Отчет по практике на электростанции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3 Элементы электроустановок постоянного тока.

Аккумуляторные  батареи.  На электростанциях и подстанциях преимущественно используются стационарные свинцово-кислотные аккумуляторные батареи. В зависимости от характера и удаленности нагрузки батареи содержат от 104 до 130 последовательно соединенных аккумуляторов. Внутреннее сопротивление отдельных аккумуляторов и всей батареи определяются не только активными сопротивлениями, но и электрической емкостью и индуктивностью. На электростанциях и подстанциях преимущественно используются аккумуляторы с плоскими металлическими электродами поверхностного типа (Планте).

Зарядно-подзарядные  агрегаты. В качестве зарядно-подзарядных агрегатов на современных электростанциях и подстанциях используются полупроводниковые регулируемые выпрямители. Внешняя вольт-амперная характеристика большинства таких агрегатов имеет два участка: на первом участке, в диапазоне рабочих токов, регулятор поддерживает напряжение на заданном уровне, а на втором участке осуществляется ограничение тока аварийного режима – при перегрузках или коротком замыкании. Границей между участками характеристики является точка, в которой значение тока равно номинальному току выпрямительного агрегата.

Современные регуляторы обеспечивают поддержание  напряжения на выводах аккумуляторной батареи с точностью до 0.1%. Зарядно-подзарядные  агрегаты более старых типов способны поддерживать напряжение заряда с точностью  до 2% и более.  Стабилизация напряжения возможна лишь при небольших токах, соответствующих нормальному режиму работы электроустановки.  При коротком замыкании напряжение на выходе зарядно-подзарядных агрегатов определяется падением напряжения на внутреннем сопротивлении аккумуляторной батареи и уже при токах в несколько сотен ампер уменьшается более чем на 2-3  В.

 

Проводники. В электроустановках постоянного тока используются шинные конструкции проводников, а также одножильные, двухжильные и многожильные кабели. В аккумуляторных помещениях для соединения групп аккумуляторов друг с другом и с проходной доской применяются проводники из неизолированных шин, как правило, в виде медных прутков круглого сечения. За проходной доской, между аккумуляторным помещением и щитом постоянного тока, прокладываются одножильные кабели. От щита постоянного тока отходят кабели, жилы которых разной полярности объединяются в общей оболочке.

Использование одножильных кабелей, прокладываемых с просветом, препятствует возникновению короткого замыкания в цепи аккумуляторной батареи, но увеличивает индуктивность последней и соответственно увеличивает постоянную времени затухания свободной переходной составляющей тока короткого замыкания. На постоянную времени переходной составляющей также неблагоприятно влияет использование шинных проводников. В современных аккумуляторных помещениях преимущественно используются одножильные кабели, прокладываемые так, чтобы индуктивность линий была минимальной.

В отличие  от электроустановок переменного тока, кабели в электроустановках постоянного тока большую часть времени не нагружены, поэтому температуру их жил можно считать равной температуре окружающей среды.

В электроустановках  постоянного тока иногда используют трехжильные кабели, при этом в одном из полюсов цепи две жилы соединяют параллельно. В этом случае сопротивления разноименных полюсов цепи вычисляются отдельно и затем суммируются.

Устройства  стабилизации напряжения. В электроустановках оперативного постоянного тока электростанций и подстанций для стабилизации напряжения в сети при зарядах и разрядах аккумуляторной батареи используются или ручные, или автоматические элементные коммутаторы и вольтодобавочные полупроводниковые конверторы. Элементные коммутаторы обеспечивают изменение количества аккумуляторов (элементов) батареи, подключаемых к нагрузке. Вольтодобавочные конверторы со стороны входа подключаются параллельно батарее, а со стороны выхода включаются последовательно с ней. . В нормальном режиме конвертор добавляет к напряжению батареи от 2 до 60 В, обеспечивая стабилизацию результирующего напряжения при изменении напряжения на выводах батареи. Аналогично другим полупроводниковым преобразователям конверторы имеют быстродействующую систему ограничения выходного тока. При коротком замыкании конвертор переходит в режим ограничения тока: полярность напряжения на его выходе изменяется на противоположную, т.е. он прекращает работать в режиме вольтодобавки. Выходные зажимы конвертора зашунтированы диодом, который в нормальном режиме закрыт, а при коротком замыкании открывается, и ток от батареи, минуя конвертор, напрямую попадает в короткозамкнутую цепь.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.4 Параметры элементов электроустановок переменного тока.

Сеть  высокого напряжения. Основным источником питания электроустановок напряжением до 1000 В является сеть высокого напряжения.

Синхронные  генераторы.  Синхронная машина, работающая в генераторном режиме. Используют обычно в качестве источников переменного тока постоянной частоты и устанавливают на электростанциях, в электрических установках, на транспорте и т. Д. Наибольшее распространение имеют для получения тока промышленной частоты, роторы которых приводятся во вращение паровыми или водяными турбинами.

В качестве резервных источников питания в  электроустановках до 1000 В иногда применяются синхронные генераторы. Расчет параметров синхронных генераторов практически не отличается от расчета параметров синхронных машин высокого напряжения по известным паспортным или каталожным данным, к которым относятся:

•номинальная мощность Рном, МВт;

•номинальный коэффициент мощности cos Фном;

•номинальное напряжение UmM, кВ;

Трансформаторы. Трансформатор — это статическое электромагнитное устройство , имеющее две или более индуктивно связанных обмоток на каком-либо магнитопроводе и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем (напряжений) переменного тока в одну или несколько других систем (напряжений) переменного тока без изменения частоты системы (напряжения) переменного тока (ГОСТ 16110-82).

Трансформатор осуществляет преобразование напряжения переменного тока и/или гальваническую развязку в самых различных областях применения — электроэнергетике, электронике  и радиотехнике.

Конструктивно трансформатор может состоять из одной (автотрансформатор) или нескольких изолированных проволочных, либо ленточных  обмоток (катушек), охватываемых общим  магнитным потоком, намотанных, как правило, на магнитопровод (сердечник) из ферромагнитного магнито-мягкого материала.

 В электроустановках до 1000 В в основном используются трехфазные двух обмоточные трехстержневые транс-форматоры. Расчет сопротивлений прямой, обратной и нулевой последовательностей трансформаторов выполняется аналогично расчету соответствующих сопротивлений высоковольтных трансформаоров. В качестве исходных данных для расчетов используются следующие паспортные или каталожные параметры:

•номинальная мощность 5Н0М, кВ • А;

•номинальные напряжения обмоток и фактические коэффициенты трансформации;

•напряжение короткого замыкания между обмотками ик, %;

•потери короткого замыкания ДРК, кВт.

Автоматические  выключатели. Механический коммутационный аппарат, способный включать, проводить и отключать токи при нормальном состоянии цепи, а также включать, проводить в течение заданного времени и автоматически отключать токи в указанном аномальном состоянии цепи, таких, как токи короткого замыкания.

Рубильники, магнитные пускатели и контакторы. Эти электрические аппараты в схемах замещения представляются только активными сопротивлениями своих разъемных контактов и присоединительных зажимов, так как индуктивное сопротивление таких аппаратов пренебрежимо мало (можно принять Х[=Х2 = Х0 = 0), причем сопротивления прямой, обратной и нулевой последовательностей считаются одинаковыми

Rl=R2 = R0 = RKOHT.

Плавкие предохранители. Компонент силовой электроники одноразового действия, выполняющий защитную функцию. В электрической цепи плавкий предохранитель является слабым участком электрической цепи, сгорающий в аварийном режиме, тем самым разрывая цепь и предотвращая последующее разрушение высокой температурой. Минимальный ток перегрузки, при котором произойдёт гарантированное сгорание плавкой вставки, составляет 1,6 от номинального тока: например, предохранитель номинальным током 10 ампер гарантированно сгорит при токе выше 16 ампер.

Активное  сопротивление предохранителей складывается из сопротивлений плавких вставок RBCT, переходных сопротивлений держателей плавких вставок и сопротивлений присоединительных зажимов. По аналогии с автоматическими выключателями активное сопротивление плавких предохранителей можно оценить по нормируемым номинальным потерям мощности.

Кабельные линии. В кабельных линиях используются трех-, четырех- и пятижильные кабели с проводящей оболочкой или броней (алюминиевой, свинцовой или в виде стальной ленты) и с непроводящей пластмассовой оболочкой. Кабельная линия может иметь один или несколько параллельно соединенных кабелей («пучок» кабелей).

Сопротивление нулевой последовательности кабельных  линий, выполненных трехжильными кабелями, зависит не только от параметров кабелей, но и от конструктивных особенностей их прокладки. В сетях с заземленной нейтралью ток нулевой последовательности при отсутствии четвертой жилы кабеля замыкается по строительной арматуре, контуру заземления, металлическим коммуникациям (трубам). Наибольшая часть тока замыкается по металлическим элементам, расположенным в непосредственной близости от фазных проводников линии. Даже при наличии путей для возврата тока, обладающих малым активным сопротивлением, но удаленных от фазных жил кабеля, доля тока, замыкающегося по ним, уменьшается из-за увеличения их индуктивного сопротивления по сравнению с близко расположенными металлоконструкциями. При наличии у кабеля проводящей оболочки основная часть тока нулевой последовательности замыкается по оболочке. Возможность магнитного насыщения брони кабеля, выполненной из стальной ленты, и расположенных вблизи стальных металлоконструкций делает индуктивное сопротивление нулевой последовательности трехжильных кабелей нелинейным. В современных трехфазных электроустановках преимущественно используются четырех- и пятижильные кабели, индуктивное сопротивление нулевой последовательности которых можно считать линейным и практически не зависящим от внешних факторов.

Шинопроводы. Токопровод предназначенный для передачи и распределения электроэнергии и подразделяются на гибкие (с использованием проводов) и жесткие (с использованием жестких шин).

 Токопроводы  напряжением до 1 кВ с жесткими  шинами заводского изготовления, поставляемые комплектно на место монтажа.

 Активное  сопротивление шинопроводов определяется их длиной, сечением и материалом, из которого они изготовлены. В небольшой степени оно зависит от профиля поперечного сечения шин и их взаимного расположения, которые оказывают влияние на степень проявления поверхностного эффекта и эффекта близости. Суммарное сопротивление шинопровода зависит и от сопротивлений разборных контактных соединений, количество которых может быть большим, если шинопровод собирается из отрезков (секций) шин небольшой длины.

Индуктивное сопротивление шинопровода зависит  от расстояния (просвета) между шинами и их взаимного расположения.

Воздушные линии электропередачи. В сетях напряжением 0,4 кВ преимущественно используются четырехпроводные воздушные линии. Расчет их сопротивлений не отличается от расчета сопротивлений линий напряжением свыше 1 кВ. При расчете сопротивления нулевой последовательности сопротивление земли можно не учитывать, так как в соответствии с существующими нормами сопротивление заземляющих устройств может достигать 30 Ом и петля тока, возвращающегося по земле, имеет индуктивность, значительно превышающую индуктивность петли, образованной нулевым проводом линии.

Токоограничивающие  реакторы. В электроустановках переменного тока напряжением до 1000 В применяются только одиночные токоограничивающие реакторы, сопротивления прямой, обратной и нулевой последовательностей которых определяются так же, как и сопротивления реакторов напряжением 6 и 10 кВ.

Синхронные  электродвигатели.  Синхронная электрическая машина, работающая в режиме двигателя. Применяется в электроприводах, не требующих регулирования частоты вращения вала двигателя.

Асинхронные электродвигатели. Электрическая машина переменного тока, частота вращения ротора которой не равна (в двигательном режиме меньше) частоте вращения магнитного поля, создаваемого током обмотки статора.

 

В ряде стран  к асинхронным машинам причисляют также коллекторные машины. Второе название асинхронных машин —  индукционные вследствие того, что  ток в обмотке ротора индуцируется вращающимся полем статора. Асинхронные  машины сегодня составляют большую  часть электрических машин. В  основном они применяются в качестве электродвигателей и являются основными  преобразователями электрической  энергии в механическую.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список  литературы.

1. И.П. Крючков, В.А. Старшинов, Ю.П. Гусев, М.В. Пираторов Переходные процессы в электроэнергетических системах: учебник для ВТУЗОВ.
2. Wikipedia.org
3. dic.academic.ru
4. zametkielectrika.ru