ВЫБОР ЭКОНОМИЧЕСКИ ЦЕЛЕСООБРАЗНОЙ ПЛОЩАДИ СЕЧЕНИЯ ПРОВОДНИКОВ

Площадь сечения проводников является важным параметром воздушных и кабельных линий. С увеличением площади сечения проводников возрастают затраты на сооружение линий электропередачи, но при этом снижаются потери электроэнергии. Уменьшение площади сечения до технически допустимого предела сокращает капиталовложения, однако вызывает увеличение потерь в линии. В связи с этим правильный выбор площади сечения проводников с учетом конкретных условий является важной и ответственной задачей проектирования СЭС.

При проектировании линий электропередачи напряжением до 220 кВ выбор площади сечения проводников проводится не сопоставительным технико-экономическим расчетом в каждом конкретном случае, а по нормируемым обобщенным показателям. В качестве таких показателей используются значения экономической плотности тока для воздушных и кабельных линий. Экономическая плотность тока устанавливает оптимальное соотношение между отчислениями от капиталовложений
и стоимостью потерь электроэнергии в линии. Экономически целесообразная площадь сечения проводников F,
выбирается из соотношения

где I — расчетный ток линии в нормальном режиме, A; j — нормированное значение экономической плотности тока, А/мм2.
Полученная по выражению (3.1) экономическая площадь сечения округляется до ближайшего стандартного значения. Для конкретных условий проектирования величина экономической плотности тока принимается по табл.

При использовании табличных данных необходимо учитывать следующее :
1. Экономическая плотность тока увеличивается на 40 % при максимуме нагрузки линии в ночное время, а также для изолированных проводников площадью сечения 16 мм2 и менее. 2. Для линий с одинаковой площадью сечения проводников по всей длине и различными нагрузками на отдельных участках (рис. 3.3) экономическая плотность тока начального (головного) участка увеличивается в К раз:

где I₁,I₂,..., I_{n -} токовые нагрузки отдельных участков линии; I₁,I₂,..., I_n длины участков линии.

3. При выборе площади сечения проводников для питания п однотипных взаиморезервируемых электроприемников (например, насосов водоснабжения, преобразовательных агрегатов и т. п.), из которых т одновременно находятся в работе, экономическая плотность тока может быть увеличена по сравнению с нормами, приведенными в табл. 3.1, в К раз:

4. Целесообразность увеличения количества линий или цепей сверх необходимого по условиям надежности электроснабжения в целях удовлетворения условий экономической плотности тока должна обосновываться технико-экономическими расчетами. При этом во избежание увеличения количества линий или цепей допускается двукратное превышение норм, приведенных в табл. 3.1.

Проверке по экономической плотности не подлежат:
1) сети промышленных предприятий и сооружений напряжением до 1 кВ при использовании максимума нагрузки до 4000—5000 ч;
2) ответвления к отдельным электроприемникам до 1 кВ, а также осветительные сети промышленных предприятий, жилых и общественных зданий;
3) сборные шины и ошиновка в пределах распределительных устройств всех напряжений;
4) сети временных сооружений, а также устройства со сроком службы 3—5 лет;
5) проводники, идущие к резисторам, пусковым реостатам и т.п.
Выбор экономической площади сечения проводников воздушных и кабельных линий, имеющих промежуточные отборы мощности, следует осуществлять для каждого из участков исходя из соответствующих расчетных токов участков.

Площадь сечения жил кабельных линий напряжением выше 1 кВ, выбранная по экономической плотности тока, проверяется по нагреву, потерям напряжения, а также по термической стойкости. Выбор площади сечения проводов линий электропередачи напряжением 330 кВ и выше, а также мощных жестких и гибких токопроводов, работающих с большой максимальной нагрузкой, проводится на основе технико-экономических расчетов При этом для выбора площади сечений проводов линий электропередачи могут использоваться экономические интервалы токовых нагрузок

2.Вопрос №1 Синхронные генераторы, типы, конструктивные особенности, системы возбуждения.Синхронный генератор-устройство, преобразующее механической энергии вращения в электрическую.

Синхронный генератор. Отличительным признаком синхронного генератора является жёсткая связь между частотой f переменной ЭДС, наведённой в обмотке статора, и частотой вращения ротора n , называемой синхронной частотой вращения:

n = f / p

где p – число пар полюсов обмотки статора и ротора.
Обычно частота вращения выражается в об/мин, а частота ЭДС в Гц (1/сек), тогда для количества оборотов в минуту формула примет вид:

n = 60·f / p

На рис. 1.1 представлена функциональная схема синхронного генератора. На статоре 1 расположена трёхфазная обмотка, принципиально не отличающаяся от аналогичной обмотки асинхронной машины. На роторе расположен электромагнит с обмоткой возбуждения 2, получающей питание постоянным током, как правило, через скользящие контакты, осуществляемые посредством двух контактных колец, расположенных на роторе, и двух неподвижных щёток.
В некоторых случаях в конструкции ротора синхронного генератора вместо электромагнитов могут использоваться постоянные магниты, тогда необходимость в наличии контактов на валу отпадает, но существенно ограничиваются возможности стабилизации выходных напряжений.

В синхронных генераторах получила применение также бесконтактная система электромагнитного возбуждения, при которой синхронный генератор не имеет контактных колец на роторе. В качестве возбудителя в этом случае применяют обращенный синхронный генератор переменного тока В В синхронных генераторах, в этом числе гидрогенераторах, получил распространение принцип самовозбуждения (рис. 1.4, а), когда энергия переменного тока, необходимая для возбуждения, отбирается от обмотки статора синхронного генератора и через понижающий трансформатор и выпрямительный полупроводниковый преобразователь ПП преобразуется в энергию постоянного тока. Принцип самовозбуждения основан на том, что первоначальное возбуждение генератора происходит за счёт остаточного магнетизма машины.

В генераторах малой мощности находит применение принцип возбуждения постоянными магнитами, расположенными на роторе машины. Такой способ возбуждения даёт возможность избавить генератор от обмотки возбуждения. В результате конструкция генератора существенно упрощается, становится более экономичной и надёжной. Однако, из-за высокой стоимости материалов для изготовления постоянных магнитов с большим запасом магнитной энергии и сложности их обработки применение возбуждения постоянными магнитами ограничено машинами мощностью не более нескольких киловатт.

Синхронные генераторы составляют основу электроэнергетики, так как практически вся электроэнергия во всём мире вырабатывается посредством синхронных турбо- или гидрогенераторов.
Так же синхронные генераторы находят широкое применение в составе стационарных и передвижных электроустановок или станций в комплекте с дизельными и бензиновыми двигателями.

Вопрос №2 Капитальные вложения и годовые эксплуатационные расходы, ущерб от нарушения электроснабжения. Оценка эффективности сопоставляемых вариантов. Объекты электроснабжения сельского хозяйства представляют собой большие материальные средства, поэтому каждое техническое решение, принимаемое при разработке проектов, должно быть экономически обосновано. Экономическую оценку и техническое решение следует прорабатывать как единое целое, но в сравниваемых вариантах экономические показатели являются решающими. К основным техническим показателям относятся вопросы надежности и долговечности, технологичность производства, его строительства и монтажа. Основными экономическими показателями являются капитальные вложения К, ежегодные эксплуатационные издержки С и затраты на покрытие народнохозяйственного ущерба от нарушения электроснабжения У:

Народнохозяйственный ущерб составляется из убытков предприятий по следующим причинам: недовыра — * ботка продукции предприятиями, брак продукции во время отключения, порча оборудования, болезни животных, нарушение технологического процесса, оплата простоев рабочих. Суммарный ущерб от перерывов электроснабжения определяют по выражению

Основной ущерб по сельскохозяйственному объекту (процессу) рассчитывают по формуле

Где г] — коэффициент, учитывающий долю недополученной продукции за время перерывов. Для ферм КРС ц = 0,12—0,4, для птицеферм ї) = 1; Ен и Pa — нормативный коэффициент эффективности и коэффициент амортизационных отчислений; К — балансовая стоимость основных фондов с учетом стоимости животных и птицы; С — ежегодные расходы предприятия, включая стоимость кормов; Т — время перерывов электроснабжения за год; у — коэффициент, учитывающий неравномерность перерывов во времени. Для животноводческих ферм у =1,15. Системный ущерб (Усис) пропорционален всей не — доотпущенной электроэнергии и составляет для современных условий 3,5—4,5 к/кВт — ч. Годовой ущерб от перерывов электроснабжения по объекту может быть определен по следующему выражению:

Где У уд — удельный ущерб от перерыва электроснабжения на 1 голову скота в 1 час; N — количество голов животных; Т — общее время перерывов электроснабжения за год, ч; (3 — коэффициент, показывающий отношение фактического времени перерывов к общему времени перерывов ((3 = 0,2—0,4). Введен потому, что не всякий перерыв питания приводит к ущербу.

Так, при перерыве питания продолжительностью 10 ч фактически к ущербу приводит перерыв питания во время дойки коров, раздачи кормов продолжительностью 2—4 ч. Общий ущерб от перерывов электроснабжения, если известно количество недоотпущенной энергии, определяют по формуле

У = У_ПА,

Где А — количество недоотпущенной энергии; Уп — удельный ущерб на недоотпущенный 1 кВт-ч электроэнергии. Средняя величина ущерба на 1 кВт-ч от аварийных перерывов составляет 0,24 гр/кВт-ч, от плановых перерывов— 0,08 гр/кВт-ч,

Капитальные вложения — совокупность всех затрат на создание новых или модернизацию действующих основных фондов. Они включают в себя затраты на приобретение техники и стоимость монтажа. Наиболее точно капитальные затраты определяют по сметам, составленным по прейскурантам и сборникам. С достаточной точностью можно рассчитать стоимость установки оборудования по укрупненным показателям. Затраты в целом на подстанции и сети для систем с большим электропотреблением составляют около 25 гр. на 1 кВт мощности электропотребления. Ежегодные эксплуатационные расходы — издержки производства, зависящие от многих факторов, включа — чают расходы на текущий ремонт, отчисления на амортизацию, стоимость обслуживания, стоимость потерь электроэнергии и др.

Амртизационные отчисления состоят —норма годовых амортизационных отчислений в процентах от первоначальной стоимости основных производственных фондов; К — балансовая стоимость оборудования. Сюда входит стоимость оборудования и монтажа. Расходы на текущий ремонт зависят от загрузки оборудования и составляют определенный процент от балансовой стоимости оборудования:

Где Р — коэффициент соотношения годовой загрузки с нормативной (Р=0,5—1,0); т — норма отчислений на текущий ремонт, %,Расходы на обслуживание и ремонт электроустановок можно исчислять через условные единицы обслуживания и ремонта по формуле

Где Су. е — годовые расходы на обслуживание 1 усл. ед, (Су. е = = 35 гр); Еу. е — количество условных единиц.

Ежегодные издержки на покрытие потерь электроэнергии учитываются по средней себестоимости:

Где Ап. э — потери электроэнергии в трансформаторах и линиях электропередачи, они определяются по формулам из курса электрических машин и трансформаторов; С0 -— стоимость потерь электроэнергии. Руководящими материалами «Сельэнергопроекта» рекомендуется принимать стоимость потерь электроэнергии в сетях 10 кВ — 2,1 коп/кВт-ч и в сетях 0,38 кВ — 2,5 коп/кВт »ч. Конечная цель технико-экономических расчетов — это выбор наиболее рациональной с экономической точки зрения схемы питания предприятия, удовлетворяющей всем техническим требованиям. Основным показателем являются приведенные удельные затраты на производство и распределение электроэнергии по сельским сетям:

Средние удельные приведенные затраты на передачу электроэнергии в системах Центра и IQra Зсис=1,6 коп/кВт-ч, а с учетом распределения по

Моит и реновацию) определяют по формуле

сельским сетям напряжением 0,38 кВ при числе часов использования максимума Гм=1200 составляют примерно 4,1 коп/кВт’4.

В зависимости от загрузки сетей полная себестоимость на зажимах электроприемников колеблется от 1,8 коп. при 100%-ной нагрузке до 12,8 коп. при 25%-ной.

Мероприятия, повышающие эффективность электроснабжения

Для обеспечения надежного электроснабжения сельскохозяйственных потребителей наряду с организационными мероприятиями, направленными на улучшение работы электрооборудования и сетей, применяют и другие способы с учетом их экономической эффективности (секционирование сети, резервирование источников электроснабжения, применение резервных электростанций и т. д.). При выполнении технико-экономических расчетов, связанных с оценкой надежности электроснабжения, одним из важных показателей является ущерб от перерывов в электроснабжении. Однако повышение надежности, как правило, сопряжено с дополнительными затратами средств и оборудования, и может оказаться, что эти затраты превышают наносимый перерывами ущерб. Поэтому выбор средств, повышающих надежность работы электрических сетей, должен быть экономически обоснован. Для этого необходимо сравнить возможный ущерб от перерывов в электроснабжении с ежегодными затратами на установку и эксплуатацию устройств, сокращающих или устраняющих эти перерывы. Технико-экономический расчет сводится к определению срока окупаемости капитальных вложений, определению годовой экономии от внедрения того или иного варианта схемы или определению варианта с наименьшими приведенными затратами. Уровень надежности электроснабжения в значительной степени зависит от применения автоматического секционирования сети выключателя, так как при коротком замыкании в линии отключается только часть потребителей, а остальная часть продолжает получать электроэнер — тю из сети. Эффект секционирования зависит от количества недоотпущенной электроэнергии:

Эс = Уп А,

Где Уп — удельный ущерб на 1 кВт-ч недоотпущенной электроэнергии. Для сельскохозяйственных потребителей он принимается 0,2—0,25 гр/кВт-ч; А — количество недоотпущенной электроэнергии, кВт* ч/год.

Количество недоотпущенной энергии может быть определено через суммарную мощность трансформаторов на участке линии от питающей подстанции до точки секционирования (5):

А = SsK0 Ту/2,

Где Ко—коэффициент одновременности (Ко=0,31—0,5); Ту — удельное число часов перерывов от аварий на 1 км линии (для линий 10 кВ Ту = 0,9ч (км в год); /2 — общая длина линии за точкой секционирования, км.

Годовая экономия от секционирования определяется по формуле ЭГ = ЭС — 3.

Годовые эксплуатационные расходы состоят из амортизационных отчислений, отчислений на текущий ремонт и затрат на обслуживание.

3. Вопрос №1 Конденсаторные батареи, синхронные двигатели и компенсаторы, статические источники реактивной мощности.Конденсаторные батареи (КБ) являются простым и надежным статическим устройством. Конденсаторные батареи собирают из отдельных конденсаторов, которые выпускаются на различные мощности и номинальные напряжения. Конденсатор — это устройство, которое состоит из двух проводников, разделенных диэлектриком. Конденсатор, если к нему приложено напряжение, способен накапливать электрический заряд (заряжаться) и отдавать его (разряжаться). В пространстве между проводниками, которые могут иметь любую форму, при заряде конденсатора образуется электрическое поле. Заряд конденсатора тем больше, чем больше его емкость и приложенное к его проводникам напряжение. Емкость конденсатора, в свою очередь, тем больше, чем больше внутренняя поверхность проводников, образующих конденсатор, и чем меньше расстояние между этими проводниками. Пространство между проводниками заполнено диэлектриком, т.е. материалом, обладающим высокими изоляционными свойствами или, можно сказать, очень низкой электропроводностью. К таким материалам относятся, например, воздух, конденсаторная бумага, керамика, синтетическая пленка. Диэлектрик, применяемый в конденсаторах, должен обладать высокой электрической прочностью, т.е. сохранять свои изолирующие свойства при высоком напряжении и небольшой толщине (10—15 мкм). Качество диэлектрика для конденсаторов тем выше, чем выше его диэлектрическая проницаемость, т.е. способность аккумулировать электрический заряд. Например, относительная диэлектрическая проницаемость конденсаторной бумаги, пропитанной маслом, составляет 3,5—4, а полистирольной пленки — 2,5—2,7. Таким образом, емкость конденсатора, измеряемая в микрофарадах (мкФ), составляет С = eS · 10^-6/d, где e — диэлектрическая проницаемость, Ф/м; S — площадь поверхности обкладок (проводников) конденсатора, м²; d — расстояние между обкладками (толщина диэлектрика, разделяющего эти обкладки), м · 10^-6.

Конденсатор, характеризуется потерями активной мощности, которые приводят к его нагреву. Эти потери тем больше, чем выше приложенное напряжение, его частота и емкость конденсатора. Потери в конденсаторе зависят и от свойств диэлектрика, определяемых тангенсом угла диэлектрических потерь (tg ) и характеризующих удельные потери (Вт/квар) в конденсаторе. В электроэнергетике для компенсации реактивной мощности применяют так называемые косинусные конденсаторы, предназначенные для работы при частоте напряжения 50 Гц. Их мощность, измеряемая в киловольт-амперах реактивных (квар), составляет от 10 до 100 квар. Конструктивно конденсатор представляет собой металлический (стальной или алюминиевый) корпус, в котором размещаются секции (пакеты), намотанные из нескольких слоев алюминиевой фольги, проложенных конденсаторной бумагой или синтетической пленкой толщиной 10—15 мкм (0,01—0,015 мм). Соединенные между собой секции имеют выводы, расположенные снаружи корпуса, в его верхней части. Трехфазные конденсаторы имеют три фарфоровых вывода, однофазные — один Шкала номинальных напряжений конденсаторов от 230 В до 10,5 кВ, что позволяет собирать из них установки для сетей напряжением от 380 В и выше. Конденсаторы обладают хорошей перегрузочной способностью по току (до 30 % от номинального) и по напряжению (до 10 % от номинального). Группу конденсаторов, соединенных между собой параллельно или последовательно, или параллельно-последовательно, называют конденсаторной батареей. Конденсаторная батарея, оборудованная коммутационной аппаратурой, средствами защиты и управления, образует конденсаторную установку (КУ

Конденсаторная установка состоит, как правило, из нескольких секций, имеющих общую систему управления. Низковольтные КУ напряжением 380 В собираются из трехфазных конденсаторов, включенных параллельно. Для защиты таких КУ от коротких замыканий и перегрузки применяют предохранители (рис. 8.5, б). Высоковольтные конденсаторные установки собираются из однофазных конденсаторов, включенных последовательно-параллельно (рис. 8.5, а).

В этой связи такие КУ пригодны только для регулирования реактивной мощности с целью обеспечения ее баланса в той или иной точке сети или в узле нагрузки. В этом режиме КУ применяют для снижения потерь напряжения в передающей сети, а также потерь мощности и электроэнергии. Эффект и в том, и в другом случае проявляется за счет компенсации реактивной мощности, протекающей по линии, питающей нагрузку.

Принцип действия синхронного двигателя. Так как синхронная машина обладает свойством обратимости, конструкция двигателя практически не отличается от конструкции синхронного генератора. Однако взаимодействие элементов теперь отвечает принципу действия двигателя.

Синхронные компенсаторы.Синхронные компенсаторы – это синхронные машины, специально предназначенные для улучшения коэффициента мощности (cosφ) электрической сети. Они работают без механической нагрузки на валу (ток I_a мал) в перевозбуждённом режиме (правая ветвь U – образной характеристики Р=0 . Поскольку синхронные компенсаторы работают вхолостую и загружены только реактивным током I_p, они имеют облегчённую механическую конструкцию и, следовательно, меньшие размеры и массу.

Основными элементами статических компенсирующих устройств являются емкость и индуктивность (накопители электромагнитной энергии) и управляемые вентили (тиристоры, обеспечивающие ее быстрое преобразование). На рисунке 8.7 приведены некоторые варианты вентильных компенсирующих устройств; они содержат конденсаторы в составе фильтров высших гармоник (генерирующая часть) и регулируемую индуктивность в различных исполнениях (рисунок 8.7, а-в). На рисунке 8.7, а в качестве регулируемой индуктивности использован преобразователь, зашунтированный со стороны постоянного тока реактором; на рисунке 8.7, б – реактор с подмагничиванием на постоянном токе; на рисунке 8.7, в – реактор с тиристорными ключами.

Рисунок 8.7 – Принципиальные схемы статических компенсирующих устройств

Принцип работы статических ИРМ состоит в том, что выпрямленным током преобразователя индуктивность (реактор или дроссель) заряжается магнитной энергией, которая инвертируется в сеть переменного тока с опережающим cosj. Регулирование выдаваемой реактивной мощности производится в пределах 30:1. Регулирование весьма быстродействующее (1 период переходного процесса). К недостаткам статических ИРМ относятся установка дополнительного регулируемого дросселя и искажение кривой тока.

Вопрос №2 Короткие замыкания (КЗ) в промышленных сетях. Причины и последствия КЗ, назначения расчетов. Виды КЗ и простых замыканий в электрических сетях.

 

Виды КЗ. Таблица 1

По усредненным данным количество КЗ различных видов в сетях распределяются следующим образом:

К⁽³⁾ = 5%, К⁽²⁾ = 10%, К⁽¹⁾ = 65%, К^(1.1) и К⁽¹⁺¹⁾ = 20%

Причины КЗ:

1. старение изоляции,

2. перенапряжение,

3. прямые удары молнии,

4. механические повреждения,

5. набросы посторонних предметов на токоведущие части,

6. неудовлетворительный уход за электрическим оборудованием,

7. ошибочные действия персонала.

Последствия КЗ:

1) нарушение термической стойкости (нагрев электрического оборудования или термические повреждения);

2) нарушение электродинамической стойкости (т.е. появление больших усилий между токоведущими частями, которое ведет к возникновению механических повреждений и разрушений);

3) снижение напряжения и искажение его симметрии, что отрицательно сказывается на работе потребителей (нарушения технологического цикла, брак продукции и т.д.);

4) наведение при несимметричных КЗ в соседних линиях связи и сигнализации ЭДС, опасных для обслуживающего персонала и используемой аппаратуры;

5) нарушение устойчивости отдельных элементов и режима СЭС в целом, приводящее к возникновению аварийных ситуаций с отключением большого количества потребителей электроэнергии;

6) возгорание электроустановок.

Вывод: чтобы обеспечить безаварийное электроснабжение всех потребителей – необходимо проектировать и сооружать СЭС с учетом возможных КЗ, а это значит необходимы расчеты переходных процессов. Расчеты переходных процессов предусматривают определение токов и напряжений в короткозамкнутой цепи при заданных (расчетных) условиях для интересующего момента времени или вычисляют их изменение с течением времени в зависимости от поставленной задачи.

Расчеты I_к.з. и переходных процессов необходимы:1. для определения допустимости режимов возможных КЗ;

2. для выбора электрических аппаратов и проводников по условиям электродинамической и термической стойкости;

3. для проектирования и настройки РЗА;

4. для выбора наиболее рациональных схем электрических соединений;

5. для проектирования заземляющих устройств;

6. для определения влияния I_к.з. на линии связи;

7. для выбора разрядников;

8. для анализа аварий в электроустановках;

9. для проведения различных испытаний в СЭС;

10. при оценке и определении параметров устройств гашения магнитного поля СМ;

11. при оценке и выборе системы возбуждения СМ.

 

4.Вопрос №1 Промышленное предприятие как элемент электрической системы.Система электроснабжения предприятия состоит из питающих, распределительных, трансформаторных и преобразовательных подстанций и связывающих их кабельных и воздушных сетей, а также токопроводов напряжением до 1000 В и выше.

Система электроснабжения предприятия состоит из источников питания и линий электропередачи, осуществляющих подачу электроэнергии к предприятию, понизительных, распределительных и преобразовательных подстанций и связывающих их кабелей и воздушных линий, а также токопроводов, обеспечивающих на требуемом напряжении подвод электроэнергии к ее потребителям.

Система электроснабжения предприятия тесно связана с технологической схемой производства, планировкой цехов, вспомогательных объектов и сооружений. При этом во всех случаях она должна быть экономичной, отвечать минимуму капитальных затрат, обеспечивать надежность по условиям бесперебойности электроснабжения потребителей электроэнергии соответствующей категории. Вместе с тем система электроснабжения должна предусматривать возможность расширения предприятия в ближайшие 8 - 10 лет с учетом планируемого увеличения нагрузок за счет совершенствования технологии и интенсификации процессов производства.

Система электроснабжения предприятия определяется не только характеристиками источников питания, электроприемников и распределительных сетей, но и технологией производства, планировкой и строительной частью предприятия, ростом его производственных мощностей и расширением, совершенствованием технологического процесса.

Систему электроснабжения предприятия можно условно разбить на 3 части: систему питания, систему распределения и систему потребления.

В системе электроснабжения предприятия сами эти преобразователи электроэнергии являются потребителями переменного тока.

В системах электроснабжения предприятий предусматриваются централизованное ( диспетчерское) управление и контроль за работой входящих в него электроустановок с применением средств автоматики и телемеханики. В систему централизованного управления обычно включается также водо-паро-воздухо - и газоснабжение.

Вопрос №2 Переходной процесс при КЗ в трехфазной сети. Короткое замыкание в цепи, питающейся от шин неизменного напряжения

На рис. 1 показана простая симметричная трехфазная цепь с активно-индуктивным сопротивлением, что характерно для большинства реальных электрических сетей. Цепь питается от источника, у которого в нормальном режиме работы и при КЗ на зажимах сохраняется симметричная и неизменная по значению трехфазная система напряжений. Векторная диаграмма рассматриваемой цепи для нормального режима работы показана на рис.2,а. Угол φ между током и напряжением каждой фазы определяется соотношением активных и индуктивных сопротивлений всей цепи, включая нагрузку.

 

Рис.1. Трехфазная симметричная цепь, питаемая от шин неизменного напряжения (от источника бесконечной мощности)

 

 

Рис.2. Векторные диаграммы токов и напряжений:
а - в нормальном режиме;
б - при трехфазном коротком замыкании

 

Короткое замыкание делит цепь на две части: правую с сопротивлениями r₁ и x₁ = ωL₁ в каждой фазе и левую, содержащую источник питания и сопротивления цепи КЗ r_K и x_K = ωL_K. Процессы в обеих частях схемы при трехфазном КЗ протекают независимо.

Правая часть рассматриваемой цепи оказывается зашунтированной КЗ, и ток в ней будет поддерживаться лишь до тех пор, пока запасенная в индуктивности L₁ энергия магнитного поля не перейдет в тепло, выделяющееся в активном сопротивлении r₁. Этот ток при активно-индуктивном характере сопротивления цепи не превышает тока нормального режима и, постепенно затухая до нуля, не представляет опасности для оборудования.

Изменение режима в левой части цепи, содержащей источник питания, при наличии индуктивности L_K также сопровождается переходным процессом. Известно уравнение, описывающее этот процесс:

(1)

где u и i - соответственно мгновенные значения напряжения и тока рассматриваемой фазы.

Решение этого уравнения дает выражение для мгновенного значения тока в любой момент времени t от начала КЗ:

(2)

где U_m - амплитудное значение фазного напряжения источника; Z_K - полное сопротивление присоединенного к источнику участка цепи (цепи КЗ); α - фазовый угол напряжения источника в момент t = 0; φ_K - угол сдвига тока в цепи КЗ относительно напряжения источника той же фазы; Т_a - постоянная времени цепи КЗ:

(3)

Как видно из (2), полный ток КЗ слагается из двух составляющих: вынужденной, обусловленной действием напряжения источника (первый член в правой части уравнения), и свободной, обусловленной изменением запаса энергии магнитного поля в индуктивности L_K (второй член уравнения).

Вынужденная составляющая тока КЗ имеет периодический характер с частотой, равной частоте напряжения источника. Называют эту составляющую обычно периодической составляющей тока КЗ

(4)

где I_п,m - амплитудное значение периодической составляющей тока.

Угол сдвига φ_K между векторами тока и напряжения определяется соотношением активных и индуктивных сопротивлений цепи КЗ. Для реальных цепей обычно х_K » r_K и φ_K = 45-90°. Векторная диаграмма для периодической составляющей КЗ при φ_K = 90° показана на рис.2,б. Свободная составляющая тока

(5)

имеет апериодический характер изменения, на основании чего эту составляющую тока называют также апериодической составляющей тока КЗ.

Начальное значение апериодической составляющей тока КЗ в каждой фазе определится по выражению (2) для момента времени t=0:

(6)

здесь i_K,0 - начальное значение тока КЗ, которое с учетом невозможности изменения тока скачком в цепи с индуктивностью равно i₍₀₎ - току предшествующего режима в данной фазе к моменту t=0. Значение периодической составляющей тока при t=0 определится как

(7)

Представляют определенный интерес условия возникновения максимально возможного значения полного тока КЗ и его апериодической составляющей. Из (6) и (7) при x_K » r_K и φ_K≈90° следует, что максимальное значение тока i_a,0будет в случае, если напряжение в момент возникновения КЗ проходит через нулевое значение (α=0) и тока в цепи до КЗ нет, т.е. i₍₀₎=0. При этом i_a,0=I_п,m. Кривая изменения тока при условии максимального значения апериодической составляющей тока показана на рис.4. Здесь i_a,0=I_п,m.

 

Рис.3. Изменение тока КЗ в цепи, питаемой от шин неизменного напряжения
при максимальном значении апериодической составляющей

Максимальное мгновенное значение полного тока наступает обычно через 0,01 с после начала процесса КЗ (рис.3). Оно носит название ударного тока и обозначается i_y. Ударный ток определится из (2) для момента времени t=0,01с:

(8)

или

(9)

где k_y - ударный коэффициент, зависящий от постоянной времени цепи КЗ:

(10)

Переходный процесс в случае питания от шин неизменного напряжения завершается после затухания апериодической составляющей тока, и далее полный ток КЗ равен его периодической составляющей, неизменной по амплитуде.

Действующее значение тока для произвольного момента времени КЗ t равно:

периодической составляющей

(11)

апериодической составляющей

(12)

полного тока КЗ

(13)

5.Вопрос №1 Классификация предприятий по структуре электроснабжения, основным потребителям, источникам питания. . Система электроснабжения промышленных предприятий подразделяют на системы внешнего и внутреннего электроснабжения.

К системе внутреннего электроснабжения относят главную понизительную (ГПП) или распределительную (ГРП) подстанцию и распределительную сеть напряжением выше 1 кВ предприятия вместе с РП и ТП.

 

Рис.1.4. Схема электроснабжения при наличии ГПП с двухобмоточными трансформаторами: КЗ— короткозамыкатель; Р— разъединитель

 

Рис.1.5. Схема электроснабжения при наличии ГРП: выключатель В отключен, остальные— включены. Внешнее электроснабжение осуществляют от энергосистемы при наличии на промышленном предприятии собственной электростанции или когда последняя отсутствует. Схемы электроснабжения выбирают, исходя из требований надёжности, экономичности, удобства, безопасности эксплуатации, а также обеспечения необходимого качества электроэнергии у приёмников и возможности дальнейшего развития сети.

Приёмники электроэнергии I категории обеспечиваются электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания. При нарушении их электроснабжении от одного из источников питания допускается перерыв электроснабжения лишь на время автоматического восстановления питания. При наличии особой группы приёмников электроэнергии I категории предусматривают дополнительные питание от третьего независимого взаимно резервирующего источника. Независимым считают такой источник питания, на котором сохраняется напряжении в пределах, регламентированных ПУЭ для послеаварийного режима, при исчезновении его на другом или других источниках, питающих эти же приёмники электроэнергии. Две секции или системы шин одной или двух электростанций и подстанций считают независимыми источниками питания, если одновременно соблюдаются следующие условия:

а) секции (системы) шин не связаны между собой или имеют связь, автоматически отключающуюся при нарушении нормальной работы одной из секций (систем) шин;

б) каждая из секций(систем) шин в свою очередь имеют питание от независимого источника.

Кроме того, к независимыми источниками питания относят также местные электростанции, агрегаты бесперебойного питания, аккумуляторные батареи и т.д.

Приёмники электроэнергии II категории обеспечивающие электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания. Однако при нарушении их электроснабжения от одного из источников питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады. ПУЭ допускают питание приёмников электроэнергии II категории: по одной воздушной линии, в том числе с кабельной вставкой, если обеспечена возможность проведения аварийного ремонта этой линии за время не более 1 суток; от одного трансформатора при наличии централизованного резерва трансформаторов и возможности замены повредившегося трансформатора за время не более 1 суток.

Для приёмников электроэнергии III категории электроснабжения выполняют от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышает 1 суток.

Внутреннее и внешнее электроснабжение потребителей электроэнергии осуществляют с помощью радиальных, магистральных и смешанных схем питания

Вопрос №2 Основные допущения при практических расчетах токов КЗ. Расчет электромагнитного переходного процесса в современной электрической си­стеме с учетом всех имеющих место условий и факторов Чрезвычайно сложен И практически невыполним. Поэтому, чтобы упростить задачу и сделать ее решение прак­тически возможным, вводят ряд допущений. Последние зависят прежде всего от характера и постановки самой задачи. Те допущения, которые вполне пригодны при решении одной задачи, могут быть совершенно неприем­лемыми при решении другой. Каждый из практических методов расчета электро­магнитных переходных процессов, в частности процесса при коротком замыкании, основан на некоторых допуще­ниях, касающихся преимущественно возможности использования упрощенных представлений об изменении свободных токов в сложных схемах с несколькими источниками, о разных способах учета автоматического регулирования возбуждения синхронных машин и т. п. К числу таких допущений следует отнести: а) Отсутствие насыщения магнитных систем. При этом все схемы оказываются линейными, расчет которых значительно проще; в частности, здесь могут быть использованы любые формы принципа наложения. б) Пренебрежение токами намагничивания транс­форматоров и автотрансформаторов. Единственным исключением из этого допущения является случай, когда трехстержневой трансформатор с соединением обмоток Y₀/Y_oвключен на напряжение нулевой последовательно­сти. в) Сохранение симметрии трехфазной сиь могут быть использованы любые формы принципа наложения. б) Пренебрежение токами намагничивания транс­форматоров и автотрансформаторов. Единственным исключением из этого допущения является случай, когда трехстержневой трансформатор с соединением обмоток Y₀/Y_oвключен на напряжение нулевой последовательно­сти. в) Сохранение симметрии трехфазной системы. Она нарушается обычно лишь для какого-либо одного эле­мента, что происходит в результате его повреждения, или преднамеренно по специальным соображениямг) Пренебрежение емкостными проводимостями. Это допущение обычно является уместным и заметно не искажает результаты решения, если в рассматриваемой схеме нет продольной компенсации индуктивности цепи, а также дальних линий передач напряжением выше 220 кв. При рассмотрении простых замыкании на землю это допущение, разумеется, совсем непригодно, так как в данном случае ток замыкается именно через емкостные проводимости. д) Приближенный учет нагрузок. В зависимости от стадии переходного процесса нагрузку приближенно ха­рактеризуют некоторым постоянным сопротивлением, обычно чисто индуктивным. с) Отсутствие активных сопротивлений. Это допуще­ние в известной мере условно. Оно приемлемо при определении начальных и конечных значений отдельных величин, характеризующих переходный процесс в основ­ных звеньях высокого напряжения электрической систе­мы; при этом приближенный учет активных сопротивле­ний находит отражение при оценке постоянных времени затухания свободных составляющих рассматриваемых величин. В тех же случаях, когда подобный расчет проводится для протяженной кабельной или воздушной сети с относительно небольшими сечениями проводников (особенно линии со стальными проводами), а также для установок и сетей напряжением до 1 кв, данное допуще­ние непригодно. ж) Отсутствие качаний синхронных машин. Если за­дача ограничена рассмотрением лишь начальной стадии переходного процесса (т. с. в пределах 0,1—0,2 сек с мо­мента нарушения режима до отключения повреждения), это допущение обычно не вносит заметной погрешности (особенно в токе в месте повреждения). Однако при возникновении существенных качаний или выпадении ма­шин из синхронизма достаточно надежный результат может быть получен лишь с учетом (хотя бы прибли­женным) такого процесса. Современные электроэнергетические системы включают в себя боль­шое количество электростанций, трансформаторных подстанций, линий электропередачи различного напряжения. Все разнообразие элементов, со­ставляющих электроэнергетическую систему, отображает исходная расчет­ная схема. Обычно исходная расчетная схема содержит сети разных номи­нальных напряжений, соединенные трансформаторами. Для расчета токов КЗ по исходной расчетной схеме электрической цепи составляют ее схему заме­щения, т.е. схему, которая при определенных условиях отображает свойства реальной цепи.

6.Вопрос №1 Оборудование электрических сетей. Воздушные и кабельные линии, токопроводы, шинопроводы. Электрооборудование сетей и предприятий. главным состоят из воздушных и кабельных линий, токороводов и шинопроводов, силовых трансформаторов и автотрансформаторов, преобразующих агрегатов и реакторов.

Канализация электроэнергии в системах электроснабжения осуществляется: воздушными линиями, кабельными линиями, токопроводами, шинопроводами и электропроводками.

Выбор типа линии электропередачи (ЛЭП), ее конструктивного исполнения определяется

номинальным напряжением, передаваемой мощностью, дальностью и местом электропередачи, площадью и стоимостью занимаемой территории, климатическими условиями, электробезопасностью, в конечном счете, экономической целесообразностью передачи электроэнергии.

Воздушные линии (ВЛ) служат для передачи электроэнергии по проводам, проложенным на открытом воздухе и закрепленным на специальных опорах или кронштейнах инженерных сооружений (мостах, путепроводах, эстакадах и т.п.) с помощью изоляторов и арматуры. Основными конструктивоводами и опорами и т.д.

По количеству цепей ВЛ делят норы, линейная арматура, опоры и фундаменты.

Элементы ВЛ должны обладать достаточной механической прочностью, поэтому при их проектировании, кроме электрических, делают и механические расчеты для определения не только материала и сечения проводов, но и типа изоляторов и опор, рас- стояния между проводами и опорами и т.д.

По количеству цепей ВЛ делят на одно-, двух- и многоцепные. Количество цепей определяется схемой передачи электроэнергии и необходимостью ее резервирования. Расстояние l между соседними опорами называют пролетом, а расстояние между опорами анкерного типа – анкерным участком.

В целом конструктивная часть ВЛ характеризуется типом опор, длинами пролетов, габаритными размерами, конструкцией фаз, количеством изоляторов. Конструкция фазы ВЛ определяется количеством проводов в фазе. Если фаза выполнена несколькими проводами, она называется расщепленной. Расщепленными выполняют фазы ВЛ высокого и сверхвысокого напряжения.

В зависимости от назначения и места установки различают следующие типы опор:

промежуточные, анкерные, концевые, угловые, специальные следующих типов переходные, устанавливаемые в местах пересечений ВЛ с сооружениями или препятствия- ми (реками, железными дорогами и т.п.), ответвительные – для выполнения ответвлений от основной линии, транспозиционные ( для изменения порядка расположения проводов на опоре)

Для изготовления опор применяют дерево, металл или железобетон Деревянные опоры в зависимости от конструкции могут быть одинарными, А – образными, трехногими, П – образными, АП - образными, составными.

К проводам ВЛ предъявляются требования достаточной механической прочности. Материалы проводов и тросов должны иметь высокую электрическую проводимость, обладать доста- точной прочностью, выдерживать атмосферные воздействия (в этом отношении наибольшая стойкость у медных и бронзовых проводов; провода из алюминия подвержены коррозии, особенно на морских побережьях, стальные провода разрушаются даже в нормальных атмосферных условиях).

Преимущественно применяют неизолированные (голые) провода .

В последнее время получили распространение ВЛ с самонесущими изолированными проводами (СИП) на напряжениях 0,38…10 кВ (рис.4). В линии напряжением 380 В провода состоят из несущего неизолированного провода, являющегося нулевым, трех изолированных проводов, одного изолированного провода наружного освещения

Кабельные линии стали основным способом передачи электроэнергии для промышленных предприятий и городов, что объясняется большей надежностью, отсутствием атмосферных воз- действий и в тех случаях, когда имеет место стесненная территория.

Кабели, предназначенные для передачи электрической энергии, для питания силовых и осветительных установок, называют силовыми, а кабели для присоединения к приборам и аппаратам распределительных устройств – контрольными.

Для кабелей напряжением до 1 кВ применяют эпоксидные или чугунные соединительные

Для кабелей с пластмассовой изоляцией применяют соедини- тельные муфты из термоусаживаемых изоляционных трубок, число которых соответствует числу жил кабеля, и одной шланговой термоусаживаемой трубки

Для присоединения кабелей к электрическим аппаратам распределительных устройств служат концевые муфты и заделки

Кабели при подземной прокладке располагают в траншеях, блоках, каналах, туннелях и коллекторах; выше нулевой отметки (с учетом проходов и проездов) – на эстакадах и в галереях, на тросах, конструкциях, стенах. Внутри помещений кабели прокладывают на специальных стальных конструкциях либо по конструкциям зданий в лотках, коробах, трубах или открыто

Токопроводы – это линии электропередач, токоведущие части которых выполнены из жестко закрепленных алюминиевых или медных проводов или шин, относящихся к ним поддерживающих и опорных конструкций и изоляторов, защитных оболочек (коробов). В зависимости от вида проводников токопроводы подразделяют на гибкие (при использовании проводов) и жесткие (при использовании жестких шин).

Преимущества токопроводов по сравнению с кабельными линиями:

большая надежность, в основном из-за отсутствия кабельных муфт;

меньшие стоимость и трудоемкость изготовления;

лучшие условия эксплуатации, так как возможен визуальный осмотр;

большая перегрузочная способность благодаря лучшим условиям охлаждения.

модульная конструкция шинных систем позволяет применять ее в зданиях или сооружениях любого типа и любой конфигурации, но, в отличие от кабельных, шинные системы можно легко изменять, дополнять или переносить в другое помещение без особых капитальных затрат. Модульная конструкция шинных систем отличается гибкостью и мобильностью.

Типы шинопроводов в зависимости от назначения разделяют на магистральные, распределительные, троллейные и осветительные

Вопрос №2 Составление и преобразование схем замещения. Базисные условия. При составлении схем замещения обычно исключают трансформатор­ные связи путем приведения параметров всех элементов различных ступеней напряжения к одной ступени, принятой за основную или базисную. Эти схе­мы широко используют при расчетах установившихся режимов и переход­ных процессов. Однако возможно составление схем замещения с сохранени­ем трансформаторных связей между различными ступенями напряжения. Эти схемы более сложные, поэтому они применяются при расчетах с использо­ванием ЭВМ. Если между ступенью напряжения, на которой находятся элементы с подлежащими приведению ЭДС (напряжениями), токами и сопротивления­ми, и основной ступенью имеется mтрансформаторов, причем значения ЭДС, токов и сопротивлений заданы в именованных единицах, то искомые значения этих величин, приведенные к основной ступени напряжения, вы­числяют как Е =Е n₁п₂ ...п_т;(1.19) U = U n₁n₂ ...n_m; (1.20) I = I /n₁n₂ ...n_m; (1.21)

Z=Z n₁²n₂² ...n_m²; (1.22) где Е, U, I, Z – истинные значения величин; п₁,п₂,...,п_т – фактические коэффициенты трансформации; кружок над буквой "°" указывает на то, что данная величина является приведенной.

В тех случаях, когда отсутствуют данные о фактических коэффициен­тах трансформации трансформаторов и автотрансформаторов, приведение ЭДС и параметров различных элементов исходной расчетной схемы к одной ступени напряжения выполняют по средним коэффициентам трансформации, т.е. принимая коэффициент трансформации каждого трансформатора и авто­трансформатора равным отношению так называемых средних номинальных напряжений сетей, связанных этим трансформатором и автотрансформато­ром. С этой целью предварительно для каждой ступени напряжения устанав­ливают одно среднее номинальное напряжение, выбирая из принятого в на­шей стране ряда средних номинальных напряжений: 3,15; 6,3; 10,5; 13,8; 15,75; 18; 20; 24; 37; 115; 154; 230; 340; 515; 770; 1175 кВ. Выбранное для любой ступени напряжения среднее номинальное на­пряжение должно соответствовать номинальным напряжениям различных элементов, относящихся к этой ступени напряжения (т.е. среднее номиналь­ное напряжение и номинальные напряжения элементов должны быть или равны, или отличаться лишь на несколько процентов). При замене фактических коэффициентов трансформации средними входящее в выражения для приведения различных величин к основной сту­пени напряжения произведение средних коэффициентов трансформации каскадно включенных трансформаторов оказывается равным отношению сред­них номинальных напряжений основной ступени напряжения и ступени на­пряжения, с которой проводится пересчет, т.е. n_ср1n_ср2…n_срm = (U_срII / U_срN)∙(U_срIII / U_срII)…(U_ср.осн / U_{ср m–1}) = U_ср.осн / U_срN, (1.23) где U_ср.осниU_срN – средние номинальные напряжения основной ступени напряжения и сту­пени, на которой находится подлежащий приведению элемент исходной расчетной схемы. Таким образом, при составлении схемы замещения с приближенным приведением ЭДС и сопротивлений различных элементов исходной расчет­ной схемы к одной ступени напряжения и выражении этих ЭДС и сопротив­лений в именованных единицах расчетные формулы (1.19) ÷(1.22) сущест­венно упрощаются. В частности, если ЭДС и сопротивления элементов рас­четной схемы заданы в именованных единицах, то формулы (1.19) и (1.22) примут следующий вид: E = E (U_ср.осн/ U_срN); (1.24) Z = Z (U²_ср.осн/ U²_срN). (1.25) При приближенном приведении ЭДС и параметров различных элемен­тов расчетной схемы к одной ступени напряжения и выражении ЭДС и пара­метров схемы замещения в относительных единицах целесообразно за базис­ное напряжение основной ступени принять среднее номинальное напряжение этой ступени, т.е. U_б.осн=U_ср.осн. Тогда при указанном условии базисное на­пряжение любой ступени оказывается численно равным среднему номи­нальному напряжению этой ступени, т.е.U_б.N=U_ср.осн. Если при этом номи­нальные напряжения всех элементов исходной расчетной схемы, находящих­ся на одной ступени напряжения, принять одинаковыми и равными среднему номинальному напряжению этой ступени, то формулы (1.7)÷(1.10) примут следующий вид: Z_(б) = Z (S_б / U_ср²); (1.7а) E_(б) = E_(ном); (1.8а) Z_(б) = Z_(ном)(I_б / I_ном); (1.9а) Z_(б) = Z_(ном)(S_б / S_ном). (1.10а)Преобразование схем замещения Для расчета токов КЗ схему замещения постепенно упрощают до эле­ментарного вида, т.е. до схемы, состоящей из результирующей эквивалент­ной ЭДС и результирующего эквивалентного сопротивления относительно точки КЗ, после чего ток в точке КЗ определяют, используя закон Ома. При преобразовании схемы за положительное направление токов и ЭДС прини­мают направление к точке КЗ. Преобразование схемы производят согласно общепринятым правилам сложения последовательно и параллельно соеди­ненных сопротивлений и замены нескольких источников энергии одним эк­вивалентным источником с эквивалентной ЭДС Е_эки эквивалентным сопро­тивлением Z_эк. Если расчетная точка КЗ находится в узле с несколькими сходящимися в нем ветвями, этот узел можно разрезать, сохранив на конце каждой образовавшейся ветви такое же КЗ (рис.1.2). Далее, полученную схему замещения можно преобразовывать относительно любой из точек КЗ, учитывая другие ветви с КЗ как обычные нагрузочные ветви с ЭДС, равными нулю. Довольно часто встречается симметрия схемы замещения относительно точки КЗ. Это обстоятельство позволяет существенно упростить задачу на хождения результирующего эквивалентного сопротивления, соединяя на исходной схеме замещения точки, имеющие одинаковые потенциалы, и исключая из схемы те элементы, которые при КЗ оказываются обесточенными.

7.Вопрос №1 Силовые трансформаторы, автотрансформаторы. Преобразовательные агрегаты, реакторы. Силовые трансформаторы предназначены для преобразования электроэнергии переменного тока одного напряжения в другое.

Часто, в городских распределительных сетях, используют трансформаторы, понижающие напряжение до значений допустимых по условиям подвода электроэнергии к потребителям.

Основными параметрами трансформаторов являются: номинальная мощность Sном,

номинальные напряжения обмоток Uном, номинальный ток обмотки Iном, напряжение короткого замыкания, выражается в процентах по отношению к номинальному напряжению и обозначается как uk%,

номинальный ток холостого хода Ix, потери короткого замыкания Pном(потери в меди),

потери холостого хода Px, потери в стали на вихревые токи и перемагничивание),

схема соединения обмоток,

группа соединений обмоток трансформатора (определяется углом, отсчитываемым по часовой стрелке от вектора первичного напряжения к вектору вторичного напряжения).

Элементы конструкции трансформаторов – это магнитопровод, обмотки, бак с расширителем, выводы обмоток всех напряжений, детали изоляции, устройства для регулирования напряжения.

Трансформатор оснащается устройствами охлаждения.

Естественное воздушное охлаждение трансформаторов осуществляется путем естественной конвекции воздуха и частичного лучеиспускания в воздухе.

Естественное масляное охлаждение (М) выполняется для трансформаторов мощностью до 16 000 кВ•А включительно.

Для лучшей отдачи тепла в окружающую среду бак трансформатора снабжают ребрами, охлаждающими трубами или радиаторами в зависимости от мощности.

Масляное охлаждение с дутьем и естественной циркуляцией масла (Д) применяется для более мощных трансформаторов. В этом случае в навесных охладителях из радиаторных труб помещают вентиляторы. Максимально допустимая температура масла в верхних слоях при работе с номинальной нагрузкой +95 °С.

Масляное охлаждение с дутьем и принудительной циркуляцией масла через воздушные охладители (ДЦ) применяется для трансформаторов мощностью 63000 кВ•А и выше. Такая система охлаждения позволяет значительно уменьшить габариты трансформаторов. Охладители могут устанавливаться вместе с трансформатором на одном фундаменте или на отдельных фундаментах рядом с баком трансформатора.

Масляно-водяное охлаждение с принудительной циркуляцией масла (Ц) принципиально устроено так же, как система ДЦ, но в отличие от последнего охладители состоят из трубок, по которым циркулирует вода, а между трубками движется масло. Температура масла на входе в маслоохладитель не должна превышать

+70°С. Чтобы предотвратить попадание воды в масляную систему трансформатора, давление масла в маслоохладителях должно превышать давление циркулирующей в них воды не менее чем на 0,02 МПа (2 Н/см). Эта система охлаждения эффективна, но имеет более сложное конструктивное исполнение и выполняется на мощных трансформаторах (160 MB•А и более).

Для нормальной работы потребителей необходимо поддерживать определенный уровень напряжения на шинах подстанции. В электрических сетях предусматриваются способы регулирования напряжения, одним из которых является изменение коэффициента трансформации трансформаторов.

Режимы работы трансформаторов. Исходными для характеристики нормальных режимов является режим, при котором сохраняются номинальные значения частоты, напряжения, тока и номинальные условия охлаждающей среды и места установки.

Длительные аварийные перегрузки на 40% сверх номинального тока масляных трансформаторов допускаются в течение не более пяти суток подряд на время максимума нагрузки общей продолжительностью не более шести часов в сутки при условии, что коэффициент предшествующей нагрузки не превышает 0,93.

Систематические перегрузки могут быть обусловлены как недогрузкой по суточному графику, так и сезонной недогрузкой. Допустимые значения систематических суточных перегрузок определяются по графикам нагрузочной способности, в зависимости от характера суточного графика нагрузки, температуры окружающей среды, постоянной времени нагрева трансформатора и вида системы охлаждения.

Сезонные систематические перегрузки регламентируются следующим правилом: если максимум среднего графика нагрузки в летнее время меньше номинальной мощности трансформатора, то в зимнее время допускается перегрузка трансформатора в размере 1% на каждые 1% летней недогрузки, но всего не более чем на 15%, причем суммарная систематическая перегрузка (суточная и сезонная) не должна превышать 50%.

Работа трансформатора с повышенным сверх номинального напряжением регламентируется правилом: допускается длительное 5%-ное и кратковременное (не более 6 часов в сутки) 10%- ное>