Вопросы к аккредитации по дисциплине «Электроснабжение промышленных предприятий и гражданских зданий»
1 Приведите классификацию электростанций, охарактеризуйте принцип работы ТЭЦ, КЭС, АЭС, гидроэлектростанций и др.
2 Охарактеризуйте требования по надежности обеспечения потребителей электрической энергией. Опишите каждую из трех категорий потребителей, особую группу, приведите примеры схем электроснабжения потребителей всех категорий.
3 Охарактеризуйте кратковременный и продолжительный режимы работы электроприемников, приведите примеры электрооборудования, работающего в данных режимах.
4 Охарактеризуйте повторно- кратковременный режим работы электроприемников, дать пояснения показателю продолжительности включения (ПВ), привести примеры электрооборудования, работающего в данном режиме.
5 Охарактеризуйте режим работы сети с глухозаземленной нейтралью. Нарисуйте схему подключения к сети 380/220 В светильника, однофазного сварочного трансформатора, включенного на линейное напряжение, трехфазного двигателя .
6 Поясните структуру передачи электроэнергии к электроприемникам. Приведите схемы распределения электроэнергии в сетях, охарактеризуйте достоинства и недостатки радиальных и магистральных схем.
7 Опишите конструктивное выполнение кабелей и проводов, способы их прокладки, дайте примеры расшифровки кабелей и проводов.
8 Охарактеризуйте графики электрических нагрузок, коэффициенты их характеризующие.
9 Дайте характеристику вспомогательным методам расчета электрических нагрузок, укажите область их применения, поясните расчет электрических нагрузок гражданских зданий.
10 Приведите методику расчета электрических нагрузок промышленных предприятий, алгоритм расчета, дайте определение эффективного числа электроприемников, укажите величины от которых зависит коэффициент расчетной нагрузки.
11 Дайте определение отклонению напряжения, потере и падению напряжения. Охарактеризуйте их влияние на работу электрооборудования.
12 Охарактеризуйте виды защит в сетях до 1 кВ, применяемые аппараты защиты, условие проверки на соответствие выбранного сечения проводника и аппарата защиты.
13 Приведите условия выбора проводников по нагреву электрическим током, дайте пояснения длительно-допустимому току , поправочным коэффициентам, учитывающим особенности условий прокладки проводников.
14 Поясните назначение и конструктивное выполнение предохранителей до 1 кВ, параметры их характеризующие, условия выбора, укажите типы предохранителей.
15 Поясните назначение и конструктивное выполнение автоматических выключателей, параметры их характеризующие, условия выбора.
16 Поясните назначение, конструктивное выполнение магнитных пускателей, параметры их характеризующие, условия выбора и типы магнитных пускателей.
17 Охарактеризуйте конструктивное выполнение трансформаторных подстанций 6-10 кВ/0,4кВ. Приведите примеры применяемых коммутационных аппаратов на стороне высокого и низкого напряжения, типы силовых трансформаторов, устанавливаемых на подстанциях 6-10/0,4 кВ
18 Охарактеризуйте естественную и искусственную компенсацию реактивной мощности, средства компенсации реактивной мощности.
19Укажите назначение высоковольтных выключателей, классификацию их по способу гашения электрической дуги, условное и буквенное обозначение в схемах.
20 Укажите назначение, конструктивное выполнение разъединителей, условное и буквенное обозначение в схемах.
21 Укажите назначение, конструктивное выполнение измерительных трансформаторов тока, их условное и буквенное обозначение в схемах, нарисуйте схемы подключения к ним измерительных приборов.
22 Укажите назначение, конструктивное выполнение измерительных трансформаторов напряжения, их условное и буквенное обозначение в схемах, нарисуйте схемы подключения к ним измерительных приборов.
23 Охарактеризуйте виды короткого замыкания, причины их вызывающие, назовите токи определяемые в результате расчета токов короткого замыкания, их электродинамическое и термическое действие на электрооборудование.
24 Охарактеризуйте назначение защитных заземлений и занулений, их конструктивное выполнение .
25 Поясните назначение и устройство релейной защиты, приведите основные требования к ней. Дайте классификацию применяемых реле.
1 Приведите классификацию электростанций, охарактеризуйте принцип работы ТЭЦ, КЭС, АЭС, гидроэлектростанций
Классификация электростанций:
1 Тепловые
А) топливо - сжигающие (КЭС, ТЭЦ, атомные)
Б) магнитно - гидравлические (ветровые и прочие)
2 Гидравлические
А) приливные
Б) отливные
Электрические станции предназначаются для производства электрической и тепловой энергии. Электроэнергия на электростанциях вырабатывается генераторами. Первичные двигатели и генераторы – основное энергосиловое оборудование электростанций.
КЭС – конденсационная электростанция
В КЭС весь пар за исключением небольших отборов для подогрева воды, используются для вращения турбины, выработки электрической энергии.
Особенности КЭС: удаленность от потребителей электрической энергии, блочный принцип построения приводит к увеличению надежности работы и облегчении эксплуатации, снижение объема строительных и монтажных работ.
КЭС работает на твердом, жидком топливе и газе. Основной пароводяной контур осуществляет следующие процессы: горение топлива сопровождается выделением тепла, которое нагревает воду в турбинах котла. Вода превращается в пар, его подают в турбину, где совершает механическую работу, вращает вал турбины. Отсюда следует -вращается ротор генератора. Отработанный пар поступает в конденсатор, где превращается в воду, которая откачивается насосом в деаэратор. В деаэраторе происходит удаление растворенных газов и прежде всего кислорода. Система циркуляционного водоснабжения обеспечивает охлаждения пара в конденсаторе водой, для компенсации потерь пара подается подпиточная вода. На КЭС имеют место значительные потери энергии, КПД=42%. Электрическая часть КЭС представляет совокупность основного электрооборудования и электрооборудования собственных нужд. Для обеспечения электроэнергии собственных нужд на станции выполняются отпайки от генераторов каждого блока. Для питания мощных электродвигателей используют генераторное напряжение, для питания двигателей меньшей мощности система напряжения 380/ 220В.
ТЭЦ- теплоэлектроцентраль
У ТЭЦ КПД=до 75%, это объясняется тем, что часть отработавшего пара используется для нужд промышленного производства( отопления, водоснабжения). Основное отличие от КЭС состоит в специфике пароводяного контура, обеспечивающего промежуточные отборы пара турбины, а также в способе выдачи энергии. Связь ТЭЦ с другими станциями выполняется на повышенном напряжении, при ремонте или аварийном отключении одного генератора недостающая мощность может быть передана из энергосистемы через эти же трансформаторы. Для увеличения надежности работы предусматривается секционирование сборных шин, при аварии одной из секций вторая секция остается в работе. Турбины ТЭЦ позволяют регулировать количество отбираемого пара. Отобранный пар конденсируется в сетевых подогревателях и передает свою энергию сетевой воде, которая направляется на пиковые водогрейные котельные и тепловые пункты. На ТЭЦ есть возможность перекрывать тепловые отборы пара, в этом случае ТЭЦ становится обычным КЭС. Это дает возможность работать ТЭЦ по двум графикам нагрузки: тепловому и электрическому. При строительстве ТЭЦ необходимо учитывать близость потребителей тепла в виде горячей воды и пара, так как передача тепла на большие расстояния экономически нецелесообразно.
АЭС- атомная электростанция
АЭС предназначенные для выработки электрической энергии. При этом на многих АЭС есть теплофикационные установки, предназначенные для подогрева сетевой воды, используя тепловые потери станции.
Источник энергии – ядерное топливо. Ядерная реакция происходит в специальных устройствах – ядерных реакторах, состоящих из активной зоны, отражателя, системы охлаждения, регулирования и контроля, корпуса и защиты.
Помимо воды, в различных реакторах в качестве теплоносителя могут применяться также расплавы металлов: натрий, свинец и др. Использование жидкометаллических теплоносителей позволяет упростить конструкцию оболочки активной зоны реактора.
В случае невозможности использования большого количества воды для конденсации пара, вместо использования водохранилища, вода может охлаждаться в специальных охладительных башнях (градирнях), которые благодаря своим размерам обычно являются самой заметной частью атомной станции.
Гидроэлектростанции
ГЭС – электростанция, в качестве источника энергии использующая энергию водного потока. Принцип работы ГЭС достаточно прост. Цепь гидротехнических сооружений обеспечивает необходимый напор воды, поступающей на лопасти гидротурбины, которая приводит в действие генераторы, вырабатывающие электроэнергию.
ГЭС разделяются в зависимости от вырабатываемой мощности: мощные – вырабатывают от 25МВ и выше; средние – до 25МВт; малые – до 5МВт.
Мощность ГЭС зависит от напора и расхода воды, а также от КПД используемых турбин и генераторов.
2 Охарактеризуйте требования по надежности обеспечения потребителей электриче-ской энергией. Опишите каждую из трех категорий потребителей, особую группу, приве-дите примеры схем электроснабжения потребителей всех категорий.
1. Электроприемники 1 категории— электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой: опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение дорогостоящего основного оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства.
Перерыв в электроснабжении таких ЭП допускается на время автоматического ввода резервного питания (АВР), питание должно осуществляться от двух независимых взаиморезервируемых источников питания .
Пример: устройства автоматической обработки информации, устройства автоматического управления технологическим процессом, сооружения с массовым скоплением людей( театры, стадионы), электрифицированный транспорт, больницы и т.д.
СХЕМА
Из состава электроприемников I категории выделяется особая группа электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего основного оборудования. Для электроснабжения этой группы ЭП предусматривается дополнительное питание от третьего независимого источника питания.
СХЕМА
2. Электроприемники 2 категории — электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей. ЭП этой категории рекомендуется обеспечивать от двух независимых , взаиморезервируемых источников, перерыв в электроснабжении допускается на время включения резервного питания дежурным персоналом или оперативной выездной бригадой.
К таким потребителям относятся жилые дома с электроплитами, детские учреждения,
3.Электроприемники 3 категории- все остальные электроприемники, электроснабжение которых может выполняться от одного источника питания. Перерыв в электроснабжении допускается 1 сутки.
3 Охарактеризуйте кратковременный и продолжительный режимы работы электропри-емников, приведите примеры электрооборудования, работающего в данных режимах.
Продолжительный режим. При нем температура электроприемника возрастает по экспоненте. Если бы отдача теплоты в окружающую среду отсутствовала, температура ЭП и элементов его сети непрерывно повышалась бы. В результате происходящего одновременно процесса охлаждения наступает тепловое равновесие, при котором температура ЭП и элементов его сети становиться установившейся. Практически установившейся называется температура. Изменение которой в течение 1 часа не превышает 1˚С при условии, что нагрузка сети и температура окружающей среды остается практически неизменными.
Температуру электроустановки при продолжительном режиме можно считать практически установившейся через промежуток времени 3Т0 , где Т0 – постоянная времени нагрева. Постоянная времени нагрева – это время в течение которого температура ЭП достигла бы установившегося значения, если бы отсутствовала отдача теплоты в окружающую среду. Постоянная времени нагрева представляет собой отношение теплопоглощающей способности тела к его теплоотдающей способности. Она зависит от размеров, поверхности и свойств проводника и не зависит от времени и температуры. Графически постоянную времени можно определить, если построить касательную кривой нагрева в точке начала нагрева. В продолжительном режиме работают электроприводы большинства насосов, вентиляторов, компрессоров, нагревательные печи и т.д.
Кратковременный режим характеризуется небольшими по времени периодами работы и длительными паузами с отключением ЭП от сети. За время работы температура ЭП не достигает допустимого установившегося значения. А во время паузы охлаждается до температуры окружающей среды. В кратковременном режиме работают вспомогательные механизмы металлорежущих станков, электроприводы различных задвижек, заслонок и т. п.
4 Охарактеризуйте повторно- кратковременный режим работы электроприемников, дать пояснения показателю продолжительности включения (ПВ), привести примеры электрооборудования, работающего в данном режиме.
.Повторно-коротковременный режим работы характеризуется чередованием коротковременных периодов работы с паузами. При этом ЭП во время работы не достигает устазультате многократных циклов температура ЭП достигает некоротой средней установившейся величины. Приемники повторно-кратковременного режима работы характеризуются продолжительностью включения
ПВ%=tв /( tв + tп) *100%= tв*100%/ . Tц
ПВ- продолжительность включения. Tц –время цикла. tв –время вкл. tп –время паузы.
Продолжительность включения (ПВ) — понятие из области электропривода, играющее важную роль при выборе электродвигателя, работающего в повторно-кратковременном режиме, при проектировании привода различных механизмов.
Если Tц>10 мин. То режим считается длительным. По стандарту ПВ=15,25,40,60%.
В ПКР работает подъемно- транспортное оборудование, электросварочное электрооборудование..
5 Охарактеризуйте режим работы сети с глухозаземленной нейтралью. Нарисуйте схему подключения к сети 380/220 В светильника, однофазного сварочного трансформатора, включенного на линейное напряжение, трехфазного двигателя .
Сеть с глухозаземлённой нейтралью
Сети с глухозаземлённой нейтралью выполняются с следующим напряжением:380/220, 220/127.
Нейтраль считается глухозаземлённой если она присоединена непосредственно к заземляющему устройству. В такой сети должны быть:
1) Заземлитель у источника питания.
2) Ноль рабочий.
3) Нулевой защитный.
Должно быть повторное заземление нулевого провода. Эта система содержит 4 или 5 проводников.PEN – это совмещенный проводник, ноль рабочий и защитный.
Достоинства:
1) Снижается напряжение прикосновения.
2) Упорядочиваются цепи протекания токов в нормальном и аварийных режимах.
3) Возможность подключения в данную сеть однофазных электрических приемников.
4) Изоляция фазных проводников рассчитывается на фазное напряжение а не на межфазное.
5) В случае однофазного К.З.происходит быстрое отключение сети.
Недостатки:
1) Удорожание сетей за счет 4 и 5 проводников.
2) Возникновение токов утечки за счет старении изоляции. Неоходимо устройство УЗО.