Шпаргалка по дисциплине "Энергетика"

 

Реакторы выбирают по номинальному напряжению, номинальному току и номинальному индуктивному сопротивлению. Номинальное напряжение выбирают в соответствии с номинальным напряжением установки. Допускается использование реакторов в электроустановках с номинальным напряжением, меньшим номинального напряжения реакторов. Номинальный ток реактора Iном ≥ Imax. Индуктивное сопротивление реактора определяют, исходя из условий ограничения тока КЗ до заданного уровня.  В  большинстве случаев уровень ограничения тока КЗ определяется по коммутационной способности выключателей, намечаемых к установке или установленных в данной точке сети.

Как правило, первоначально  известно начальное значение периодического тока КЗ Iп.о которое с помощью реактора необходимо уменьшить до требуемого уровня. По значению Iном. откл. определяется начальное значение периодической составляющей тока КЗ, при котором обеспечивается коммутационная способность выключателя. Для упрощения обычно принимают Iп.о, треб. = Iном. откл.

Результирующее сопротивление, Ом, цепи К.З. до установки реактора можно определить по выражению

 

 

       Требуемое  сопротивление цепи К.З. для  обеспечения I_{п.о.треб :}

     Разность  полученных значений сопротивлений  дает требуемое сопротивление  реактора 

    Далее по каталожным и справочным данным данным выбирают тип реактора с ближайшим большим индуктивным сопротивлением.

      Фактическое  значение тока при к.з. за  реактором определяется следующим  образом.

      Вычисляется  значение результирующего сопротивления  цепи к.з. с учетом реактора:

а затем определяется начальное значение периодической  составляющей тока к.з.

     Выбранный реактор следует проверить на электродинамическую и термическую стойкость при протекании через него тока КЗ. Электродинамическая   стойкость   реактора  гарантируется   при соблюдении следующего условия: i_max ≥ i_{уд ,} где i_уд - ударный ток при трехфазном КЗ за реактором; i_max - ток электродинамической стойкости реактора. Термическая стойкость реактора характеризуется временем термической стойкости и током термической стойкости: Втер = Iт²tт ≥ В_{к ,} где В_к — расчетный тепловой импульс тока при КЗ за реактором.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

49. Выбор блочных транс  и транс связи на электростанц  и подстанциях

Трансформаторы  на ТЭЦ.

Трансформаторы связи.

Мощность, передаваемая через трансформатор, определяется с учетом различных  значений cosf генераторов, нагрузки и потребителей собственных нужд:

,

где , — суммарные активная и реактивная мощности генераторов, присоединенных к сборным шинам; Р_н,Q_н — активная и реактивная нагрузки на генераторном напряжении; Р_с.н,Q_c.н — активная и реактивная нагрузки собственных нужд.

Передаваемая через трансформатор  связи мощность изменяется в зависимости  от режима работы генераторов и графика  нагрузки потребителей. Эту мощность можно определить на основании суточного графика выработки мощности генераторами и графиков нагрузки потребителей и собственных нужд ТЭЦ. При отсутствии таких графиков определяют мощность, передаваемую через трансформатор, в трех режимах: в режиме минимальных нагрузок, подставляя в формулу P_{н min},Q_{н min}, находят S_1расч;

в режиме максимальных нагрузок P_{н max},Q_{н max} находят S2_расч в аварийном режиме при отключении самого мощного генератора (изменяется величина ) находят S3_расч;.

По наибольшей расчетной  нагрузке определяется мощность трансформатора связи. При установке двух трансформаторов 

, где k_пг — коэффициент допустимой перегрузки трансформаторов.

 

Блочные трансформаторы.

, где n – кол-во блоков, от которых осуществляется отпайка на потребителей 6, 10 кВ.

Трансформаторы  на КЭС,ГЭС.

Трансформаторы  связи.

Связь между распределительными устройствами разного напряжения осуществляется обычно с помощью автотрансформаторов, применение которых обусловлено  рядом преимуществ.

Мощность автотрансформаторов  выбирается по максимальному перетоку между распределительными устройствами высшего и среднего напряжения, который  определяется по наиболее тяжелому режиму.

Переток мощности через  автотрансформаторы связи определяется выражением

где , — активная и реактивная мощности генераторов, присоединенных к сборным шинам; Р_с.н,Q_c.н — активная и реактивная нагрузки собственных нужд блоков, присоединенных к шинам СН; Р_С,Q_С — активная и реактивная нагрузки на шинах СН;.

Расчетная мощность определяется для трех режимов: максимальная, минимальная нагрузка СН и отключение энергоблока, присоединенного к шинам СН при максимальной нагрузке потребителей. По наибольшей расчетной мощности выбирается номинальная мощность автотрансформатора с учетом допустимой перегрузки.

Блочные трансформаторы.

, где P_с.н и Q_с.н определяются как

,, n - процентный расход на собственные нужды.

Трансформаторы  на ПС.

Наиболее часто на подстанциях устанавливают два  трансформатора или автотрансформатора. В этом случае при правильном выборе мощности трансформаторов обеспечивается надежное электроснабжение потребителей даже при аварийном отключении одного из них.

Мощность трансформаторов  выбирается по условиям:

при установке одного трансформатора

 

при установке двух трансформаторов по [5.2]

 

при установке и трансформаторов

где S_max — наибольшая нагрузка подстанции на расчетный период 5 лет.

Трансформаторы, выбранные  по условиям по этим условиям, обеспечивают питание всех потребителей в нормальном режиме при оптимальной загрузке трансформаторов (0,6 — 0,7)S_ном аварийном режиме оставшийся в работе один трансформатор обеспечивает питание потребителей с учетом допустимой аварийной или систематической перегрузки трансформаторов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

50. Метод приведенных  затрат при технико-экономическом  сравнении вариантов

Экономическая целесообразность схемы определяется минимальными приведенными затратами:

                                               

где P_Н - нормативный коэффициент эффективности P_Н=0,12

К - капитальные затраты, включающие в себя стоимость оборудования и т.д.

С - эксплутационные издержки.

Капиталовложения К  при выборе оптимальных схем выдачи электроэнергии и выборе трансформаторов определяют по укрупненным показателям стоимости элементов схемы.

Вторая составляющая расчетных затрат — годовые эксплуатационные издержки — определяется по формуле

                                             ,

где - стоимость потерь электроэнергии в трансформаторах,

- расходы на амортизацию, ремонт, содержание персонала.

,

где - годовые потери электроэнергии в трансформаторе,

- стоимость 1 кВт×ч эл. энергии.

.

 

51.Виды электрической  изоляции электрооборудования.

Изоляция эл/установок  должно надежно работать как при длительно приложенных раб.напр-й, так и при возникающих в эксплуатации кратковременных перенапряжениях грозового или коммутационного характера.

Перенапряжения –  опасные для изоляции повыш.напряж.

-атмосферные

-внутренние (коммутационные)

Прочность изоляции д.превышать max др-ми V-ний: изоляция характеризуется напрочность величинами против. Напр-я, кроме частоты и импульсных V-ий.

Для испытания:

-на напр-е промыш. Частоты

-на импульсные напр-я  полн. И срез.волной

Изоляция: 1) Внешняя – на открытом воздухе, 2)Внутренняя – работающая в газовой или среде, защищенной от воздействия внешних атмосферных условий.

 

Внешняя изоляция должна испытываться напрочность в сухом  состоянии и под дождем.

Прочность изоляции д.б. выше MAX уровня 0 раб и уровня большинства внутренн.перенапряжений. Но с РУ ур-ня прочности стоимость изоляции Г => уровень внутр. Перенапряжений нужно снизить путем подлежащего выбора:

-режима заземления  нейтралей

-схем эл.соединений: ЭС  и п/ст и сер.

-защита от грозрвых  перенапряжений – разрядник.

Уровень грозовых перенапряжений не зависит от Uk сети, а при внутренних напряжениях зависит => выбор ур-ня изоляции эл/оборудования до 220 кВ в основном опр-ся ур-ми грозовых перенапряжений, а уровень изоляции эл/оборудования 380 кА и выше-уровнем внутр.перенапряжения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

52. Изоляция  воздушных линий электропередач

 У воздушных линий  (ВЛ) основной изоляций служит  атмосферный воздух, обладающий  сравнительно малой электропрочностью  изоляционные расстояния ВЛ высоки. На проводах линии при Uраб может возникать коронный разряд. В районах с загрязненной атмосферной изоляция ВЛ(гирлянд)существенно снижается и м/б перекрыта под воздействием рабочего напряжения.

Особенностью ВЛ является их подверженность грозовым разрядом, которое даже при надлежащей грозозащите ВЛ могут , с некоторой вероятностью, вызывать перекрытия изоляции.С др. стороны,разряды на изоляции ВЛ обычно не связаны с необратимыми повреждениями изоляции  и нормальная работа ВЛ легко восстанавливается АПВ.

Линии электропередачи монтируются на металлических,ж/б,деревянных и смешанного типа опорах.В отношении изоляционных х/к мет-х и ж/б опоры вполне равноценны.Линии с ВН (330кВ и выше) строятся почти исключительно на мет-х опорах.Для линии-110кВ и ниже также широко применяются деревянные.На линии с ВН наиболее распростр.портальные опоры с горизонт. расположением проводов.Изоляция на опорах сост. из гирлянд изоляторов,поддерживающих провода,и промежутков между проводами и телом опоры или оттяжками.

На линиях напряжением  до 220кВ наиболее распространены одностоечные опоры с вертикальным располож. проводов .

Материал используемый для изготовления изоляторов должен обладать высокой электр. и мех. прочностью.Практически  применяются два материала:электротехнический фарфор и закаленное стекло. Фарфор обладает высокой изоляц-ми св-ми , допускает большие  нагрузки на сжатие, недост. прочен при изгибающих и растягивающих нагрузках.

Стекло также обладает выс-ми изоляц-ми св-ми.В конструктивном отношении линейные изоляторы подразделяются на штыревые и подвесные. Штыревые обычно прим-ся на линиях до 10кВ и более редких случаях-на линиях 20-30кВ.Подвесные изоляторы обычно применяются на линиях 35кВ и выше и иногда на линиях более низких напряжений

Подвесные изоляторы:

-тарелочные;

-стержневые.

На линиях 35кВ и выше подвесные  изоляторы соединяются в гирлянды. Благодаря шарнирному соед-ю изоляторов вся гирлянда приобретает гибкость , которая способ-ет уменьшению нагрузок на изол. при значительных ветровых отклонениях и обрывах проводов.

Гирлянды выполняются поддерживающими на промеж,опорах и натяжными на анкерных, угловых и концевых опорах.В натяжных гирляндах изоляторы

 

 

располож. горизонтально. При подвеске особо тяжелых проводов применяется  сдвоенные или даже строенные  гирлянды.     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

53. Молниезащита  воздушных линий

Показателем грозоупорности ВЛ является удельное число грозовых отключений линии на 100 км длины и 100 грозовых часов в году. Для конкретных линий рассчитывается число грозовых отключений на полную длину и один год. Молниезащита ВЛ имеет целью уменьшение до экономически обоснованного числа грозовых отключений линии. К основным средствам молниезащиты ВЛ относят:

1. Защиту  от   прямых   ударов   молнии   с помощью тросовых молниеотводов, подвешенных  на линиях  напряжением   110 кВ и  более на металлических и железобетонных опорах. Линии на деревянных опорах имеют достаточную грозоупорность, поэтому тросы на таких линиях применяются только на подходах к подстанциям. Применение тросов на линиях 35 кВ малоэффективно вследствие невысокой импульсной прочности линейной изоляции и большой вероятности перекрытия с троса на провод при ударе молнии в трос. На линиях 3—10 кВ применение тросов бесполезно.
2. Автоматическое   повторное   включение,   предотвращающее   перерыв  передачи энергии при   грозовом   перекрытии   линейной изоляции,   рассматриваемое   как   эффективное средство молниезащиты. Поскольку частое выполнение АПВ (при большом числе грозовых перекрытий) усложняет эксплуатацию и сокращает межремонтный период выключателей, то его    целесообразно    применять    в    комплексе с другими средствами молниезащиты.
3. Увеличение   числа   изоляторов   в   гирлянде  часто   поражаемых   опор,   в   частности очень   высоких   переходных   опор,   что   повышает   импульсную   прочность   линейной   изоляции.
4. Применение трубчатых  разрядников  для   защиты ослабленной изоляции или отдельных опор.
5. Соблюдение   нормированных   расстояний  по  воздуху при   пересечении воздушных линий  между собой  и с линиями связи, а в случае линий на деревянных опорах применение трубчатых разрядников,  которые устанавливаются на опорах, ограничивающих пролет пересечения.