Электрические сети

Классификация электросетей     Главными показателями сетей является конфигурация схемы, функциональное назначение, номинальная величина напряжения, характер потребителей, вид тока и т. п. 

     Систематизируют электрические сети по нескольким признакам, что дает возможность выявить единые особенности их самостоятельных подгрупп и использовать эти особенности при эксплуатации, а также проектировании сетей. Рассмотрим этот вопрос несколько подробнее.

 

 

 

molnia 1   Молния – это электрический разряд скоплений электрического заряда в нижних слоях атмосферы. Она обладает гигантскими размерами и обычно сопровождается громом и появлением яркой вспышкой. Молнии также наблюдались на поверхности Юпитера, Венеры, Урана и других планет.

   История исследования явления молний

   Впервые, электрическая природа была исследована и изучена американским ученым и государственным деятелем Б. Франклином. Он провел опыт с бумажным змеем к шнуру, с прикрепленным к его хвосту ключом в 1752 г, в ходе которого получил искры во время дождя. Исследование Франклина было описано в научных трудах Д. Пристли. 

Вентиляция аккумуляторных помещений 2   Функционирование аккумуляторных батарей обязательно сопровождается характерным выделением водорода. Во время соединения с кислородом происходит химическая реакция, вследствие которой образуется взрывоопасное вещество, привести в действие которое способна даже маленькая искра. Помимо этого, в воздух попадают так же частички электролита, что по своей природе является кислотой. Электролит способствует разрушению металлических сооружений, на которые влияет, а у человека он поражает органы дыхания. Выделяемая кислота является сильнодействующим ядовитым веществом.

   Поэтому автоматизированные системы помещения создаются по всем нормам взрывобезопасности, выключатели переносят за границы помещения, а для обеспечения безопасного нахождения человека в таких комнатах устанавливают специальную вентиляционную систему. Она отвечает за своевременное выведение «опасного» воздуха и подачу чистого.

Как работает аккумулятор 5   Аккумулятор представляет собой устройство, которое накапливает энергию в химической форме при подключении к источнику постоянного тока, а затем отдает ее, преобразуя в электричество. Его используют многократно за счет способности к восстановлению и обратимости химических реакций. Разряжается – снова заряжают. Применяются аккумуляторы в качестве автономных и резервных источников питания для электротехнического оборудования и различных устройств.

Деревянные опоры для ЛЭП 3   Для линий электропередач с высоким рабочим напряжением чаще всего используются опоры из железобетона и металла, в то время как для линий умеренного напряжения как в городской, так и в сельской местности наиболее рациональным является использование деревянных опор. Деревянные опоры в СНГ используются для рабочих линий электропередач с рабочим напряжением до 220/380 В, а в США - до 345 кВ.

   Достоинства и недостатки применения деревянных опор ЛЭП

- Малая стоимость;

- Простота и безопасность обслуживания;

- Достаточно высокая механическая стойкость при транспортировке, погрузочно-разгрузочных работах, складировании и установке;

- Долговечность (опоры с использованием пропитки антисептиками способны надёжно служить до 40 и более лет);

Железобетонные опоры воздушных линий 1   Железобетонные опоры воздушных линий электропередач широко распространены и используются для линий электропередач рабочим напряжением до 500 кВ включительно. В сравнении с деревянными хорошо пропитанными опорами железобенные служат примерно в 2 раза дольше, что повышает надёжность электроснабжения. Для повышения прочности бетон армируют металлом.

   Чтобы повысить плотность и долговечность материала при производстве бетона используются дополнительные операции: центрифугирование и виброуплотнение (с помощью вибростолов и вибраторов). Наибольшую степень плотности обеспечивает центрифугирование с использованием специальных машин-центрифуг. Такой вид бетона используется на линиях напряжением от 110 кВ и выше. Для линий 35 кВ чаще применяется только вибробетон, а траверсы изготавливаются из оцинкованной стали. Прочностные характеристики также позволяет увеличить использование преднаряжённого железобетона.

Феррорезонанс в электросети 1   Главными факторами, вызывающими феррорезонансные явления в электросетях, являются ёмкостные и индуктивные элементы, способные образовывать колебательные контуры в моменты переключений. Особенно заметно данный эффект проявляется в силовых трансформаторах, линейных вольтодобавочных трансформаторах, трансформаторах напряжения, шунтирующих контурах и в подобном оборудовании, оснащённом массивной обмоткой.

   Всего выделяют два различных типа таких явлений: резонанс напряжений и токов. Первые обычно проявляются в контурах, использующих последовательное соединение реактивных элементов. Резонанс токов, в свою очередь, характерен для систем с параллельным соединением ёмкостного и индуктивного элемента. Подобных цепей (LC-контуров) в каждой электрической сети огромное множество, поэтому и переходные процессы для каждой отдельной сети при аварийных и плановых отключениях носят индивидуальный и весьма сложный смешанный характер.

Предельно допустимый ток   Во время протекания тока по проводнику возникают значительные энергетические потери, которые почти полностью проявляются в виде нагрева провода. Этот вид потерь обусловлен сопротивлением материала течению электронов. Для компенсации потерь на нагрев приходится увеличивать мощность, поскольку конечному потребителю дойдёт меньшее количество энергии, чем было на входе в линию электропередачи. При этом важным компонентом, позволяющим снизить данные потери является правильный выбор материала провода, а также его сечения.


   Металлом, обладающим наименьшим электрическим сопротивлением при нормальных условиях, является серебро, которое из-за высокой стоимости не может применяться в промышленных масштабах для целей электропередач. Несколько более высоким электросопротивлением характеризуется медь, далее - алюминий. Два последних металла максимально высокой степени чистоты и используются в настоящее время в качестве основных проводников тока во всём мире.

   Второй важный фактор при выборе провода - правильное его сечение, которое должно обеспечивать допустимый нагрев, и в то же время не имеет смысла переплачивать за слишком толстый кабель. Выбор сечения определяется температурой нагрева провода длительными токовыми нагрузками. Пример: медный проводник диаметром 1,16 мм расплавится при силе тока 10 ампер. При этом, следует помнить, что пластиковая изоляция значительно менее устойчивая к высоким температурам, и для неё чаще всего опасной является температура уже в 65°C.

   Площадь сечения жилы рассчитывается по стандартным формулам в зависимости от типа проводника (круглая жила, треугольная, квадратная, прямоугольная). Формула для расчёта тепловыделения тоже стандартная. Выделяемая тепловая мощность прямо пропорциональная квадрату силы тока, при этом она не зависит от напряжения, именно поэтому там, где необходимо передавать большое количество энергии, стараются максимально возможно увеличить напряжение. Также необходимо учитывать тот факт, что если рядом проходит несколько проводов, то они греют друг друга.

   Максимально допустимая сила тока для кабелей, шнуров, проводов с пластиковой или резиновой изоляцией:

   Безопасным считается такой ток, который при температуре земли + 15°С, температуре воздуха или окружающей среды + 25°С нагревает кабель не более чем до +65°С. При выборе провода для любых целей рекомендуется пользоваться специальными таблицами, в которых приводятся минимальные допустимые сечения провода для предполагаемой нагрузки (определяется мощностью нагрузки). В продаже можно найти как стандартные провода с маркировкой по ГОСТ или ТУ с известными характеристиками, так и большое количество других типов кабелей.

Реклоузеры 4     Реклоузер - устройство автоматического управления и защиты воздушных ЛЭП на основе вакуумных выключателей под управлением специализированного микропроцессора. Помимо защитных и противоаварийных функций защиты воздушных линий передач дополнительно могут выполнять функции мониторинга и учёта характеристик и параметров электросетей. В рамках общей классификации устройств энергетики реклоузеры относятся к КРУН (комплектным распределительным устройствам наружной установки).

     Принцип работы

   При помощи реклоузеров воздушные ЛЭП делятся на отдельные участки, в каждом из которых устанавливается интеллектуальное устройство, в реальном времени анализирующее параметры работы сети и при необходимости выполняющее её реконфигурацию (производится локализация повреждённого участка и автоматическое восстановление электроснабжения потребителей на неповреждённых участках) согласно программно установленному алгоритму. При этом исключается необходимость дистанционного поиска повреждения и его устранения - всё это выполняется по месту работы реклоузера посредством микропроцессорного контроля.

Управляемый шунтирующий реакторУправляемый электромагнитным полем шунтирующий реактор без выделенной обмотки управления (УШРбУ) имеет характеристики, существенно отличающиеся  от  характеристик  реакторов  традиционных конструкций,  имеющих  выделенную  обмотку  управления  (УШРсУ). 

Технико-экономические  показатели реактора  без  обмотки  управления  значительно  превосходят  показатели  реакторов  других  конструкций. Но  реализация  требований  к  устройствам  управления  (УУ)  этого  реактора  связана  с  необходимостью специального построения силовой (СЧ) и микроэлектронной  частей  (МЭЧ)  устройства  управления  реактором. Требуется исключить проявления отрицательных  факторов,  связанных  с  включением  устройства управления в цепь силовой (высоковольтной) обмотки реактора. Кроме выяснения общих особенностей реакторов, управляемых  электромагнитным  полем,  необходимо определить специфические особенности реактора типа УШРбУ как объекта управления. Управляемые  электромагнитным  полем  шунтирующие реакторы имеют специальную обмотку управления (УШРсУ). В реакторе без обмотки управления  (УШРбУ)  сетевая  (высоковольтная)  обмотка  его используется  одновременно  и  как  силовая  и  как  обмотка управления. Совмещение двух функций в одной обмотке значительно улучшает массо-габаритные показатели реактора, но существенно усложняются процессы управления реактором и требования к силовым и микроэлектронным элементам управления, регулирования, защиты и т.д.

Диагностика теплового состояния трансформаторного оборудованияШирокое  распространение  в  диагностике  электрооборудования  получило  тепловидение.  Картина инфракрасного излучения весьма содержательна с точки зрения диагностической информации о техническом состоянии объекта. Возможность получения поверхностного распределения температурного поля позволяет выявлять многие дефекты, в частности, перегревы внешних контактных соединений, так называемые  «тепловые  мешки»,  засорение  элементов  систем  охлаждения  трансформаторов  и  многие  другие. Однако  продуктивный  анализ  этой  информации  требует от исследователя опыта и определенного искусства, что, очевидно, препятствует более широкому и более  эффективному  внедрению  метода  в  практику. Одним из главных препятствий при этом видится отсутствие методик, которые позволили бы формализовать процесс анализа тепловизионных изображений.