1.Конденсационная электростанция (КЭС) — тепловая электростанция, производящая только электрическую энергию путем конденсации пара.

Принцип работы: В котёл с помощью питательного насоса подводится питательная вода под большим давлением, топливо и атмосферный воздух для горения. Химическая энергия топлива превращается в тепловую энергию. Сгорающее топливо - мощный источник теплоты, передающийся питательной воде, которая нагревается до температуры кипения и испаряется. Получаемый пар в этом же котле перегревается сверх температуры кипения, и по одному или нескольким трубопроводам подаётся в паровую турбину. Турбина приводит в движение электрогенератор, преобразующий кинетическую энергию вращения ротора в электрический ток.

2. Изоляторы –

Виды изоляторов: опорные, проходные, линейные. Штыревые и тарельчатые. По напряжению бывают до 1 кВ и свыше 1 кВ. Штыревые состоят из одного или двух фарфоровых или стеклянных элементов. Все штыревые держатся на траверсах или крюках.

3.

4. Шины в РУ:

Применение: В Основном эл.оборудовании электростанций и подстанций, и аппараты в этих сетях соединяются между собой проводниками разного типа, которые образуют токоведущую часть электроустановки. В зависимости от назначения проводники могут быть выполнены как гибкими, так и жесткими. На ТЭЦ, например, выполняются жесткими алюминиевыми шинами П-образного сечения. В РУ 6-10 кВ сборные шины выполняются жесткой прямоугольной конструкции.

5.

6. Цепь , питающаяся от генератора и имеющая активно-индуктивный характер цепи. На зажимах АВС симметрична и неизменна по напряжению.

КЗ на этой цепи делит её на 2 части: правую (сопротивления R1 и wl1) и левую (это источник питания, остаточное сопротивление цепи Rк и wlк). Процессы в них происходят независимо друг от друга. Правая часть – зашунтирована КЗ и энергия в системе расходуется на активном R1. Т.к токи КЗ не превышают в правой части системы нормальных токов, они постепенно опускаются до нуля. Режимы в левой части сопровождаются переходным процессом при наличии Lк

При КЗ максимальная энергия расходуется совместно с периодической составляющей. Эту энергию называют апериодической составляющей и она расходуется от максимума до нуля в течение 3-5 периодов.

7. Существует множество видов электростанций, при работе которых используются альтернативные источники энергии. К ним относятся: геотермальные, ветряные, приливные, солнечные электростанции, а также многие другие (космические, биотопливные)

Ветряные генераторы устанавливаются в местах с высокой средней скоростью ветра – в основном на возвышенностях. Работает за счет вращения лопастей с раскручиванием ротора, откуда электроэнергия подается на аккумуляторы через инвертор.

СЭС (солнечные) – преобразовывают солнечную энергию в электрическую с помощью специальных батарей, направленных в сторону Солнца в светлое время суток.

ГеоТЭС - вид электростанций, которые вырабатывают электрическую энергию из тепловой энергии подземных источников (например, гейзеров). Геотермальная энергия – это энергия, получаемая из природного тепла Земли. Достичь этого тепла можно с помощью скважин.

ПЭС - особый вид ГЭС, использующий энергию приливов, т.е. кинетическую энергию вращения Земли. Приливные электростанции строят на берегах морей, где гравитационные силы Луны и Солнца дважды в сутки изменяют уровень воды.

Главное преимущество всех этих станций в том, что они работают за счет неисчерпаемых природных ресурсов, а значит – минимальный вред экологии. Недостаток – системы на данный момент недостаточно развиты, чтобы использовать их в массовом производстве.

8.

10. Предназначены для уменьшения первичного тока до значений, удобный для реле и измер. приборов, а также для отделения цепей измерения от нагрузки. Имеет замкнутый магнитопровод

Первичная обмотка включается в разрыв первичной цепи, во вторичной последовательно включаются обмотки реле. Характеризуется:

Кт может отличаться от ном. Значения из-за погрешностей, кот. Зависит от конструктивных особенностей тр-ра. Существуют классы точности: 0,2; 0,5;1;3;10

Тр-ры тока работают в режимах, близких к КЗ. Запрещается разрывать цепь втор.обмотки, иначе в магнитопроводе возрастает магнитный поток

По конструкции могут быть одновитковыми и многовитковыми, с первичной обмоткой и без неё.

13. Обмотки роторов получают питание от спец.источников пост.тока – возбудителей. Их мощность составляет до 1% мощности генератора. Напряжение от 100 до 650 В. Для управления СВ дополнительно используют большое кол-во оборудования.

СВ разделяется на: независимое и самовозбуждение.

Независимые- все электромагнитные возбудители, совмещенные с валом генератора.

Самовозбуждение – системы, получающие питание от выводов генератора через спец. тр-р.

Наиболее часто применяется независимое. Главное достоинство – возбуждение не зависит от режима электрической сети, а значит – надежно.

Для регулировки системы возбуждения используются АРВ-автоматическая регулировка, которая обеспечивает напряжение генератора в нормальном режиме работы.

16. Разъединители – контактный коммут. Аппарат, предназначенный для отключения и включения эл.цепи без тока, или с остаточным током, и кот. для обеспечения безопасности имеет между контактами в отключенном положении изоляционный промежуток. При ремонтных работах им создается видимый разрыв между частями под напряжением и аппаратами в ремонте.

Разъединителем нельзя отключать ток нагрузки, т.к. может возникнуть дуга, а камеры гашения нет

По кон-ции бывают: рубящего, поворотного, катящегося, пантографического и подвесного типов. По способу установки - с вертикальным и горизонтальным расположением ножей.Применяются для наружных и внутренних установок высокого напряжения.

24. Автотрансформатор – намотанная катушка индуктивности на одном магнитопроводе, имеющий доп. Вывод. Имеет две связанные обмотки. Обмотка ВС – последовательная, ОС – общая. При работе в режиме понижения протекает Iв, кот. создает магнитный поток и наводит в обмотке ОС Io. Ic складывается из этих двух токов.

Полная мощность из первичной во вторичную – проходная.

Преимущества: меньший расход материалов, меньшая масса и габариты, меньшие потери и высокий КПД и легкие условия охлаждения по сравнению с обычным трансформатором.

Недостатки: Глухое заземление нейтралей, сложность регулировки напряжения, опасность воздействия атмосферных перенапряжений.

33. Для включения и отключения разъединителей, выключателей нагрузки, масляных выключателей и другой коммутационной аппаратуры используют специальные устройства — приводы. Для автоматически отключаемых или включаемых аппаратов привод удерживает их соответственно во включенном или отключенном положении.

По роду используемой энергии приводы разделяют на ручные, электрические (электромагнитные, электродвигательные), пружинные, пневматические. Раньше применялись грузовые приводы, которые оказались недостаточно надежными в работе.

34. Расчеты токов КЗ производятся для выбора параметров электрооборудования установок релейной защиты и автоматики. Для того, чтобы рассчитать токи КЗ, составляется рабочая схема (т.е. упрощенная схема электроустановки с указанием всех элементов и их параметров, кот. влияют на ток КЗ). На её основе составляется схема замещения (все элементы цепи заменяются сопротивлениями, затем производится упрощение схемы до одного сопротивления и напряжения источника).

Формулы для расчетов:

; ; ;

35. Изм.тр-ры напряжения предназначены для понижения высокого напряжения до стандартной величины 100 или , а также для определения цепей измерения и релейной защиты от переменных цепей высокого напряжения. Работают в режимах, близких к ХХ. В зависимости от назначения может применяться с различными соединениями обмоток.

Применяется на высоких напряжениях с масляной изоляцией. В них обмотки и МП опущены в масло, в котором одновременно служат для изоляции.

Характеризуется коэффициентом трансформации:

Также тр-р имеет свою погрешность:

, в зависимости от погрешности трансформатор напряжения имеет класс точности: 0,2; 0,5; 1; 3; 6; 6.6R

36. Гашение дуги в масле – если контакты отключающего аппарата поместить в масло, то при возникновении дуги происходят испарения масла. В месте дуги образуется пузырь, который из-за водорода в нем очень инертен. Помимо этого, масла движется ускоренно, что способствует охлаждению дуги.

37. Переменный оперативный ток - система питания оперативных цепей, при которой в качестве основных источников питания используются измерительные трансформаторы тока защищаемых присоединений, измерительные трансформаторы напряжения, трансформаторы собственных нужд. В качестве дополнительных источников питания импульсного действия используются предварительно заряженные конденсаторы;

Выпрямленный оперативный ток - система питания оперативных цепей переменным током, в которой переменный ток преобразуется в постоянный (выпрямленный) с помощью блоков питания и выпрямительных силовых устройств. В качестве дополнительных источников питания импульсного действия могут использоваться предварительно заряженные конденсаторы;

38. При протекании токов на поверхности проводников, последние испытывают механическое воздействие между собой. При одном направлении тока проводники притягиваются. Сила взаимодействия определяется по формуле Био-Савара:

Сила F распределяется равномерно при длине проводников.

При трехфазной системе переменного тока вектор усилий между проводниками располагается по одной плоскости в различные моменты на протяжении одного периода.

Усилия изменяются во времени по значению и направлению и носят колебательный характер. Сила, действующая на проводник с током, определяется как результат его взаимодействия с током в проводниках других фаз. В тяжелых условиях оказывается проводник средней фазы.

- формула воздействия средней фазы на проводник.

Учитывая фазное смещение механических повреждений под действием усилий возникающих в проводниках при протекании токов КЗ, все элементы должны обладать электродинамической стойкостью.

39. Электрическая дуга – это эл.Заряд, который наблюдается при размыкании контакта цепи высокого напряжения. В дуге различают пространства: околокатодное, околоанодное и ствол дуги

Чем больше ток в дуге, тем меньше её сопротивление, поэтому требуется меньшее напряжение для горения дуги, т.е. дугу с большим током труднее всего погасить.

Параметры дуги:

-Высокая напряженность – 10⁵ В\см

-Плотность тока – 10 кА\см²

-Температура – до 18 тыс. К

Гашение эл дуги:

Т.к. при переменном токе каждый полупериод дуга гаснет, когда ток равен нулю, это можно использовать для гашения. Если в момент бестоковой паузы развести контакты на такое расстояние, чтобы не произошел пробой, то цепь будет разомкнута, а дуга – погашена.

Т.е. должно быть такое условие: эл.прочность промежутка между контактами > напряжения между ними. И разумеется, существуют способы гашения дуги – до 1 кВ и выше.

40.

41. Автогазовое дутьё – стенки камеры гашения изготовляются из специального материала. При появлении дуги стенки легко сгорают, и исходящий газ гасит дугу. Применяется в электроустановках свыше 1 кВ

Магнитное дутье применяется в электромагнитных выключателях. Щелевая дугогасящая камера из жаропрочного материала – основной элемент электромагнитных выключателей. Магнитное дутье, как правило, создается с помощью электромагнита, который включается последовательно в контур дуги. За счет него электрическая дуга в выключателе растягивается, охлаждается и гаснет.

42. Комплектные РУ по месту установки подразделяются на КРУ внутренней и наружной установки. КРУН применяют для установки вне помещений при комплектовании подстанций 35\6-10; 100\6-10. Представляют собой металлические шкафы со встроенными в них аппаратами и приборами, а также уст-вами защиты.

44. ОРУ – это электроустановка, предназначенная для приема и распределения электрической энергии, и содержащая эл.аппараты, шины, вспомогательные устройства, и располагается на открытом воздухе. Как правило устанавливают от 35 кВ и выше. ОРУ должны обеспечивать надежность работы, безопасность и удобство обслуживания при минимальных затратах на сооружении, возможность расширения, максимальное использование крупноблочных узлов, а также хорошую заменяемость.

Преимущества:

-Меньше объем строительных работ.

-Все аппараты легкодоступны.

-Неудобство при обслуживании при низких температурах и осадках.

ОРУ выполняются с различным числом рабочих и обходных систем шин, а также разрабатываются на основе схемы заполнения.

45. Главная схема эл.соединений подстанций – совокупность основного электрооборудования (тр-ры, выключатели, линии), сборных шин и другой первичной аппаратуры со всеми выполненными между ними фактическими соединениями. При выборе схем должны учитываться следующие факторы:

-Значение и роль подстанций для электросистемы (подстанции могут подходить для питания отдельных потребителей или целого района для обеспечения связей отдельных энергосистем).

-Перспектива расширения подстанций

-Возможность поэтапного развития схемы устройств.

Также учитываются допустимый уровень токов КЗ. Из-за этого решается вопрос деления электроустановок на независимо работающие части, установки спец.разграничителей.

Осн.требования к схемам

-надежность электроснабжения потребителя

-приспособленность к проведению ремонтных работ.

-оперативная гибкость эл. схемы.

-экономическая целесообразность.

46. Электрические аппараты РУ.

Рубильники – неавтоматические выключатели с ручным приводом .

Переключатели – для поочередного подключения к двум различным цепям.

Выполняются на 1-2-3-полюсные на ном. Напряжение до 660 В

Рубильники бывают с различными приводами – центральным или боковым.

Пакетный и кулачковый переключатели. Предназначены для сложных переключений одновременно в нескольких цепях.

47. Схемы соединений (монтажные) предназначены для выполнения по ним электрических связей в пределах комплектных устройств, электроконструкций, т. е. соединений аппаратов между собой, аппаратов с наборными рейками и т. п. К схемам соединений относятся также схемы, по которым выполняют соединения в пределах определенной электроустановки, т. е. соединяют ее части. Примером такой схемы может служить схема соединений электропривода задвижки.

48. Контроль изоляции обязателен к применению в электрических сетях изолированных от земли, т.к. от электроустановок работающих в режиме изолированной нейтрали требуется повышенная надежность энергоснабжения и по условиям электропоражения они относятся к числу с повышенной опасностью. Поэтому организация контроля изоляции в таких электрических установках является приоритетной задачей.

В сетях переменного тока выше 1 кВ с изолированной или заземленной через дугогасящий реактор нейтралью, в сетях переменного тока до 1 кВ с изолированной нейтралью и в сетях постоянного тока с изолированными полюсами или с изолированной средней точкой, как правило, должен выполняться автоматический контроль изоляции, действующий на сигнал при снижении сопротивления изоляции одной из фаз (или полюса) ниже заданного значения, с последующим контролем асимметрии напряжения при помощи показывающего прибора (с переключением).

Допускается осуществлять контроль изоляции путем периодических измерений напряжений с целью визуального контроля асимметрии напряжения.

49. Устройства с двумя системами сборных шин выполняются в виде нескольких систем, каждая из которых имеет своё питание и свою нагрузку, соединённых между собой выключателями. На станциях выключатель обычно замкнут, из-за необходимости параллельной работы генераторов. В случае повреждения на одной из систем выключатель отключается, отсекая повреждённую часть от РУ

51. Выбор упрощенной схемы является определяющим при проектировании электрической части подстанции, т.к. он определяет полный состав элементов и связей между ними. Как правило, схемы на чертежах изображаются в однолинейном исполнении, при отключенном положении всех элементов. В условиях эксплуатации вместе со схемой применяются оперативные изменения в части положения выключателей и разъединителей в данный момент.

52. 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

Выключатели нагрузки применяют в присоединениях силовых трансформаторов на стороне высшего напряжения (6-10 кВ) вместо силовых выключателей, если это возможно по условиям работы электроустановки

55. Механизм свободного расцепления состоит из рычагов, защелок, коромысел и отключающих пружин и предназначен для отключения автоматического выключателя, а также для устранения повторного включения автоматического выключателя на короткое замыкание при длительно существующей команде на включение. Представляет собой шарнирный 3- или 4-звенный механизм, который обеспечивает расцепление и отключение контактной системы как при автоматическом, так и при ручном управлении.

56. Предохранитель – аппарат, предназначенный для автоматического однократного отключения электрической цепи при КЗ или перегрузках. Отключение цепи осуществляется путем расплавления плавкой вставки, которая нагреваясь, обрывается.

Широкое применение из-за своей простоты кон-ции. Рассчитаны на токи от мА до кА.

Все предохранители имеют основные элементы: корпус, плавкую вставку, контактную часть, дугогасительную среду. Предохранители характеризуются

1. Номинальным током предохранителя.

2. Плавкой вставкой.

Предохранители обладают определенной зависимостью времени плавления от тока.

57. ЗРУ – это электроустановка, предназначенная для приема и распределения электрической энергии, и содержащая эл.аппараты, шины, вспомогательные устройства, и располагается внутри здания. ЗРУ сооружаются на напряжение до 35 кВ, а иногда и до 330 кВ (на крайнем севере)

Также для безопасности соблюдаются мин.расстояния от токоведущих частей до элементов ЗРУ. Во избежание случайных прикосновений должны быть помещены в камеры, или ограждены.

Достоинства:

-Удешевление оборудования , т.к. отсутствует влияние внешних факторов.

-Уменьшение площади для организации РУ

-Удобство проведения ремонта.

58. Короткозамыкатель- это коммутационный аппарат, предназначенный для создания искусственного к. з. в электрической цепи. Короткозамыкатели применяются для того, чтобы обеспечить отключение поврежденного трансформатора после создания искусственного к. з. действием релейной защиты питающей линии.

В установках 35 кВ применяют два полюса короткозамыкателя, при срабатывании которых создается искусственное двухфазное КЗ. В установках с заземленной нейтралью (110 кВ и выше) применяется один полюс короткозамыкателя.

Конструкция короткозамыкателя: Привод короткозамыкателей имеет пружину, которая обеспечивает включение заземленного ножа на неподвижный контакт, находящийся под напряжением. Импульс для работы привода подается от релейной защиты. Отключение производится вручную.

Отделитель внешне не отличается от разъединителя, но у него для отключения имеется пружинный привод. Включение отделителя производится вручную. Отделители, так же как разъединители, могут иметь заземляющие ножи с одной или двух сторон. Недостатком существующих конструкций является довольно большое время отключения (0,5—1 с).

Отделители могут отключать обесточенную цепь или ток намагничивания трансформатора, но отключать ток КЗ, возникающий при срабатывании короткозамыкателя, отделителем нельзя, поэтому в схемах управления имеется блокировка, которая запрещает отключение отделителя, если через трансформаторы тока ТТ, установленные в цепи короткозамыкателя, проходит ток .