Назначение измерительных трансформаторов, и в каких режимах они работают? Условия параллельной работы трансформаторов.

Назначение измерительных трансформаторов, и в каких режимах они работают? Условия параллельной работы трансформаторов.

Измерительный трансформатор применяют в установках переменного тока для изоляции цепей измерительных приборов и реле от сети высокого напряжения и для расширения пределов измерения измерительных приборов. Непосредственное включение измерительных приборов в цепь высокого напряжения сделало бы приборы опасными для прикосновения. Конструкция приборов в этом случае была бы сильно усложнена, так как изоляция токоведущих частей должна была бы быть рассчитана на высокое напряжение, а их сечение – на большие токи.

Измерительные трансформаторы делятся на трансформаторы тока и трансформаторы напряжения. Их применение дает возможность пользоваться одними и теми же приборами со стандартными пределами измерения для измерения самых различных напряжений и токов.

Измерительный трансформатор тока преобразует измеряемый большой ток в малый, а измерительный трансформатор напряжения – измеряемое высокое напряжение в низкое.

Измерительные трансформаторы применяют для подключения амперметров, вольтметров, ваттметров, приборов релейной защиты и электроавтоматики, счетчиков для учета выработки и расхода электрической энергии. От их работы зависит точность учета электрической энергии и измерения электрических параметров, правильность и надежность действия релейной защиты при повреждениях электрического оборудования и линий электропередач.

Трансформатор напряжения работает в режиме, близком к холостому ходу.

Холостым ходом трансформатора называется такой режим его работы, при котором к первичной обмотке подведено синусоидальное напряжение u ₁, а вторичная обмотка разомкнута и ток в ней равен нулю.

Виды построения схем электроснабжения. Какие виды опор используются при сооружении ВЛ?

Радиальная схема — электроснабжение осуществляется линиями, не имеющими распределения энергии по их длинам (рис. 1, а). Такие линии называют радиальными. В электроснабжении городов радиальные линии называют питающими. Линии W1—W4 на рис. 1, а — радиальные. Питание потребителя П1 на рис. 1, а производится двумя линиями W1 и W2. Такая схема называется радиальной с резервированием. С целью повышения надежности, линии W1 и W2 приемников I категории подключают к разным НИП.

Рис. 1. Схемы электроснабжения: а— радиальная; б— магистральная; в— смешанная

Магистральная схема — линии, питающие потребителей (приемники), имеют распределение энергии по длине (рис. 1, б). Такие линии называют магистральными (линия W). При магистральном подключении ТП (на проходной ТП) целесообразно на некоторых из них на питающих или отходящих линиях использовать силовые выключатели с защитами, с целью локализации поврежденного участка сети и ограничения числа отключенных при этом ТП.

Смешанная схема — электроснабжение осуществляется радиальными и магистральными линиями. На рис. 1, в линия W1 — радиальная, W2 — магистральная, т. е. схема является смешанной.

Магистральные линии могут быть с односторонним или с двухсторонним питанием. Одиночную магистральную линию с двухсторонним питанием в электроснабжении городов называют петлевой, а сети с такими линиями — петлевыми.

Радиальные схемы бывают одно- и двухступенчатыми.

В одноступенчатой радиальной схеме потребители (приемники) непосредственно связаны с ЦП, как показано на рис. 1, а.

В двухступенчатой радиальной схеме между ЦП и потребителями (приемниками) имеются дополнительные элементы — РП (рис. 2). Питание потребителей П1 и П2 производится по одноступенчатой, а ПЗ—П5 — по двухступенчатой схеме через РП. РП питается по двум радиальным линиям W2 и W3, т. е. выполнена радиальная с резервированием схема питания приемников ПЗ—П5.

Достоинство радиальных схем: максимальная простота; аварийное отключение радиальной линии не отражается на электроснабжении остальных потребителей.

Рис. 2. Двухступенчатая радиальная схема

Недостаток: большой расход кабельной продукции обусловливает высокую стоимость системы. Кроме того, при одиночных радиальных линиях невысока надежность электроснабжения.

Магистральные схемы делят на следующие группы:

одиночные или однолучевые (с одно- и двусторонним питанием);

многолучевые (двух-, трехлучевые и др.).

Магистрали могут дополняться резервными элементами. В зависимости от объема резервирования различают схемы без резервирования, с частичным резервированием и с полным резервированием. Одиночная магистраль без резервирования может применяться для электроснабжения приемников III категории, если перерыв питания на отыскание, отключение и восстановление поврежденного участка не превышает 1 суток. В противном случае применяют резервирование. Одиночная магистраль с двухсторонним питанием {петлевая схема) применяется также для приемников III категории. К указанной категории в ГРС относятся потребители с суммарной нагрузкой не выше 400 кВА.

Среди многолучевых магистралей наибольшее распространение получили двухлучевые.

Магистральные схемы имеют следующие достоинства:

- лучшая загрузка линий, т. к. к каждой линии подключена не одна, а группа ТП;

- меньший расход кабелей;

- на ЦП и РП нужно устанавливать меньшее количество выключателей.

Недостатки одиночных магистралей заключаются в трудностях при отыскании места повреждения магистрали и в более низкой надежности электроснабжения по сравнению с радиальной схемой. Последнее объясняется тем, что на надежность работы магистрали влияют показатели надежности стороны ВН ТП, включая силовые трансформаторы. Применение двухстороннего питания одиночных магистралей (петлевая схема) не решает проблемы обеспечения надежности и решения трудностей при отыскании места повреждения. Двойные магистрали с двухсторонним питанием (двухлучевые схемы) могут обеспечить достаточную надежность электроснабжения всех категорий электроприемников. Это обусловило их широкое распространение в электроснабжении городов.

С целью облегчения поиска поврежденных элементов в настоящее время широко используют указатели короткого замыкания, срабатывающие при прохождении по ним токов КЗ.

Сопоставив перечисленные схемы электроснабжения, можно сделать следующие выводы.

1. Наиболее простыми и отвечающими требованиям III категории надежности являются сети, выполненные по радиальной схеме без резервирования и с одиночными магистралями.

2. Требованиям II категории надежности отвечают широко распространенные магистральные многолучевые схемы, чаще всего двухлучевые.

3. Электроснабжение приемников I категории удобно производить с помощью радиальных схем с резервированием, а также двухлучевых схем. Во всех случаях питания приемников I категории должен применяться АВР.

Виды и типы опор воздушных линий электропередачи

 

В зависимости от способа подвески проводов опоры воздушных линий (ВЛ) делятся на две основные группы: а) опоры промежуточные, на которых провода закрепляются в поддерживающих зажимах, б) опоры анкерного типа, служащие для натяжения проводов. На этих опорах провода закрепляются в натяжных зажимах. Расстояние между опорами воздушных линий электропередачи (ЛЭП) называется пролетом, а расстояние менаду опорами анкерного типа — анкерованным участком (рис. 1). В соответствии с требованиями ПУЭ пересечения некоторых инженерных сооружений, например железных дорог общего пользования, необходимо выполнять на опорах анкерного типа. На углах поворота линии устанавливаются угловые опоры, на которых провода могут быть подвешены в поддерживающих или натяжных зажимах. Таким образом, две основные группы опор - промежуточные и анкерные - разбиваются на типы, имеющие специальное назначение. Рис. 1. Схема анкерованного участка воздушной линии Промежуточные прямые опоры устанавливаются на прямых участках линии. На промежуточных опорах с подвесными изоляторами провода закрепляются в поддерживающих гирляндах, висящих вертикально, на промежуточных опорах со штыревыми изоляторами закрепление проводов производится проволочной вязкой. В обоих случаях промежуточные опоры воспринимают горизонтальные нагрузки от давления ветра на провода и на опору и вертикальные — от веса проводов, изоляторов и собственного веса опоры. При необорванных проводах и тросах промежуточные опоры, как правило, не воспринимают горизонтальной нагрузки от тяжения проводов и тросов в направлении линии и поэтому могут быть выполнены более легкой конструкции, чем опоры других типов, например концевые, воспринимающие тяжение проводов и тросов. Однако для обеспечения надежной работы линии промежуточные опоры должны выдерживать некоторые нагрузки в направлении линии. Промежуточные угловые опоры устанавливаются на углах поворота линии с подвеской проводов в поддерживающих гирляндах. Помимо нагрузок, действующих на промежуточные прямые опоры, промежуточные и анкерные угловые опоры воспринимают также нагрузки от поперечных составляющих тяжения проводов и тросов. При углах поворота линии электропередачи более 20° вес промежуточных угловых опор значительно возрастает. Поэтому промежуточные угловые опоры применяются для углов до 10 - 20°. При больших углах поворота устанавливаются анкерные угловые опоры. Рис. 2. Промежуточные опоры ВЛ Анкерные опоры. На линиях с подвесными изоляторами провода закрепляются в зажимах натяжных гирлянд. Эти гирлянды являются как бы продолжением провода и передают его тяжение на опору. На линиях со штыревыми изоляторами провода закрепляются на анкерных опорах усиленной вязкой или специальными зажимами, обеспечивающими передачу полного тяжения провода на опору через штыревые изоляторы. При установке анкерных опор на прямых участках трассы и подвеске проводов с обеих сторон от опоры с одинаковыми тяжениями горизонтальные продольные нагрузки от проводов уравновешиваются и анкерная опора работает так же, как и промежуточная, т. е. воспринимает только горизонтальные поперечные и вертикальные нагрузки. Рис. 3. Опоры ВЛ анкерного типа В случае необходимости провода с одной и с другой стороны от анкерной опоры можно натягивать с различным тяжением, тогда анкерная опора будет воспринимать разность тяжения проводов. В этом случае, кроме горизонтальных поперечных и вертикальных нагрузок, на опору будет также воздействовать горизонтальная продольная нагрузка. При установке анкерных опор на углах (в точках поворота линии) анкерные угловые опоры воспринимают нагрузку также от поперечных составляющих тяжения проводов и тросов. Концевые опоры устанавливаются на концах линии. От этих опор отходят провода, подвешиваемые на порталах подстанций. При подвеске проводов на линии до окончания сооружения подстанции концевые опоры воспринимают полное одностороннее тяжение проводов и тросов ВЛ. Помимо перечисленных типов опор, на линиях применяются также специальные опоры: транспозиционные, служащие для изменения порядка расположения проводов на опорах, ответвительные - для выполнения ответвлений от основной линии, опоры больших переходов через реки и водные пространства и др. Основным типом опор на воздушных линиях являются промежуточные, число которых обычно составляет 85 -90% общего числа опор. По конструктивному выполнению опоры можно разделить на свободностоящие и опоры на оттяжках. Оттяжки обычно выполняются из стальных тросов. На воздушных линиях применяются деревянные, стальные и железобетонные опоры. Разработаны также конструкции опор из алюминиевых сплавов. Конструкции опор ВЛ 1. Деревянная опора ЛОП 6 кВ (рис. 4) - одностоечная, промежуточная. Выполняется из сосны, иногда лиственницы. Пасынок выполняется из пропитанной сосны. Для линий 35—110 кВ применяются деревянные П-образные двухстоечные опоры. Дополнительные элементы конструкции опоры: подвесная гирлянда с подвесным зажимом, траверса, раскосы. 2. Железобетонные опоры выполняются одностоечными свободностоящими, без оттяжек или с оттяжками на землю. Опора состоит из стойки (ствола), выполненной из центрифугированного железобетона, траверсы, грозозащитного троса с заземллителем на каждой опоре (для молниезащиты линии). С помощью заземляющего штыря трос связан с заземлителем (проводник в виде трубы, забитой в землю рядом с опорой). Трос служит для защиты линий от прямых ударов молнии. Другие элементы: стойка (ствол), тяга, траверса, тросостойка. 3. Металлические (стальные) опоры (рис. 5) применяются при напряжении 220 кВ и более. Рис. 4. Деревянная одностоечная промежуточная опора ЛЭП 6 кВ: 1 - опоры, 2 - пасынок, 3 - бандажа, 4 - крюка, 5 - штыревых изоляторов, 6 - провода Рис. 5. Металлическая опора ЛЭП 220-330 кВ: 1 - стойка (ствол) опоры, 2 - фундамент сборный железобетонный иди монолитный, 3 - раскосы, 4 - пояс опоры, 5 - траверса (тяга и пояс траверсы), 6 - гирлянда изоляторов натяжная или подвесная в зависимости от назначения опоры, 7 - провод, S - тросостойка, 9 - трос грозозащитный, 10 - заземлитель, 11 - заземляющий стержень

Фликер

Ненормативные отклонения и колебания частоты сети и напряжения могут привести к сбоям в работе автоматики, оборудования, увеличению потерь в сетях, преждевременному износу оборудования, браку в производстве, профессиональным заболеваниям и повышенной утомляемости работников предприятий, в связи с чем в обиход был введен особый параметр качества электроэнергии — доза фликера. ГОСТ 13.109-97 определяет термин "фликер" (мерцание) как восприятие человеком колебаний светового потока источников освещения, вызванных колебанием напряжения, однако все чаще под фликером понимаются и сами эти изменения напряжения. Наибольшее влияние фликер оказывает на источники искусственного освещения, в то время как другие сетевые устройства не столь чувствительны к данному явлению. При этом люминесцентные лампы в большей степени подавляют изменения напряжения, чем лампы накаливания. Методика измерения фликера определена в ГОСТ 51.317.4.15-99. Вычисление дозы фликера измерительными приборами осуществляется с помощью микропроцессорных систем, моделирующих реакцию "лампа-глаз-мозг". Наибольшее влияние фликер оказывает на источники искусственного освещения, в то время как другие сетевые устройства не столь чувствительны к данному явлению. В целях уменьшения ущерба от фликера (утомляемость зрения, усталость, профессиональные заболевания) рекомендуется по возможности подключать источник фликера в точке сети, где расчетная мощность короткого замыкания значительно превышает мощность, потребляемую аппаратом.

Не менее опасна пульсация светового потока ламп освещения, вызываемая колебаниями напряжения. Уже давно доказано, что она утомляет человеческий организм, снижает производительность труда и, в конечном счёте, влияет на здоровье людей.
Доза фликера - мера восприятия человеком пульсаций светового потока. Наиболее раздражающее действие фликера проявляется при размахах изменения напряжения Ut = 29 %.
Причём, при одинаковых колебаниях напряжения отрицательное влияние ламп накаливания проявляется в значительно большей мере, чем газоразрядных ламп.
Поэтому в ГОСТ 13109-97, размах изменения напряжения (δUt) жёстче нормируется для помещений с лампами накаливания повышенной освещённости, а доза фликера (Pt) — для помещений с лампами накаливания, работа в которых требует значительного зрительного напряжения.
В качестве вероятного виновника колебаний напряжения ГОСТ 13109-97 указывает потребителя с переменной нагрузкой.

Достоинства масляных выключателей:

- простота конструкции;

- не зависят от атмосферных явлений;

Недостатки:

- большая взрыво- и пожароопасность;

- использование больших объёмов масла и, как следствие, большие размеры, большая масса таких выключателей (особенно актуально для баковых версий);

- необходимость в содержании масляного хозяйства.

Первый закон Кирхгофа

Формулировка №1: Сумма всех токов, втекающих в узел, равна сумме всех токов, вытекающих из узла.

Формулировка №2: Алгебраическая сумма всех токов в узле равна нулю.

Поясню первый закон Кирхгофа на примере рисунка 2.

Рисунок 2. Узел электрической цепи.

Здесь ток I₁ - ток, втекающий в узел, а токи I₂ и I₃ — токи, вытекающие из узла. Тогда применяя формулировку №1, можно записать:

I₁ = I₂ + I₃ (1)

Что бы подтвердить справедливость формулировки №2, перенесем токи I₂ и I ₃ в левую часть выражения (1), тем самым получим:

I₁ - I₂ - I₃ = 0 (2)

Знаки «минус» в выражении (2) и означают, что токи вытекают из узла.

Знаки для втекающих и вытекающих токов можно брать произвольно, однако в основном всегда втекающие токи берут со знаком «+», а вытекающие со знаком «-» (например как получилось в выражении (2)).

Второй закон Кирхгофа.

Формулировка: Алгебраическая сумма ЭДС, действующих в замкнутом контуре, равна алгебраической сумме падений напряжения на всех резистивных элементах в этом контуре.

Здесь термин «алгебраическая сумма» означает, что как величина ЭДС так и величина падения напряжения на элементах может быть как со знаком «+» так и со знаком «-». При этом определить знак можно по следующему алгоритму:

1. Выбираем направление обхода контура (два варианта либо по часовой, либо против).

2. Произвольно выбираем направление токов через элементы цепи.

3. Расставляем знаки для ЭДС и напряжений, падающих на элементах по правилам:

- ЭДС, создающие ток в контуре, направление которого совпадает с направление обхода контура записываются со знаком «+», в противном случае ЭДС записываются со знаком «-».

- напряжения, падающие на элементах цепи записываются со знаком «+», если ток, протекающий через эти элементы совпадает по направлению с обходом контура, в противном случае напряжения записываются со знаком «-».

Например, рассмотрим цепь, представленную на рисунке 3, и запишем выражение согласно второму закону Кирхгофа, обходя контур по часовой стрелке, и выбрав направление токов через резисторы, как показано на рисунке.

Рисунок 3. Электрическая цепь, для пояснения второго закона Кирхгофа.

E₁- Е₂ = -UR₁ - UR₂ или E₁ = Е₂ - UR₁ - UR₂ (3)

Назначение ПРА

Лампа без дополнительных приспособлений не может быть зажжена. Для зажигания лампы необходимо повышенное напряжение, превышающее при­мерно вдвое рабочее напряжение между электродами лампы. После зажига­ ния лампы, в момент, когда процесс ионизации в ней резко возрастает, в цепь лампы должно включиться (автоматически) токоограничивающее со­ противление (дроссель).

Виды трансформаторов

В зависимости от своего применения и характеристик трансформаторы бывают нескольких видов. К примеру, в электрических сетях населенных пунктов, промышленных предприятий применяют трансформаторы силовые, основной задачей которых является понижение напряжения в сети до общепринятого – 220 В.

Если трансформатор предназначен для регулировки тока, он называется трансформатор тока, а если устройство регулирует напряжение – то это трансформатор напряжения. В обычных сетях применяются однофазные трансформаторы, в сетях на три провода (фаза, ноль, заземление) нужен трехфазный трансформатор.

Бытовой трансформатор, 220В предназначается для защиты бытовой техники от перепадов напряжения.

Сварочный трансформатор предназначен для разделения сварочной и силовой сети, для понижения напряжения в сети до нужной для сварки величины.

Масляный трансформатор предназначается для использования в сетях с напряжением выше 6 000 Вольт. Конструкция трансформатора включает в себя: магнитопровод, обмотки, бак, а также крышки с вводами. Магнитопровод состоит из 2 листов электротехнической стали, которые изолированы друг от друга, обмотки, как правило, делают из алюминиевого или медного провода. Регулировка напряжения производится с помощью ответвления, которое соединяется с переключателем.

Существует два вида переключения ответвлений: переключение под нагрузкой — РПН (регулирование под нагрузкой), а также без нагрузки, после того, как трансформатор отключен от внешней сети (ПБВ, или переключение без возбуждения). Большее распространение получил второй способ регулировки напряжения.

Говоря о видах трансформаторов, нельзя не рассказать об электронном трансформаторе. Электронный трансформатор представляет собой специализированный источник питания, который служит для преобразования напряжения 220В в 12 (24)В, при большой мощности. Электронный трансформатор намного меньше обычного, при тех же самых параметрах нагрузки.

Преимущества провода СИП

1. Высокая надежность в обеспечении электрической энергией.

2. Применение провода СИП обеспечивает большое снижение (до 80%) затрат на эксплуатацию.

3. Для прокладки воздушных линий с использованию кабеля СИП нет необходимость прокладывать широкие просеки в лесных массивах. Следовательно, исключаются и затраты времени и финансовых средств на последующую расчистку просек. Кроме того, кабель СИП отличается большой надежностью и обеспечивает бесперебойное электроснабжение.

4. Проводам СИП не страшен гололед и мокрый снег. В отличие от традиционных проводов, материал из которого они изготовлены, не образует ни электрических, ни химических связей с контактирующими с ним веществом в отличие, например, от ПВХ. Поэтому мокрый снег не задерживается на поверхности провода. Что касается традиционных проводов марки А и АС, то мокрый снег удерживается в канавках между проволоками. Именно это является первопричиной обрастания проводов.

5. Простота монтажа. При монтаже проводов СИП требуется прокладка только узкой просеки, можно проводить монтаж по фасадам зданий, в городских условиях. Немаловажно, что используются более короткие опоры, нет необходимости в изоляторах и дорогостоящих траверсах.

6. Изолированные самонесущие провода позволяют значительно снизить потери электроэнергии на воздушных линиях за счет уменьшения более чем в три раза реактивного сопротивления.

7. Сокращение сроков монтажа и ремонта. Можно подключать новых абонентов под напряжением, без отключения остальных.

8. При использовании проводов СИП на воздушных линиях существенно снижается число незаконных подключений, а также случаев воровства. Значительное снижение несанкционированных подключений к линии и случаев вандализма и воровства.

9. Эстетические преимущества и безопасность. Применение самонесущего изолированного провода значительно снижает статистику поражений электрическим токам при монтаже, ремонте и эксплуатации линии.

10. Прокладка по фасадам зданий, а также возможность прокладки СИП по фасадам зданий, а также совместной прокладки подвески с проводами низкого, высокого напряжения, линиями связи. Это дает существенную экономию.

Недостатки проводов СИП

Наряду с неоспоримыми преимуществами существуют и некоторые недостатки провода СИП.

· Провод СИП стоит дороже, чем изолированные провода А и АС;

· Отечественные энергосистемы не вполне готовые к переходу на изолированные воздушные линии. Это во многом связано с отсутствием информации, нормативной документации, а также персонала, подготовленного к работе с проводом СИП.

 

Исходные данные для проектирования энергоснабжения

Проектирование электроснабжения зданий и сооружений выполняется на основании следующих документов:

• технические условия, которые определяют максимальную потребляемую мощность, которая доступна на объекте (это одинаково важно как для проекта электроснабжения жилых домов, использующих ограниченный вариант подключения, так и для проекта электроснабжения производственных предприятий, требующих максимальной эффективности в вопросах потребления электроэнергии);

• ведомость потребителей электроэнергии;

• дизайн-проект объекта, для которого будет реализован проект электроснабжения;

• поэтажные планы объекта, для которого выполняется проект электроснабжения.

Преимущества

· Достаточно большой срок службы, он варьируется от 10000 до 100000 часов работы, к сожалению эти лампы существуют не так давно и поэтому ни у кого не было возможности убедиться в реальных сроках работы таких ламп.

· Низкое энергопотребление, зависит от типа лампы.

· Лампы устойчивы к механическим ударам и повреждениям, а также перепадам температур окружающего воздуха.

· Изготавливаются на любое напряжение, поэтому отсутствует необходимость применения балластных резисторов.

· Светодиод излучает узкий спектр, это качество применяется в световом дизайне.

Недостатки

Главным недостатком является цена ламп, и ограниченная область применения, так, к примеру, нельзя применять для индикации и сигнализации.

· Узкий спектр — главное достоинство, несущее теплый белый свет, нарушает цветопередачу, от него сильнее устают глаза.

· Применение светодиодов для подсветок и в декоративных целях дает положительный эффект, но к сожалению, не для того, чтобы сделать такой свет в квартире, основным. К этому можно добавить низкую единичную мощность.

· Деградация лампы за счет постепенного угасания кристаллов светодиодов.

· Высокая температура, светодиод нельзя нагревать выше номинала на который, он рассчитан.

 

Таблица 1.7.1

Таблица 1.7.2

Рис. 1. Схемы электроснабжения: а— радиальная; б— магистральная; в— смешанная

Магистральная схема — линии, питающие потребителей (приемники), имеют распределение энергии по длине (рис. 1, б). Такие линии называют магистральными (линия W). При магистральном подключении ТП (на проходной ТП) целесообразно на некоторых из них на питающих или отходящих линиях использовать силовые выключатели с защитами, с целью локализации поврежденного участка сети и ограничения числа отключенных при этом ТП.

Смешанная схема — электроснабжение осуществляется радиальными и магистральными линиями. На рис. 1, в линия W1 — радиальная, W2 — магистральная, т. е. схема является смешанной.

Достоинство радиальных схем: максимальная простота; аварийное отключение радиальной линии не отражается на электроснабжении остальных потребителей.

Недостаток: большой расход кабельной продукции обусловливает высокую стоимость системы. Кроме того, при одиночных радиальных линиях невысока надежность электроснабжения.

Магистральные схемы имеют следующие достоинства:

- лучшая загрузка линий, т. к. к каждой линии подключена не одна, а группа ТП;

- меньший расход кабелей;

- на ЦП и РП нужно устанавливать меньшее количество выключателей.

Недостатки одиночных магистралей заключаются в трудностях при отыскании места повреждения магистрали и в более низкой надежности электроснабжения по сравнению с радиальной схемой. Последнее объясняется тем, что на надежность работы магистрали влияют показатели надежности стороны ВН ТП, включая силовые трансформаторы. Применение двухстороннего питания одиночных магистралей (петлевая схема) не решает проблемы обеспечения надежности и решения трудностей при отыскании места повреждения. Двойные магистрали с двухсторонним питанием (двухлучевые схемы) могут обеспечить достаточную надежность электроснабжения всех категорий электроприемников. Это обусловило их широкое распространение в электроснабжении городов.

С Сопоставив перечисленные схемы электроснабжения, можно сделать следующие выводы.

1. Наиболее простыми и отвечающими требованиям III категории надежности являются сети, выполненные по радиальной схеме без резервирования и с одиночными магистралями.

2. Требованиям II категории надежности отвечают широко распространенные магистральные многолучевые схемы, чаще всего двухлучевые.

3. Электроснабжение приемников I категории удобно производить с помощью радиальных схем с резервированием, а также двухлучевых схем. Во всех случаях питания приемников I категории должен применяться АВР.

127. Где устанавливаются приборы коммерческого учета электроэнергии?

Коммерческий учет электроэнергии применяется на предприятиях, осуществляющих генерацию и распределение электроэнергии для обеспечения автоматизированного дистанционного контроля производимой, транспортируемой и отпущенной энергии с максимальной точностью измерения. В то же время совершенствование технологий, появление новых приборов учета и новых интерфейсов обмена данными позволило значительно упростить такие системы, снизить их стоимость и сделать доступными для потребителей любого уровня. Автоматизированный электронный учет обеспечивает максимальный уровень точности измерений и позволяет получать большой объем дополнительной информации, необходимой для оптимизации энергопотребления. Внедрение таких систем сводит практически к нулю трудозатраты на ведение учета даже при большом количестве приборов первичного учета и сложной структуре предприятия. Автоматизированная система коммерческого учета электроэнергии выполняет следующие функции и имеет следующие возможности:

· автоматический сбор данных с первичных измерителей и их периодическая передача на сервер;

· долгосрочное хранение данных;

· выполнение аналитических функций (анализ данных с целью оптимизации потребления или передачи электрической энергии);

· выявление несанкционированного потребления электроэнергии;

· удаленное подключение и отключение от сети конечных потребителей и т.д.

 

128 В каких случаях применяется компенсация емкостного тока замыкания на землю?

Электрические сети напряжением 6 — 10 кВ работают в зависимости от силы тока замыкания на землю с изолированной или заземленной через дугогасящие катушки нейтралью.

При токах замыкания на землю в сетях 6 кВ более 30 А и в сетях 10 кВ более 20 А согласно ПУЭ нейтраль должна быть заземлена через дугогасящие катушки для компенсации этих токов. Преимуществом такой системы работы является то, что в случае возникновения однофазного замыкания на землю электроприемники продолжают нормально работать и, следовательно, электроснабжение потребителей не нарушается.

Городские кабельные сети, имеющие значительную протяженность, обладают большой емкостью, так как сам кабель представляет собой в некотором роде конденсатор. Поэтому при появлении в такой сети однофазного замыкания ток замыкания на землю в месте повреждения может достигнуть десятков и даже сотен ампер.

При таких токах изоляция кабеля в месте повреждения быстро разрушается и однофазное замыкание на землю переходит в двух- и трехфазное короткое замыкание, что вызывает отключение участка сети выключателем, т. е. перерыв в электроснабжении потребителей. Устойчивое замыкание на землю в сети с изолированной нейтралью возникает не сразу, а сначала в виде «перемежающейся» дуги. В момент перехода тока через нулевое значение дуга прекращается, а затем возникает вновь. Это явление сопровождается опасным повышением напряжения относительно земли на неповрежденных фазах и может вызвать нарушение изоляции на других участках сети.

Чтобы возникающая в месте повреждения дуга погасла, необходимо компенсировать емкостный ток замыкания на землю, для чего в нулевую точку сети включают индуктивную заземляющую дугогасящую катушку.

Катушка представляет собой обмотку с железным магнитопроводом, помещенную в кожух, заполненный маслом. Главная обмотка дугогасящей катушки имеет ответвления для пяти значений тока, чтобы можно было регулировать индуктивный ток. Кроме главной обмотки, катушка имеет сигнальную обмотку напряжения, к которой подключают регистрирующий вольтметр, по показаниям которого можно определить напряжение нулевой последовательности во время работы катушки. Один из выводов главной обмотки дугогасящей катушки включают в нулевую точку обмотки высшего напряжения трансформатора, имеющего схему соединения обмоток звезда с нулем — треугольник, либо с помощью специального заземляющего трансформатора, а другой вывод главной обмотки присоединяют к земле.

Обычно заземляющие трансформаторы применяют не только для подключения дугогасящей катушки, но и для питания нагрузки собственных нужд подстанции; в этом случае заземляющий трансформатор устанавливают на центре питания. Установка компенсирующего устройства также может быть осуществлена и в сети. Мощность заземляющего трансформатора определяется силой тока катушки и нагрузкой собственных нужд подстанции ЦП.

При нормальном режиме в сети потенциал нейтральной точки трансформатора равен нулю и ток через катушку не проходит, В случае замыкания на землю какой-либо фазы в сети нейтральная точка трансформатора получает потенциал и катушка генерирует индуктивный ток, отстающий от напряжения на 90°. Емкостный ток заземления, протекающий в месте повреждения, опережает напряжение на 90°. В месте повреждения происходит взаимная компенсация емкостного и индуктивного токов, так как они сдвинуты по фазе на 180° и дуга в месте повреждения или не возникает, или, возникнув, быстро гаснет.

Для контроля за работой дугогасящей катушки 4 в ее цепь включают трансформатор тока 5, к вторичной обмотке которого присоединяют амперметр 6 и токовые реле для измерения тока заземления и подачи звукового и светового сигналов 8 дежурному персоналу. При отсутствии дежурного персонала на ЦП для передачи сигнала дежурному диспетчеру сети используют устройства телемеханики.

Дугогасящую катушку выбирают и настраивают с таким расчетом, чтобы ее ток был на 20 — 25 А меньше емкостного тока заземления, при этом происходит недостаточная компенсация емкостного тока, что необходимо для правильной работы сигнализации замыкания на землю. Остаточный ток 30 А для сетей 6 кВ и 20 А для сетей 10 кВ является допустимым и не вызывает больших разрушений в месте повреждения.

В настоящее время широко применяют дугогасящие катушки е плавной автоматической настройкой. При появлении однофазного замыкания в сети такие дугогасящие катушки генерируют индуктивный ток и автоматически подбирают его значение, необходимое для компенсаций возникшего емкостного тока.

129. Назначение измерительных трансформаторов.

Измерительный трансформатор применяют в установках переменного тока для изоляции цепей измерительных приборов и реле от сети высокого напряжения и для расширения пределов измерения измерительных приборов. Непосредственное включение измерительных приборов в цепь высокого напряжения сделало бы приборы опасными для прикосновения. Конструкция приборов в этом случае была бы сильно усложнена, так как изоляция токоведущих частей должна была бы быть рассчитана на высокое напряжение, а их сечение – на большие токи.