонала в помещение, где нарушена работа оборудования.
По способу действия различают сигнализацию:
– световую: световые индикаторы (сигнальные лампы, световое табло);
– звуковую (двухтональную): звонок, зуммер, сирена.
Осуществляется сигнализация:
1) автоматически – с помощью подключенных специаль-ных приборов (например, прибор ПС для сигнализации поло-жения), через специальные схемы с использованием датчиков контроля (реле времени, манометры, контактные термометры и др), (рисунки П2.25-П2.26 Приложения 2);
2) вручную с помощью кнопки на пульте оператора (рисунок П2.27 Приложения 2).