1. Структура электрических сетей и систем. Основные понятия и определения.

Передача электроэнергии от источника к потребителю осуществляется энергетическими системами, объединяющими несколько электростанций.

Приемники электроэнергии железнодорожного и промышленных предприятий получают питание от систем электроснабжения, являющимися основной частью энергетической системы.

Энергетическая система (ЭС) – совокупность электроустановок предназначенных для производства, распределения, передачи и потребления электроэнергии, связанных общностью режима, в непрерывном процессе потребления электроэнергии, состоящей из электростанций и аппаратуры управления и защиты.

Электростанция (Э) – совокупность взаимосвязанных электроустановок предназначенных для производства, распределения электроэнергии или электрической и тепловой энергии.

Электроустановка (ЭУ) – комплект взаимосвязанного оборудования и сооружений, предназначенных для приема, распределения, передачи и потребления электроэнергии.

Электрическая сеть – группа электроустановок предназначенных для передачи электроэнергии на определенные расстояния, состоящая из подстанций, распределительных устройств, токопроводов, воздушных или кабельных линий, аппаратуры подключения, защиты и управления.

Воздушные линии (ЛЭП, ВЛ) – электроустановка, предназначенная для передачи электроэнергии на определённое расстояние, состоящая из токоведущих элементов, их изоляции и несущих конструкций.

РУ – Распределительное устройство – это ЭУ предназначенная для приема и распределения электроэнергии на одном напряжении.

РП – распределительный пункт – это ЭУ для приема и распределения электроэнергии на одном напряжении без трансформации и не входящей в электростанцию.

ИП (источник питания) ЦП (центр питания)

ТП – трансформаторная подстанция – это ЭУ предназначенная для преобразования электроэнергии из одного напряжения в другое с помощью трансформатора.

ТП разделяются на повысительные (повышающие, питающие) и понизительные (понижающие приемные)

ЭУ на которой электроэнергия, подводимая электрической сетью к первичной обмотке трансформатора преобразуется в другое напряжение в соответствие с конструкцией распределяющей сети называется приемной подстанцией.

ТП где силовые трансформаторы преобразуют высокое напряжение называются питающими.

Электро приемник (ЭП) – это устройство преобразующее электроэнергию в другой вид энергии для ее использования. На зажимах ЭП всегда одна величина напряжения.

Потребитель (П) – это ЭУ или группа ЭУ связанных, технологическим процессом и расположенных на определённой территории предприятия.

Приемники или потребителю объединяются в группы по следующим признакам:

П о напряжению, роду тока, по частоте, по уровню безопасности, надежности, по резервированию, по схеме управления, по уровню плотности распределения электроэнергии, по режиму работы, по территориальному расположению электрооборудования предприятия. Схема потребления электроэнергии энергетической системой, и блочная схема электро-энергетической системы

2. Номинальное напряжение электрических сетей.

Номинальное напряжение в эл. Сетях РФ установлены гостом ГОСТ 721-77 с изменением 89 года

Номинальным напряжением называется напряжение предназначенное для обеспечения нормальной работы и безотказности электроустановок и потребителей (приемников). Вся электро техническая продукция выполняется на одно конкретное значение напряжения.

У повышающего силового трансформатора номинальное напряжение соответствует номинальному напряжению трехфазного генератора подстанции.

У понижающего трансформатрора номинальное напряжение первичной обмотки соответсвует номинальному напряжению подводимой электрической сети.

Н оминальное напряжение вторичных обмоток трансформаторов питающих ЛЭП так же как и номинальное напряжение генераторов электростанций на 5-10% всегда больше номинального напряжения электрической сети, что позволяет скомпенсировать потери напряжения в линии и трансформаторах

750-1150кВ – ЛЭП обеспечивающие эл.энергией энергосистемы. Обеспечивают межсистемные связи

330-500кВ – системообразующие линии. Внутри энергосистемы

220-110кВ – магистральные ЛЭП. Распределительные сети.

6, 10, 20, 35кВ – воздушные линии (села, города, фабрики)

1кВ(1140В) в карьерах и шахтах

380/220В – бытовая нагрузка

660В – НПЗ, химическая промышленность.

Напряжение 660В позволяет увеличить радиус действия трансформаторных подстанций в 2 раза, что способствует увеличению мощности силовых трансформаторов на подстанции, увеличению пропускной способности в сети.

660В уменьшает расход меди в 2 раза, стоимость оборудования на 380/220 и 660/380 одной и той же мощности одинакова, что способствует увеличению пропускной способности подстанции 660/380 в корень из 3 раз:)

Недостатки: требует разделение тяговых (силовых) и осветительных сетей.

660В нельзя применять в пищевой, легкой, деревообрабатывающей промышленности.

660В применяют на предприятиях где есть объекты мощностью 200-600кВт.

42, 36, 24, 12В применяют в помещениях с неблагоприятными условиями.

ЛЭП постоянного тока бывает 400 или 800кВ

3. Выбор силового трансформатора.

Цель-обеспечение норм. условий работы оборудования и деталей.

Число и мощность силового трансформатора выбирают: по графику электрических нагрузок с расчётом средней и максимальной мощности; по технико-экономическим показателям с учётом расходов; по категории электроприёмников с учётом первой категории с резервированием; по экономической целесообразности режима(обеспечение минимальных потерь мощности и энергии).

Методы выбора трансформатора:1.ориентировочный(если удельная плотность нагрузки 0,2-0,3кВт/м2,то то мощность строения 3000-4000 кВт, чему соответствуют трансформаторы 1600-2500 кВА, если ниже 400-600-1000кВА)2.рассчётный (по выбранной нагрузке получаем сумму мощностей, отбираемой со вторичного напряжения вторичных обмоток трансформатора с учётом потери мощности в этих трансформаторах).

Выбор мощности силового трансформатора.

1.Расчётная мощность трансформатора:. . Реактивная мощность цеха( (Q= или ).

2.Определение потери трансформатора вследствие короткого замыкания. ,где -потери мощностей соответственно на к.з. и хх.

3.Потери реактивной мощности.

.

4.

5.Sрт = Sрт + . И сравниваем мощности по условию S p< Sн.

Если неравенство не выполняется, то используется перегрузочный режим, который может быть аварийный или систематический.

Аварийны.Sдоп.авар<0,75∙1,4Sн (или 1,05∙ Sн).

Систематическая нагрузка. Sдоп = 1,3 ∙ Sн. Sдоп = Sн (1-Кз) ∙ 0,3

Коэффициент загрузки:

Кз зависит от категории потребителей, числа трансформаторов, резервирования на подстанциях.

Если Кз = 0,65 - 0,7, то подстанция двухтранформаторная с резервированным питанием для потребителей 1-ой категории.

Если Кз = 0,7 – 0,8, то подстанция двухтранформаторная с центральным резервированным питанием для потребителей 2-ой категории.

Если Кз = 0,9 - 0,93, то по подстанция однотранформаторная 2-ой категории, складское(холодное) резервирование, но может питать нагрузки 3-ей категории.