Понятие о схемах первичных соединений электростанций и подстанций и назначение электрических аппаратов, используемых в них. Условные обозначения. Схемы эл. Соединений тэц и кэс

Вопрос 3

Понятие о схемах первичных соединений электростанций и подстанций и назначение электрических аппаратов, используемых в них. Условные обозначения. Схемы эл. соединений ТЭЦ и КЭС

Главная схема электрических соединений электростанции (подстанции) — это совокупность основного электрооборудования (генераторы, трансформаторы, линии), сборных шин, коммутационной и другой первичной аппаратуры со всеми выполненными между ними в натуре соединениями.На чертеже главные схемы изображаются в однолинейном исполнении при отключенном положении всех элементов установки. В некоторых случаях допускается изображать отдельные элементы схемы в рабочем положении.Все элементы схемы и связи между ними изображаются в соответствии со стандартами ЕСКД.

На полной принципиальной схеме указывают все аппараты первичной цепи, заземляющие ножи разъединителей и отделителей, указывают также типы применяемых аппаратов. Главная схема этой же подстанции без трансформаторов тока, напряжения, разрядников является упрощенной принципиальной схемой электрических соединений.

В условиях эксплуатации наряду с принципиальной, главной схемой применяются упрощенные оперативные схемы, в которых указывается только основное оборудование. В оперативной схеме условно показаны разъединители и заземляющие ножи. Действительное положение этих аппаратов (включено, отключено) показывается на схеме дежурным персоналом каждой смены.

При проектировании электроустановки до разработки главной схемы составляется структурная схема выдачи электроэнергии (мощности), на которой показываются основные функциональные части электроустановки (распределительные устройства, трансформаторы, генераторы) и связи между ними.На чертежах этих схем функциональные части изображаются в виде прямоугольников или условных графических изображений,никакой аппаратуры (выключателей, разъединителей, трансформаторов тока и т. д.) на схеме не показывают.

Согласно ГОСТ буквенно-цифровое обозначение в электрических схемах состоит из трех частей: 1-я указывает вид элемента, 2-я — его порядковый номер, 3-я - его функцию. Вид и номер являются обязательной частью и должны присваиваться всем элементам и устройствам объекта. Указание функции элемента необязательно.

G – машина электрическая. A – сборные шины РУ высокого напряжения.

T – тр-р (автотр-р) силовой. B – секции сборных шин.

TV – тр-р напряжения. QA – шиносоединительный выключатель.

TA – тр-р тока измерительный. QB – секционный выключатель.

LR – реактор. QO – обходной выключатель.

Q – выключатель высокого напряжения. PSA – амперметр регистрирующий.

QS – разъединитель. PSV – вольтметр регистрирующий.

QSG – разъединитель заземляющий. PSF – частотомер регистрирующий.

QR – отделитель. PO – осциллограф.

QN – короткозамыкатель. PI – счетчик активной энергии.

F – предохранитель плавкий. PK – счетчик реактивной энергии.

FV – разрядник вентильный, магнито-вентильный.

 

Вопрос 8

Вопрос 11

Вопрос 13

Вопрос 15

Вопрос 16

Вопрос19

Вопрос 25

Вопрос 27

Методы определения э.д.у. в проводниках с током

1) Метод на основании закона взаимодействия проводника с током и магнитным полем.

Возьмем систему из двух произвольно расположенных проводников 1 и 2, обтекаемых токами i₁ и i₂.

Напряженность магнитного поля, создаваемого элементом dy проводника 2 в месте расположения элемента dx проводника 1, будет

где α- угол между вектором ρ и направлением тока по элементу dy.

Весь проводник 2 создает в месте расположения элемента dx напряженность магнитного поля

Элементарная сила, действующая на элемент dx, обтекаемый током i₁:

Где β – угол между вектором магнитной индукции и вектором тока i₂.

Полную силу взаимодействия между проводниками 1 и 2 получим после интегрирования dF_dx по всей длине проводник 1:

Считая токи i₁ и i₂ неизменными по всей длине проводника, полную силу можно представить в виде:

Первый член этого выражения зависит только от значений токов. Второй член зависит только от взаимного геометрического расположения проводников и представляет собой безразличную величину – коэффициент контура с. Подставив значение и вычисляя силу в ньютонах, получим:

Т.е. сила взаимодействия между двумя проводниками, обтекаемыми токами i₁ и i₂, пропорциональна произведению этих токов и зависит от геометрии проводников.

 

2) Метод на основании изменения запаса магнитной энергии системы.

Электромагнитное поле вокруг проводников и контуров с током обладает определенным запасом энергии. Электромагнитная энергия контура, обтекаемого током i:

Электромагнитная энергия двух контуров, обтекаемых токами i₁ и i₂:

Где L₁, L₂, M –индуктивности и взаимная индуктивность контуров соответственно.

Всякая деформация контура (изменение расположения отдельных его элементов или частей) или изменение взаимного расположения контуров приводят к изменению запаса электромагнитной энергии. При этом работа силы любой системе равна изменению запаса энергии этой системы:

- изменение запаса энергии системы при деформации системы в направлении x под действием силы F.

Электродинамическая сила в контуре или между контурами, действующая в направлении x, равна скорости изменения запаса энергии системы при деформации ее в том же направлении:

или

 

Вопрос 32

Вопрос 35

Вопрос 38

Вопрос 45

Вопрос 47

Вопрос 51

Вопрос 52

Разъед, короткозам, отделители, выкл. нагр. Назнач., классиф, конструкция, принцип работы. Требования, предъявляемые к разъединителям

Разъединитель –это коммутац. апп-т, предназнач. для включения и отключения эл. цепей выс. напряж. при отсутств. в них тока, а также для обеспеч. безопасн. произв. работ (созд. видимого разрыва).

Разъединители изготавливаются для внутренней (буква В в наименовании) и наружной (буква Н в наименовании) установки. Буква Л указывает на наличие линейного контакта, буква О - на однополюсное исполнение, 3 - на наличие ножей заземления (од­ного - 1 или двух - 2, в маркировке, после буквенного обозначения), Д - двухколонковую конструкцию. Числа в наименовании означают напряжение (кВ) и номинальный ток (А)

Разъединители РВО состоят из цоколя, опорных изоляторов и токопровода. Цоколь в виде швеллера служит основанием для установки малогабаритных изоляторов и крепления разъединителя. Токопровод образует два одинаковых неподвижных контакта и соединяющий их подвижный нож. Во включенном положении нож запирается специальным зацепом, что исключает самопроизвольное открытие ножа под действием сил тяжести и электродинамических сил. Открытие ножа на угол свыше 75° ограничивается упором на скобе осевого контакта.

Трехполюсные разъединители серии РВ (рис. 9) изготовляются на напряжения от 6 до 35 кВ и номинальные токи до 1000 А. Каждый полюс имеет два неподвижных опорных изолятора и изолирующую тягу, присоединенную к общему валу. Включение и отключение разъединителя осуществляются поворотом вала с помощью привода, перемещающего тягу.

Разъединители с заземляющими ножами РВЗ в зависимости от варианта использования разъединителя имеют один или два вала с заземляющими ножами, которые с помощью пластин крепятся к раме. Заземляющие ножи снабжены дополнительными заземляющими контактами, которые укреплены под основными неподвижными контактами. В разъединителях РВЗ предусмотрена блокировка между валом основных и валом заземляющих ножей, что исключает возможность ошибочных действий при оперировании с разъединителем.

Короткозамыкатель -это аппарат, предназначенный для автоматического замыкания одной фазы на землю по сигналу релейной защиты.

Принцип действия: при внутреннем повреждении силового трансформатора включается короткозамыкатель и создает искусственное короткое замыкание. В это время на питающей подстанции релейная защита реагирует на ток искусственного короткого замыкания и отключает питающую линию, а соответственно, и силовой трансформатор от сети.

Устройство: В основании короткозамыкателя размещен вал, установленный в подшипниках, две включающие пружины с регулировкой натяжения, соединенные с основанием и рычагами вала короткозамыкателя, а также гидравлический буфер. Нормальное положение короткозамыкателя отключенное. При этом нож отведен от неподвижного контакта на разрядное расстояние, а его включающие пружины растянуты. Это положение ножа фиксируется приводом. При подаче сигнала на привод короткозамыкателя привод освобождает нож короткозамыкателя, который под действием пружины входит в неподвижный контакт, создавая короткое замыкание, на землю.

Отделитель — трехфазный аппарат, обеспечив. автоматич. отключ. цепи при отсутсвии тока в ней. Устройство отделителя такое же как и разъединителя гориз.-поворотн. типа. Имеют пружиные привод на отключение.

Принцип действия: обычно отделитель представляет контактную систему рубящего типа без дугогашения и снабжённого пружинно — моторным приводом. В нормальном режиме электродвигателем осуществляется натяжение пружины и постановку механизма на защёлку. При подаче сигнала защелка освобождается специальным расцепителем электромагнитного действия и под действием натянутой пружины отделитель размыкает цепь.

Выключатель нагрузки представляет собой трехполюсный коммутационный аппарат переменного тока для напряжения свыше 1 кВ, рассчитанный на отключение рабочего тока, и снабженный приводом для неавтоматического или автоматического управления. Выключатели нагрузки не предназначены для отключения тока короткого замыкания, но их включающая способность соответствует электродинамической стойкости при коротких замыканиях.

Классификация: автогазовые; вакуумные; элегазовые; воздушные; электромагнитные.

В положении "включено" вспомогательные ножи входят в гасительные камеры. Контакты разъединителя 2 и скользящие контакты гасительных камер 7 замкнуты. Большая часть тока проходит через контакты разъединителя 8 в процессе отключения сначала размыкаются контакты разъединителя; при этом ток смещается через вспомогательные ножи 4 в гасительные камеры. Несколько позднее размыкаются контакты в камере.

В положении "отключено" вспомогательные ножи находятся вне гасительных камер; при этом обеспечиваются достаточные изоляционные разрывы.

Требования, предъявляемые к разъединителям:

1. Контакт. схема должна обладать необх.термич. и динамич. стойкостью

2. Перех.сопрот.контактов должно быть мало и стабильно

1) разъединители должны создавать ясно видимый разрыв цепи, соответствующий классу напряжения установки;

2) Отключ. полож. должно надежно фиксир. механич. запором, а эл. прочность возд. промеж. между контактами должна соотв. макс. импульсному напряж.

4) опорные изоляторы и изоляционные тяги должны выдерживать механические нагрузки, возникающие при выполнении операций;

5) Изоляция разъед должна обеспеч. надежную работу при дожде, гололеде, запыленности воздуха

6. Разъед. должны иметь простую конструкцию, удобную для монтажа и экспл.

Вопрос 58

Выбор выключателей

По: напряжению Uном≥Uсет.ном

длительному току I_ном≥I_{норм.расч}; I_ном≥I_{пред.расч}

Проверку выключателей следует производить на симметричный ток отключения по условию I_{откл.ном}≥I_пԏ

Затем проверяется возможность отключения апериодической составляющей токаКЗ i_а.ном=√2β_норм I_{откл.ном}/100 ≥i_aԏ

где i_а.ном — номинальное допускаемое значение апериодической составляющей в отключаемом токе для времени т; β_норм — норми­рованное значение содержания апериодической составляющей в от­ключаемом токе, %); i_aԏ — аперио­дическая составляющая тока КЗ в момент расхождения контактов ԏ; ԏ — наименьшее время от начала КЗ до момента расхождения дугогасительных контактов

ԏ=t_{з min} + t_с.в

гдеt_{з min}=0.01 с - минимальное время действия релейной защи­ты; t_с.в - собственное время отключения выключателя.

Если условие I_пԏ≤ 1_{откл.ном.} соблюдается, а i_aԏ> i_а.ном, то допуска­ется проверку но отключающей способности произво­дить по полному току КЗ:

√2I_{откл.ном} (1+ β_норм /100) ≥√2I_nԏ+i_aԏ.

По включающей способности проверка производится по условию

i_вкл≥i_уд; I_вкл≥I_по

гдеi_вкл наибольший пик тока включения (по каталогу); i_уд - ударный ток КЗ в цепи выключателя; I_вкл- номинальный ток включения (действующее значение периодической составляю­щей); I_по - начальное значение периодической составляющей тока КЗ в цепи выключателя. Заводами-изготовителями соблюда­ется условие i_вкл = 1,8√2I_вклгдеk_уд= 1,8 — ударный коэффици­ент, нормированный для выключателей. Проверка по двум усло­виям необходима потому, что для конкретной системы к_уд может быть более 1,8.

На электродинамическую стойкость выключатель проверяется по предельным сквозным токам КЗ:

i_пр.скв≥ i_уд; i_пр.скв≥ I_по

где i_пр.скв - наибольший пик (ток электродинамической стойко­сти) по каталогу; i_пр.ск - действующее значение периодической составляющей предельного сквозного тока КЗ (по каталогу).

На термическую стойкость выключатель проверяется по тепловому импульсу тока КЗ:

I²_тер·t²тер≥ В_к

где I_тер- ток термической стойкости по каталогу; t_тер - длитель­ность протекания тока термической стойкости по каталогу, с; Вк — тепловой импульс тока КЗ (интеграл Джоуля) по расчету. Если t_откл≤t_тер, то условие проверки:I²_тер*t_откл≥ В_к

 

 

Вопрос 60

Выбор токоведущих частей РУ

Гибкие шины и токопроводы:

1.По току через проводник:Imax≤Iдоп

2.По экономической плотности тока (выбираются только токоведущие части):qэ=Iнорм/jэ

3.Проверка на термическую стойкость (проводники расположенные на открытом воздухе на термическую стойкость не проверяются):

4.Проверка на схлестывание, если Iпо≥20кА для сборных шин и iу≥50кА для ВЛ.

5.Проверка на коронирование.

Жесткие шины:

1.По экономической плотности тока qэ=Iнорм/jэ

2.По нагреву Imax≤Iдоп

3.Проверка на термическую стойкость q_min≤√B_к/C≤q_расч

Bк=Iпо²(tотк+Ta)-тепловой импульс

4.Проверка на механическую прочность

Ϭрасч≤Ϭдоп=75Мпа

Ϭрасч=M/W

Кабели:

По напряжению установки Uном≥Uсет.ном

По конструкции

По экономической плотности тока qэ=Iнорм/jэ

По допустимой Imax≤Iдоп

 

Вопрос 3

Понятие о схемах первичных соединений электростанций и подстанций и назначение электрических аппаратов, используемых в них. Условные обозначения. Схемы эл. соединений ТЭЦ и КЭС

Главная схема электрических соединений электростанции (подстанции) — это совокупность основного электрооборудования (генераторы, трансформаторы, линии), сборных шин, коммутационной и другой первичной аппаратуры со всеми выполненными между ними в натуре соединениями.На чертеже главные схемы изображаются в однолинейном исполнении при отключенном положении всех элементов установки. В некоторых случаях допускается изображать отдельные элементы схемы в рабочем положении.Все элементы схемы и связи между ними изображаются в соответствии со стандартами ЕСКД.

На полной принципиальной схеме указывают все аппараты первичной цепи, заземляющие ножи разъединителей и отделителей, указывают также типы применяемых аппаратов. Главная схема этой же подстанции без трансформаторов тока, напряжения, разрядников является упрощенной принципиальной схемой электрических соединений.

В условиях эксплуатации наряду с принципиальной, главной схемой применяются упрощенные оперативные схемы, в которых указывается только основное оборудование. В оперативной схеме условно показаны разъединители и заземляющие ножи. Действительное положение этих аппаратов (включено, отключено) показывается на схеме дежурным персоналом каждой смены.

При проектировании электроустановки до разработки главной схемы составляется структурная схема выдачи электроэнергии (мощности), на которой показываются основные функциональные части электроустановки (распределительные устройства, трансформаторы, генераторы) и связи между ними.На чертежах этих схем функциональные части изображаются в виде прямоугольников или условных графических изображений,никакой аппаратуры (выключателей, разъединителей, трансформаторов тока и т. д.) на схеме не показывают.

Согласно ГОСТ буквенно-цифровое обозначение в электрических схемах состоит из трех частей: 1-я указывает вид элемента, 2-я — его порядковый номер, 3-я - его функцию. Вид и номер являются обязательной частью и должны присваиваться всем элементам и устройствам объекта. Указание функции элемента необязательно.

G – машина электрическая. A – сборные шины РУ высокого напряжения.

T – тр-р (автотр-р) силовой. B – секции сборных шин.

TV – тр-р напряжения. QA – шиносоединительный выключатель.

TA – тр-р тока измерительный. QB – секционный выключатель.

LR – реактор. QO – обходной выключатель.

Q – выключатель высокого напряжения. PSA – амперметр регистрирующий.

QS – разъединитель. PSV – вольтметр регистрирующий.

QSG – разъединитель заземляющий. PSF – частотомер регистрирующий.

QR – отделитель. PO – осциллограф.

QN – короткозамыкатель. PI – счетчик активной энергии.

F – предохранитель плавкий. PK – счетчик реактивной энергии.

FV – разрядник вентильный, магнито-вентильный.

 

Вопрос 8