Содержание
Электрические станции, подстанции, линии и сети
Страница 1 из 66
Кирилл Михайлович Поярков
Учебник для средних сельских проф.-техн. училищ. Москва, «Высшая школа», 1974.
В книге даны общие сведения о производстве и распределении электрической энергии, описываются основные типы электрических станций и подстанций.
Уделено внимание использованию специального электрооборудования, выполняемого для сельской электрификации и применяемого для улучшения работы потребителей электроэнергии.
XXIV съезд Коммунистической партии Советского Союза наметил программу дальнейшего подъема материального и культурного уровня жизни советского народа, развития всех отраслей народного хозяйству.
Наиболее быстрыми темпами в текущем пятилетии будут развиваться те отрасли промышленности, которые обеспечивают технический прогресс в народном хозяйстве и повышение эффективности общественного производства. Большая роль при этом отводится электроэнергетике, ведущей отрасли, определяющей технический прогресс.
Проводимая на основе развитой электроэнергетики широкая электрификация всей страны является важнейшим условием создания материально-технической базы коммунистического общества. Электрификация промышленности, железнодорожного транспорта, сельского хозяйства и быта позволяет повысить техническую вооруженность, автоматизировать трудоемкие процессы производства, улучшить бытовые условия жизни городского и сельского населения.
К концу девятой пятилетки намечено довести производство электроэнергии в нашей стране до 1030—1070 млрд. кВт•ч, ввести в действие свыше 60 млн. кВт мощности на электрических станциях, построить большое количество трансформаторных подстанций и электрических сетей различного напряжения.
Неотъемлемой частью электрификации всей страны является электрификация социалистического сельского хозяйства. За последние годы в этой области достигнуты значительные успехи. В настоящее время почти все совхозы и колхозы страны получают электрическую энергию от сетей государственных энергосистем и электрических станций.
Потребление электрической энергии сельским хозяйством на производственные и коммунально-бытовые нужды к концу девятой пятилетки достигнет уровня 70—75 млрд. кВт•ч, т. е. увеличится вдвое по сравнению с 1970 г. (38,0 млрд. кВт·ч).
Непрерывно повышается электровооруженность труда, т. е. потребление электрической энергии на производственные нужды в расчете на одного работающего в сельском хозяйстве.
За годы девятой пятилетки объем поставок электротехнических изделий сельскому хозяйству удвоится.
Рост потребления электроэнергии в сельском хозяйстве стал возможным благодаря большому размаху электросетевого строительства. В текущем пятилетии будет ежегодно вводиться в эксплуатацию до 250 тыс. км новых распределительных сетей. При сооружении сетей особое внимание будет уделено повышению надежности электроснабжения сельскохозяйственных потребителей и улучшению качества отпускаемой энергии.
В условиях широкого внедрения электрической энергии, обеспечивающего непрерывный технический прогресс, важно уметь правильно эксплуатировать электроустановки, осуществлять строительство и монтаж электрических станций, подстанций и сетей.
В связи с этим большое значение приобретают вопросы подготовки высококвалифицированных кадров, способных успешно решать практические задачи по электрификации села. В первую очередь это относится к электромонтерам сельской электрификации, которые должны знать основные принципы работы и устройство электрооборудования электрических станций, подстанций и сетей, правила его монтажа и эксплуатации. Они должны быть также знакомы с методами и средствами повышения надежности электроснабжения сельскохозяйственных потребителей, повышения качества отпускаемой электроэнергии.
- Вперёд
Электрические станции и подстанции
Учебное пособие
Оглавление
Введение 5
1.
современные и перспективные источники
электроэнергии 6
1.1. Энергоресурсы 6
1.2. Типы
электростанций 12
1.
2.1. Тепловые
электростанции 12
1.2.2 Газотурбинные
установки 17
1.2.3 Парогазовые
установки 19
1.2.4. Атомные
электростанции 20
1.2.5. Гидравлические
электрические станции 26
1.2.6. Приливные
электрические станции 30
1.2.7. Аккумулирующие
электрические станции 31
1.2.8. Солнечные
электростанции 33
1.2.9. Ветровая
электростанция 35
1.2.10. Геотермальные
электростанции 38
1.2.11. Магнитогидродинамическое
преобразование энергии 40
1.2.12. Термоэлектрические
генераторы 41
1.2.13. Радиоизотопные
источники энергии 43
1.2.14. Термоэмиссионные
генераторы 43
1.2.15. Электрохимические
генераторы 45
1.
2.16. Дизельная
электростанция 46
2.
Электрооборудование электростанций 48
2.1 Синхронные
генераторы 48
2.2.
Силовые трансформаторы и
автотрансформаторы 69
2.3 Особенности
конструкции и режимы работы
автотрансформаторов 73
3. ОБЩИЕ
ВОПРОСЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ 81
3.1. Условия
возникновения и горения дуги 81
3.1.2. Условия
гашения дуги переменного тока 83
3.1.3. Способы
гашения дуги в коммутационных аппаратах
до 1000 В 84
3.1.4 Основные
способы гашения дуги в аппаратах выше
1 кВ 86
3.1.5 Нагрузочная
способность токоведущих проводников
и аппаратов 87
3.1.6 Стойкость
проводников и аппаратов при коротких
замыканиях 89
4 КОММУТАЦИОННЫЕ
АППАРАТЫ 94
4.1. Коммутационные
аппараты на напряжение до 1000 В 94
4.1.1 Рубильники
и переключатели 94
4.1.2
Предохранители 96
4.1.3
Контакторы 99
4.
1.4 Магнитные
пускатели 102
4.1.5 Автоматические
выключатели 104
4.1.6 Устройство
защитного отключения 107
4.2 Коммутационные
аппараты на напряжение выше 1000 В 109
4.2.1 Многообъемные
масляные выключатели 110
4.2.2 Маломасляные
выключатели 112
4.2.3 Выключатель
нагрузки 115
4.2.4 Вакуумные
выключатели 116
4.2.5 Воздушные
выключатели 123
4.2.6
Предохранители 127
4.2.7
Разъединители 129
4.2.8 Отделители
и короткозамыкатели 132
4.2.9 Трансформатор
напряжения 134
4.2.10 Трансформатор
тока 137
5 СХЕМЫ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ 140
5.1. Одна
система сборных шин 141
5.2. Две системы
сборных шин 142
5.3. Одна
система сборных шин с обходной СШ 143
5.4. Две системы
сборных шин с обходной СШ 144
5.5 Схемы
многоугольников 147
5.
6 Схемы
«Полуторная» и 4/3 (четыре – третьих) 150
5.7 Схема с
двумя выключателями на одно
присоединение 153
5.8. Схемы
мостиков 155
5.9 Схемы
генераторных распределительных
устройств 156
СПИСОК
ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 160
Введение
Электроэнергетика– ведущая
составляющая частьэнергетики,обеспечивающаяэлектрификациюхозяйства страны на основе рационального
производства и распределения
электроэнергии. Электроэнергия занимает
особое место в промышленности любой
страны, что объясняется такими её
преимуществами перед энергией других
видов, как относительная лёгкость
передачи на большие расстояния и
распределения между потребителями, а
также преобразования в другие виды
энергии (механическую, тепловую,
химическую, световую и др.). Отличительной
особенностью электроэнергии является
одновременность её генерирования и
потребления.
Основная часть электроэнергии
вырабатывается крупными электростанциями.
Электростанции объединены между собой
и с потребителями высоковольтнымилиниями электропередачи(ЛЭП) и
образуютэлектрические системы.
Электрическая станция – это совокупность
установок, оборудования и аппаратуры,
используемых непосредственно для
производства электрической энергии, а
также необходимые для этого сооружения
и здания, расположенные на определённой
территории. В зависимости от источника
энергии различают тепловые
электростанции,гидроэлектрические
станции,гидроаккумулирующие
электростанции,атомные
электростанции,приливные
электростанции,ветроэлектростанции,геотермические
электростанциии электростанции
с магнитогидродинамическим генератором.
В данном пособии кратко показаны основные
особенности производства электроэнергии
и устройство электростанций различных
типов, а также конструкция основного
электрооборудования станций и подстанций.
Различные типы электрических подстанций
Текущее потребление электроэнергии быстро растет, и задачей энергоподстанций является удовлетворение этого спроса.
Электроподстанция относится к электрической системе с высоким напряжением, целью которой может быть, среди прочего, работающее оборудование, такое как генераторы и электрические цепи.
Основной задачей является обеспечение бесперебойной подачи энергии или мощности от передающих сетей к потребителю. Таким образом, эффективное функционирование подстанций оказывает существенное влияние на бесперебойность электроснабжения.
Электрические подстанции бывают различных типов, каждая из которых имеет свой уникальный набор характеристик и возможности управления мощностью. Они также установили правила техники безопасности, которые гарантируют, что они несут ответственность за благополучие сотрудников.
Повышающая подстанция
Эта подстанция напрямую соединяется с производящей станцией, поскольку выработка электроэнергии происходит при более низком напряжении. Производящая станция увеличивает эти напряжения для достижения цели экономичной передачи электроэнергии на большие расстояния.
Кроме того, на этой подстанции могут быть установлены автоматические выключатели для включения и выключения цепей генерации и передачи. Обычно это происходит в случае аварийной ситуации, требующей отключения или перенаправления питания на ход или цепи.
Как правило, требования и потребности заказчика определяют величину напряжения, которое будет выходить из повышающей передающей подстанции.
Понижающая подстанция
Расположение этих подстанций в электрической сети различается. Такая подстанция является источником подпередающих и распределительных линий и используется в качестве связующего звена между различными компонентами сети.
Он также изменяет напряжение передачи на вспомогательную передачу для получения распределительной мощности, которая в определенных ситуациях может обеспечивать электроэнергией промышленный объект. В остальных случаях эта мощность пойдет на распределительную подстанцию.
Вторичная подстанция
Вторичные подстанции расположены рядом с вторичными линиями электропередач рядом с обслуживаемыми ими потребителями.
Здесь напряжения находятся на низком уровне для целей распределения.
Распределительная подстанция
Основная роль распределительной подстанции заключается в распределении пониженной мощности. Эти напряжения предназначены для потребителей, в том числе домашних хозяйств и коммерческих зданий.
Кроме того, распределительная подстанция имеет определенные функции, облегчающие ее эксплуатацию и повышающие безопасность. Например, она снабжена высоковольтными проводами и токопроводящими жилами, в каждой из которых имеется одна нейтраль-земля и четыре жилы под напряжением.
Подстанция распределяет мощность по двум фазам; одно- и трехфазное напряжение. 3-фазная сеть несет около 34500 вольт, а однофазная распределяет около 19920 вольт.
Системная подстанция
Некоторые из этих станций не имеют силовых трансформаторов, в то время как другие предлагают услуги по обмену напряжением. Обычно эти подстанции служат конечными концами линий электропередач, идущих от распределительных устройств, а также источником электроэнергии для цепей, питающих трансформаторные подстанции.
В результате они имеют решающее значение для поддержания долгосрочной согласованности. Однако их строительство и эксплуатация обходятся дорого.
Подземная распределительная подстанция
Строительство подстанций в городских районах требует значительного пространства. Однако в большинстве городов не хватает места для подобных построек. По этой причине размещение подстанции внизу сводит к минимуму необходимое пространство.
Знающий поставщик услуг, отвечающий за строительство, может использовать пространство на уровне земли для других построек, таких как здания.
Фундаментальная концепция подземной подстанции состоит в том, чтобы обеспечить наилучшую возможную обычную подстанцию при минимальной площади над землей. Следовательно, для достижения наилучших результатов необходимо нанять профессиональную компанию с многолетним опытом.
Для получения дополнительной информации свяжитесь с нами сегодня!
ВСЕ О СЕТИ И ПОДСТАНЦИЯХ:
Q1) В чем разница между подстанцией и подстанцией?
Ответ) СЕТЕВАЯ СТАНЦИЯ : Слово сетка означает комбинацию.
Комбинация или взаимосвязь различных элементов энергосистемы, таких как генерирующие станции, линии электропередач, распределительные линии и т. д. В настоящее время в электросетях 64 электростанции. Каждая область имеет свою собственную сетевую станцию.
ПОДСТАНЦИЯ : Подстанция — это место, где линии передачи и распределения соединяются вместе. Разные производства, больницы, населенные пункты имеют свою подстанцию, откуда получают электроэнергию на 11кВ. Подстанция обычно содержит силовой трансформатор, который понижает напряжение со 132 или 66 кВ до 11 кВ.
Q2) Что такое питатели?
ANS) Фидеры в основном представляют собой проводники с большой пропускной способностью по току. Как следует из названия, они используются для питания или подачи электроэнергии в различные области. Фидеры соединяют подстанцию с разными участками, где электроэнергия должна подаваться к разным потребителям. По назначению и требованиям питатели делятся на следующие виды:
· Радиальный кормление
· Кольцевой фидер
· Параллельный фидер
· Сметный фидер
Q3) Каковы критерии выбора 33-11 кВ или 66-11 кВв?
Ответ ) Номинальная мощность подстанции определяется в соответствии с допустимой мощностью, расположением и назначением подстанции.
· Если нагрузка до 150 МВА, то проектируемая подстанция будет 132 кВ
· Если нагрузка до 80 МВА, то проектируемая подстанция будет 66 кВ
· Если нагрузка до 5 МВА, то проектируемая подстанция будет на 33 кВ
Таким образом, когда номинал подстанции составляет 66-11 кВ, это означает, что подстанция рассчитана на нагрузку 80 МВА при 66 кВ и будет распределять приемную мощность на 66 кВ
Таким образом, когда номинал подстанции составляет 33-11 кВ, это означает, что подстанция рассчитана на нагрузку 5 МВА при 33 кВ и будет распределять мощность на 11 кВ.
ANS) На сетевых станциях предусмотрена специальная аккумуляторная. Аккумуляторы на подстанции необходимы, поскольку они используются в качестве вспомогательного источника питания. Когда нет питания от главной станции, батареи используются для питания счетчика и другого оборудования. Они используются для обеспечения бесперебойного и надежного электроснабжения для управления распределительными устройствами и контроля состояния фидеров в случае сбоя питания
В5) почему мы используем камни вместо травы или песка на подстанции?
ANS) Существует множество причин использования камней на подстанции вместо песка или травы, потому что:
1) В силовом трансформаторе в качестве изолирующей и охлаждающей среды используется масло.
Если во время работы или при замене масла в трансформаторе происходит утечка масла, разлив масла может загореться, и это предотвращается использованием камней, уложенных на землю на подстанции.
2) Камни поглощают тепло, излучаемое радиатором при охлаждении трансформатора.
3) На равнинных участках, где растет трава, в траве будет образовываться влага, что приведет к протеканию тока утечки. Камни предотвращают это, не позволяя траве расти.
4) Во время короткого замыкания шаговой потенциал и потенциал прикосновения увеличиваются, поэтому для снижения этих потенциалов, когда операторы работают на подстанции, предусмотрены камни
ПРИМЕЧАНИЕ:
1) человека или животного при коротком замыкании называется ступенчатым потенциалом. Это приводит к протеканию тока в теле, что в конечном итоге приводит к поражению электрическим током
2) ПОТЕНЦИАЛ прикосновения : Потенциал, возникающий между землей и корпусом оборудования во время короткого замыкания, называется потенциалом прикосновения.
В6) Подается ли электричество в наш дом из сети? Откуда сеть знает, какое количество электроэнергии нужно отправить в дом?
ANS) Электричество не подается в наши дома из сети, вместо этого оборудование в наших домах потребляет электричество из-за своего сопротивления. Чем больше приборов, тем больше электроэнергии будет потребляться
Q7) что такое стальной портал на электростанции? И почему на стальном портале предусмотрена изоляция?
ANS) Стальной портал обеспечивает поддержку тяжелых линий электропередач. На портале используется изоляция, и каждый изолятор заземлен с обоих концов в целях безопасности, поскольку линии передачи проходят под высоким напряжением и имеют достаточный ток. Следовательно, эти кабельные линии не могут быть напрямую подключены к стальному порталу без изоляции 9.0003
Q8) каково назначение изоляторов, автоматических выключателей, разрядников, трансформаторов тока, трансформаторов напряжения на подстанции?
ANS) ТРАНСФОРМАТОР ПОТЕНЦИАЛА : Трансформатор напряжения измеряет напряжение в линиях электропередачи.
К нему подключен контрольный кабель, так что если П.Т обнаружит какое-либо высокое или нежелательное значение напряжения через линии ТХ. Затем он может отправить управляющий сигнал на соответствующие реле и отключить автоматический выключатель, чтобы отключить питание в целях безопасности.
ИЗОЛЯТОРЫ : В обычных условиях закрыты. В случае какой-либо неисправности изолятор размыкается, и повреждений можно избежать. Они физически изолируют линию от источника питания. Они также могут быть открыты, если мы хотим выполнить какую-либо задачу по техническому обслуживанию.
ТРАНСФОРМАТОР ТОКА : Трансформатор тока измеряет ток в линиях электропередачи. У него также есть кабель, который предназначен для тех же целей, что и у PT (упомянутого выше).
РАЗРЯДНИКИ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ : Разрядники для защиты от перенапряжений используются для предотвращения сбоев из-за неблагоприятных погодных условий. В случае сильных ударов молнии разрядник пропускает эти удары на землю, чтобы избежать больших потерь.