Структура генерирующих мощностей Украины

- номинальная активная мощность  [кВт];

- номинальное напряжение статора [кВ];

- номинальный ток статора  [A];

- номинальный коэффициент мощности;

- номинальный КПД [%];

- номинальная угловая скорость  вращения ротора [об/мин];

- кратность максимального момента [о.е.];

- кратность пускового момента [о.е.];

- кратность пускового тока [о.е.];

- маховый момент ротора [кг·м²].

Соотношения между основными  параметрами асинхронных двигателей: 

.

- скольжение. Определяется как относительная разность угловых скоростей вращения поля статора и вращения ротора. Угловая скорость вращения поля статора не является паспортной величиной. Она определяется из стандартного ряда: 3000, 1500, 1000, 750, 600, 500 как наиболее близкая к номинальной угловой скорости вращения ротора .

Принцип действия асинхронного двигателя. На обмотку статора подаётся переменное трехфазное напряжение, в обмотке статора протекает переменный трехфазный ток, который создает переменную магнитодвижущую силу. Переменная магнитодвижущая сила, в свою очередь, создает переменный вращающийся магнитный поток. Этот поток пересекает обмотку ротора и наводит в ней ЭДС. Если обмотка ротора замкнута, в ней протекает ток частотой . Этот ток, в свою очередь создает свою МДС и свой магнитный поток. В результате взаимодействия магнитных потоков ротора и статора возникает электромагнитный момент ( ), который приводит ротор во вращение. Под действием этого момента ротор будет ускоряться до тех пор, пока электромагнитный момент двигателя и момент приводимого механизма на валу не уравновесятся. 

 

 

Электрические аппараты ГЭС

 

Выключатели высокого напряжения. Выключатель – это коммутационный аппарат, предназначенный для включения и отключения токов в любых режимах электрической сети: нормальном режиме, режиме перегруза и режиме КЗ.

При коммутации токов возникает электрическая дуга. Электрическая дуга – это один из видов самостоятельного разряда в газе. С точки зрения агрегатного состояния, дуга представляет собой плазму и имеет очень высокую температуру, которая может вызвать расплавление и испарение электродов, между которыми она горит (в данном случае – контактов выключателя). Поэтому, основной задачей выключателя является как можно более быстрое гашение дуги при отключении, как токов нормального режима, так и токов КЗ.

Выключатель состоит  из следующих частей:

- корпус;

- привод;

- контактная система (подвижный контакт и неподвижный);

- механическая система  перемещения подвижного контакта;

- дугогасительная камера.

По способу гашения  дуги высоковольтные выключатели бывают:

- масляные – дугогасительной средой является масло. При горении дуги масло разлагается и вокруг дуги образуется газовый пузырь с высоким давлением, благодаря которому дуга гаснет. Конструктивно масляные выключатели могут быть баковыми масляными (используются на напряжении 35 – 220 кВ) и маломасляными (используются на напряжении 3,15 – 35 кВ);

- воздушные – дугогасительной средой является воздух. При расхождении контактов и возникновении дуги в дугогасительную камеру поступает воздух под высоким давлением и «сдувает» дугу с контактов. Воздушные выключатели используются на напряжении (20 – 750 кВ);

- электромагнитные – дугогасительной средой также выступает воздух, однако принцип гашения дуги иной: в выключателе имеется электромагнит, который создает магнитное поле, которое перемещает дугу, растягивая ее и направляя в керамическую дугогасительную камеру в которой дуга еще больше растягивается и гаснет. Электромагнитные выключатели используются на напряжении (3,15 – 10 кВ);

- вакуумные – контактная система выключателей этого типа располагается в вакуумной колбе. При расхождении контактов дуга гаснет, так как вакуум не поддерживает горение дуги. Вакуумные выключатели используются на напряжении (3,15 – 35 кВ);

- элегазовые - дугогасительной средой является элегаз (SF₆). В подвижный и неподвижный контакты выключателя встраиваются постоянные магниты, которые вынуждают дугу перемещаться по поверхности электрода в элегазе, что приводит к ее исчезновению. Элегазовые выключатели используются на напряжении (20 – 750 кВ).

    Выключатели характеризуются следующими параметрами:

- номинальное напряжение [кВ];

- номинальный ток [А];

- номинальный ток отключения  [кА] – действующее значение наибольшего тока КЗ, который способен отключить выключатель;

- допустимое относительное содержание апериодической составляющей в полном токе КЗ [%];

- ток динамической стойкости  (действующее значение) [кА];

- ток динамической стойкости  (амплитудное значение) [кА];

- ток термической стойкости (действующее значение) [кА];

Эти токи выключатель  должен выдерживать без повреждений, препятствующих дальнейшей работе.

- время термической стойкости [c] – время в течение которого выключатель должен выдерживать ток без повреждений.

- номинальный ток включения  [кА] – ток КЗ, который выключатель способен включить без приваривания контактов и других повреждений при включении на КЗ.

  - время включения выключателя [с], интервал времени от момента подачи команды на включение до возникновения тока в цепи.

  - время отключения выключателя [с], интервал времени от момента подачи команды на отключение до момента погасания дуги.

 

Разъединители. Разъединитель – это контактный коммутационный аппарат, предназначенный для отключения и включения без тока, который для обеспечения безопасности имеет между контактами в отключенном положении изоляционный промежуток.

При ремонтных работах разъединителями создается видимый разрыв, между оборудованием, оставшимся под напряжением и оборудованием, выведенным в ремонт. Для снятия наведенного напряжения на выведенном в ремонт оборудовании, разъединители снабжаются заземляющими ножами.

Разъединителями нельзя отключать ток нагрузки, так как  они не имеют дугогасительной  камеры.

В зависимости от конструкции, разъединители бывают:

- поворотными;

- рубящими;

- подвесными;

- пантографными.

Разъединители характеризуются  следующими параметрами:

- номинальное напряжение [кВ];

- номинальный ток [А];

- ток динамической стойкости  (амплитудное значение) [кА];

- ток термической стойкости (действующее значение) [кА];

Эти токи разъединитель  должен выдерживать без повреждений, препятствующих дальнейшей работе.

- время термической стойкости [c] – время в течение которого разъединитель должен выдерживать ток без повреждений.

 

Измерительные трансформаторы тока. Трансформатор тока предназначен для уменьшения первичного тока до значений, удобных для измерительных приборов и реле, а также для отделения цепей измерения и защиты от первичных цепей высокого напряжения.

Трансформатор тока имеет  замкнутый магнитопровод 2 (рис.10) и  две обмотки: первичную 1 и вторичную 3. Первичная обмотка включается последовательно в цепь измеряемого  тока , ко вторичной обмотке подключаются измерительные приборы и реле, обтекаемые током .

 

Рис.10

 

Трансформатор тока характеризуется  следующими параметрами:

- номинальный первичный ток, [А];

- номинальный вторичный  ток,  [А] – равен 5 А или 1 А;

- номинальный коэффициент трансформации ;

- токовая погрешность (определяет класс точности) , [%];

- допустимое полное  сопротивление нагрузки вторичной  обмотки (в данном классе точности) , Ом;

- ток динамической стойкости (амплитудное значение) [кА];

- ток термической стойкости (действующее значение) [кА];

- время термической стойкости [c].

 Погрешность трансформатора тока зависит от его конструктивных особенностей: сечения магнитопровода, материала магнитопровода, первичного числа ампервитков, и т.д.

В зависимости от максимально  допустимой погрешности трансформаторов  тока выделяют различные классы точности: 0,2; 0,5; 1,0; 3,0; 10,0. Эти цифры означают максимальную токовую погрешность данного трансформатора тока. Трансформаторы тока с классом точности 0,2 используются в цепях коммерческого учета (счетчики), с классом точности 0,5 и 1,0 – в цепях электрических измерений, с классом точности 3,0 и 10,0 – в цепях релейной защиты.

Трансформатор тока работает в режиме, близком к короткому замыканию.

Измерительные трансформаторы напряжения. Трансформатор напряжения предназначен для понижения высокого напряжения до значения удобного для измерительных приборов и реле, а также для отделения цепей измерения и релейной защиты от первичных цепей высокого напряжения.

Первичная обмотка трансформатора напряжения 1 включается на напряжение сети . Ко вторичной обмотке 3 (напряжение ) подключены параллельно измерительные приборы и реле. Обе обмотки находятся на магнитопроводе 2 (рис.11). 

 

Рис.11

 

Трансформатор напряжения характеризуется следующими параметрами:

- номинальное первичное напряжение, [В];

- номинальное вторичное напряжение, [В] – равно 100 В (в старых трансформаторах напряжения – 115 В);

- номинальный коэффициент  трансформации  ;

- погрешность напряжения (определяет класс точности) , [%];

- допустимая полная  мощность нагрузки вторичной  обмотки (в данном классе точности) , Ом.

 

В зависимости от максимально  допустимой погрешности трансформаторов  напряжения выделяют различные классы точности. Эти классы точности аналогичны классам точности трансформаторов тока.

Трансформатор напряжения работает в режиме, близком к холостому ходу.