Дополнительное Оборудование
Любая электрическая система распределения включает большое количество дополнительного оборудования, чтобы защитить генераторы, трансформаторы, и линии передачи непосредственно. Система часто включает устройства, разработанные, чтобы отрегулировать напряжение или другие особенности мощности, передаваемой потребителям.
Чтобы защитить все элементы системы мощности от коротких замыканий и перегрузок, и для нормальных операций переключения, используются разьединители. Эти разьединители - большие выключатели, которые активизируются автоматически в случае короткого замыкания или другого случая, которое вызывает внезапное повышение тока. Поскольку ток проходит через контакты выключателя вмгновенно, когда ток прерывается, некоторые большие разьединители (такие которые используют в защите генератора или секции первичной линии передачи) погружены в жидкость, которая является слабым проводником электричества, такого как масло, подавляет ток (см. диэлектрик). В больших выключателях воздушного типа, так же как в масляных выключателях , используются магнитные поля , чтобы разьединить ток. Маленькие воздушные выключатели используются для защиты в магазинах, фабриках, и в современных домашних устройствах. В местном электрическом снабжении плавкие предохранители иногда обычно используют для той же самой цели. Плавкий предохранитель состоит из элемента сплава с низкой температурой плавления, встроеной в цепь, который плавится, прерывая цепь, если ток повышается выше определенного значения. Большинство жилых домов теперь используют воздушные выключатели.
2. Основні характеристики електричних навантажень;
Глава 3 Основные характеристики электрических нагрузок
Электрические нагрузки характеризуют потребление электроэнергии отдельным ЭП или группой ЭП (цехом, производством или предприятием в целом). Электрические нагрузки могут быть представлены в виде мощностей активной (P), реактивной (Q), полной (S) или тока (I). Режимы работы элктроприемников разнообразны и изменяются во времени, поэтому полную характеристику электрических нагрузок дают зависимости изменения электрических параметров во времени, которые и называют графиками нагрузок.
Для полной характеристики электрических нагрузок рассматриваются следующие показатели:
- установленная мощность;
- номинальные нагрузки;
- средние значения нагрузок;
- среднеквадратичные значения нагрузок;
- максимальные значения нагрузок;
- расчетные значения нагрузок;
- потребление электроэнергии.
Все показатели нагрузок, характеризующие индивидуальные приемники электроэнергии и их графики, условились обозначать строчными буквами
(p, q, s, i). Для характеристики электрических нагрузок пользуются следующими определениями.
Установленная мощность
Установленная мощность индивидуального электроприемника (руст) – его номинальная мощность указанная в паспорте ЭП (рпас). При указанной мощности ЭП должен работать при номинальной нагрузке и номинальном напряжении длительное время в установившемся режиме без превышения допустимой температуры. Будем считать установленным любой ЭП, подключенный к электрической сети (работающий или не работающий), но который может быть включен в любое время по требованию технологии.
Номинальные нагрузки
Номинальные нагрузки для индивидуальных ЭП характеризуются номинальной активной (рн), реактивной (qн), полной (sн) мощностями и номинальным током (iн). Номинальные нагрузки для индивидуальных ЭП зависят от режима их работы.
3. Короткі замикання, причини їхнього виникнення і класифікація;
Основная причина возникновения короткого замыкания – нарушение изоляции оборудования электроустановок, в том числе кабельных и воздушных линий электропередач. Приведем несколько примеров возникновения КЗ по причине нарушения изоляции.
При проведении земляных работ был поврежден высоковольтных кабель, что привело к возникновению междуфазного короткого замыкания. В данном случае повреждение изоляции произошло в результате механического воздействия на кабельную линию.
В открытом распределительном устройстве подстанции возникло однофазное замыкание на землю в результате пробоя опорного изолятора по причине старения его изоляционного покрытия.
Еще один достаточно распространенный пример – падение ветки или дерева на провода воздушной линии электропередач, что приводит к схлестыванию или обрыву проводов.
4. Електробезпека;
Электрическая безопасность, Электробезопасность, ЭБ — система организационных мероприятий и технических средств, предотвращающих вредное и опасное воздействие на работающих от электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества.
Электрическая безопасность включает в себя правовые, социально-экономические, организационно-технические, санитарно-гигиенические, лечебно-профилактические, реабилитационные и иные мероприятия.
Правила электробезопасности регламентируются правовыми и техническими документами, нормативно-технической базой. Знание основ электробезопасности обязательно для персонала, обслуживающего электроустановки и электрооборудование.
Методами защиты является ряд мероприятий по снижению вероятности до нуля получения травм и/или повреждений при использовании электрооборудования.
Проектирование[править | править вики-текст]
Проектирование осуществляется лицом, обладающим необходимой на проектировку электросистем документацией (компетентностью) или же квалифицированным лицом под руководством компетентного лица. При проектировании учитываются все возможные риски при использовании электроэнергии и применяются методы избежания опасностей. При проектировании всегда исходят из самых худших условий эксплуатации с учётом 100 % вероятности всех рисков. Перед сдачей проекта в эксплуатацию, в зависимости от степени опасности проектируемого объекта, он должен пройти согласование в соответствующих инстанциях.
Снижение напряжения прикосновения[править | править вики-текст]
Заземление[править | править вики-текст]
Заземление, т. е. преднамеренное в целях электробезопасности электрическое соединение с заземляющим устройством металлических частей, нормально не находящихся под напряжением, применяется в сетях с изолированной нейтралью. Чем меньше сопротивление защитного заземления, тем меньше напряжение на этих частях при пробое изоляции. При проектировании одним из важных элементов является доведение разности потенциалов между различными металлическими частями до безопасного для человека и животных значения. Для этого используется заземление и выравнивание потенциалов: все открытые металлические части электрически соединяются на главной шине заземления, таким образом разность потенциалов между ними не должна представлять угрозу для человека или животных при касании между двумя частями металлоконструкций.
Использование сверхнизких напряжений[править | править вики-текст]
Третий класс электрозащиты
Для электроснабжения объектов повышенной влажности используют сверхнизкие напряжения (до 50 вольт или 3-й класс защиты), которые сами по себе не являются источником опасности для человека и при протекании не вызывают спазмы или какие-либо ещё опасные электротравмы. Наибольшая степень безопасности достигается при напряжениях до 10 В. В производстве чаще используют сети напряжением 12 В и 36 В. Для создания таких напряжений используют понижающие трансформаторы. Ещё одним преимуществом использования сверхнизкого напряжения является отсутствие надобности в использовании защитного заземления. Помимо влажных помещений, сверхнизкое напряжение нашло применение и во взрывоопасной среде.
Сверхнизкое напряжение различают на:
SELV — safety extra-low voltage
PELV — protected extra-low voltage
FELV — functional extra-low voltage
Возможность оперативного снятия напряжения[править | править вики-текст]
Рубильник (выключатель нагрузки)
В случае возникновения опасных ситуаций, всегда должны иметься возможность как можно быстрее снять напряжение и освободить тем самым попавших под напряжение людей. Для этих целей на входе в электрощит используют выключатель нагрузки — рубильник. В случае попадания людей под напряжение, отключение входного рубильника обесточит сразу все цепи, освободив тем самым попавших под напряжение людей — процесс снятия напряжения в этом случае произойдёт намного быстрее чем поиск группового предохранителя, тем самым сильно повысив шансы на спасение пострадавших. Рубильник подбирается по количеству фаз и номинальному току. Выбор номинального тока рубильника может происходить на основании трех фактов:
совпадать с номинальным током предохранителя, защищающем питающую линию данного электрощита
по сумме номинальных токов всех групповых предохранителей (нежелательно)
в случае, если питающий кабель является магистральным и снабжает электроэнергией сразу несколько электрощитов, то в качестве входного коммутационного аппарата устанавливается предохранитель
Цепи электродвигателей
кнопка экстренной остановки
Во избежание механических травм в снабжённых электродвигателями аппаратуре используется кнопка экстренной остановки, т. н. «кнопка-гриб-боровик». Как правило, это фиксирующаяся в устойчивом положении кнопка с нормально-замкнутыми контактами, включаемая в цепь управления электродвигателем последовательно контактору. В случае нажатия на эту кнопку, механизм фиксируется в «утопленном» положении, тем самым удерживая цепь управления в разомкнутом состоянии; а поскольку катушка контактора больше не получает электропитания, то контактор разводит пары контактов, разрывая при этом цепь и прекращая снабжение электродвигателя. По прекращении подачи электропитания на электродвигатель, происходит его остановка и освобождение человека от механического воздействия крутящихся механических частей электродвигателя.
ожарная безопасность[править | править вики-текст]
Предохранитель
Основная статья: Электрический предохранитель
При проектировании, одной из целей является недопущение опасных режимов работы, при которых может произойти перегрев проводки и пожар. Электросистема должна быть спроектирована таким образом, чтобы исключить работу при аварийных режимах, ведущих к повреждению чрезмерной температурой или пожару. Иными словами, вся выделяющаяся при эксплуатации тепловая энергия должна рассеиваться в окружающую среду без повреждения каких-либо частей электрооборудования.
Электрическое разделение сетей[править | править вики-текст]
Разветвленная электрическая сеть большой протяженности имеет значительную ёмкость и небольшое сопротивление фаз относительно земли. В этом случае даже прикосновение к 1 фазе является очень опасным. Если единую сеть разделить на ряд небольших сетей такого же напряжения, то опасность поражения резко снижается. Обычно разделение сетей осуществляется путём подключения отдельных электроустановок через разделительные трансформаторы. Защитное разделение сетей допускается лишь для сетей до 1000 В.
При проведении электроработ[править | править вики-текст]
При проведении электроработ рассматривается обеспечение недоступности к токоведущим частям (как во время работ, так и после) для сведения к минимуму рисков или вовсе исключение опасности прикосновения к токоведущим частям электрооборудования. Это достигается посредством ограждения и расположения токоведущих частей на недоступной высоте или в недоступном месте. Ограждения применяют сплошные и сетчатые с размером ячейки сетки 25×25 мм. Сплошные ограждения в виде кожухов и крышек применяются в электроустановках до 1000 В.
5. Схеми промислового електропостачання електроенергії: зовнішні та внутрішні;
Электроснабжение от энергосистемы можно осуществить по двум схемам (рис. 1):
глубокого ввода двойной магистрали напряжением 35...220 кВ на территорию предприятия с подключением отпайкой от обеих испей нескольких пар трансформаторов;
с одной мощной ГПП на все предприятие. Первая схема (см. рис. 1, а) применяется на крупных предприятиях, занимающих большие территории и располагающих площадями для прохождения линии напряжением 35...220 кВ. Вторую схему (см. рис. 1, б) применяют на предприятиях средней мощности с концентрированным расположением нагрузок. Эти схемы являются основными электротехническими чертежами проекта, на основании которых выполняют все другие чертежи, производятся расчеты сетей и выбор основного электрооборудования.
Рис. 1. Схемы внешнего электроснабжения для крупных (а) и средних (б) предприятий
Рис. 2. Магистральные схемы электроснабжения:
а — одиночная; б — сквозная с двусторонним питанием; в — кольцевая; г — двойная; ТП1—ТП6 — трансформаторные подстанции
Магистральные схемы могут быть одиночными, сквозными с двусторонним питанием, кольцевыми и двойными.
Одиночную схему (рис. 2, а) применяют для потребителей третьей категории. При этой схеме требуется меньшее число линий и выключателей. К одной магистрали подключают два-три трансформатора ТП мощностью 1000... 1600 кВ • А или четыре-пять трансформаторов мощностью 250...630 кВ А (ограничение вносит чувствительность релейной защиты). Недостаток схемы — отсутствие резервного канала электроснабжения на случай повреждения линии. Поэтому для кабельных линий такую схему не применяют, так как время отыскания мест повреждений и ремонта кабелей может превышать 24 ч.
Более надежна сквозная схема с двусторонним питанием (рис. 2, б). Магистраль присоединяют к разным источникам питания. В нормальных условиях она разомкнута на одной из подстанций. Схема применяется для питания потребителей второй категории.
Кольцевая схема (рис. 2, в) создается путем соединения двух одиночных магистралей перемычкой на напряжение 6 (10) кВ. Схема применяется для питания по воздушным линиям потребителей второй категории. В нормальном режиме кольцо разомкнуто и питание подстанций осуществляется по одиночным магистралям. Но при выходе любого участка сети питание ТП прерывается лишь на время операций по отключению в ремонт поврежденного участка и включению разъединителя перемычки.
Двойная схема (рис. 2, г) достаточно надежна, так как при любом повреждении на линии или в трансформаторе все потребители (в том числе первой категории) могут получать электроэнергию но второй магистрали. Ввод резервного питания происходит автоматически с помощью устройств АВР. Данная схема дороже, чем рассмотренные выше, так как расходы на сооружение линий удваиваются.
Рис. 3. Радиальные схемы электроснабжения для питания потребителей третьей (а), второй (б) и первой (в) категорий надежности электроснабжения
Радиальные схемы (рис. 3) применяют для питания сосредоточенных нагрузок и мощных электродвигателей. Для потребителей первой и второй категорий предусматривают двухцепные радиальные схемы, а для потребителей третьей категории - одноцепные схемы. Радиальные схемы надежнее и легче автоматизируются, чем магистральные.
Схема, показанная на рис. 3, а, предназначена для потребителей третьей категории. При подключении устройства автоматического повторного включения (АПВ) воздушной линии эту схему можно применять для потребителей второй категории, а при наличии аварийных источников питания — и для потребителей первой категории.
Схему, показанную на рис. 3, б, используют для потребителей второй категории. В некоторых случаях ее можно применять и для потребителей первой категории. При исчезновении напряжения на одной из секций шин часть потребителей, присоединенных к другой секции, остается в работе.
Схему, приведенную на рис. 3, в, применяют для потребителей первой категории. Питание потребителей при
исчезновении напряжения на одной из секций шин восстанавливается автоматическим включением секционного выключателя.
Рис. 4. Смешанная схема электроснабжения
осуществляется по радиальным линиям, а резервное — по одной сквозной магистрали, показанной на рис. 4 штриховой линией.
На всех приведенных схемах секционные аппараты в нормальном режиме находятся в отключенном состоянии. В основном в распределительных сетях
Смешанные схемы сочетают элементы магистральных и радиальных схем (рис. 4). Основное питание каждого из потребителей
применяют разомкнутые схемы, отвечающие требованиям ограничения токов короткого замыкания и независимого режима работы секций.
Схема внутреннего электроснабжения предприятия разрабатывается с учетом размещения источников питания и потребителей, величин их напряжений и мощностей, требуемой надежности, расположения и конструктивного исполнения линий, РП и цеховых ТП, а также требований к системе электроснабжения.
Надежность или экономичность схемы повышаются, если удовлетворяются следующие условия:
а) сокращается число ступеней трансформации и приближается источник высшего напряжения к потребителю,
б) не предусматриваются специальные резервные (нормально не работающие) линии и трансформаторы, все элементы схемы в нормальном режиме должны находиться под нагрузкой и работать раздельно, при аварии одного из элементов (линии, трансформатора) оставшийся может работать с допустимой перегрузкой, предусмотренной ПУЭ, и с отключением части неответственных потребителей.
в) во всех звеньях системы распределения энергии, начиная от шин ГПП и кончая шинами на напряжения до 1000 В цеховых ТП, а иногда и цеховых силовых РП, осуществляется секционирование шин, а при преобладании нагрузок первой и второй категории предусматривается устройство автоматического ввода резерва (АВР),
г) параллельная работа линий и трансформаторов предусматривается при ударных резкопеременных нагрузках (прокатные станы, мощные сварочные агрегаты, электропечи) или когда АВР не обеспечивает необходимое быстродействие восстановления питания, определяемое режимом электроприемников. Вариант параллельной работы принимается только при технико-экономическом обосновании его целесообразности.
Электроэнергия на напряжениях 6—10 кВ распределяется по радиальным и магистральным схемам.
6. Комутаційна і захисна апаратура (ВВ, НВ), класифікація, види, типи), призначення, галузь застосування, порядок вибору;
Коммутационная аппаратура предназначена для соединения и разъединения потребителей и источников электроэнергии. К. коммутационной аппаратуре относятся выключатель аккумуляторных батарей, выключатели и переключатели света, выключатель приборов и стартера (или зажигания и стартера) с замочным устройством, выключатель указателей поворота, сигнала торможения, аварийной сигнализации, выключатели освещения приборов, клавишные выключатели и переключатели, различного типа реле и др.