 |
Назначение, конструкции, общие сведения
|
|
|
|
Уфа ИТЦ март 2017 г.
Билет № 1
Коэффициент мощности в цепях синусоидального тока. Способы повышения cos?.
Воздушная линия электропередач (ВЛ). Основные элементы ВЛ и термины.
Электроустановка – определение. Классификация электроустановок.
Требование к работникам, допускаемым к выполнению работ в электроустановках
Ответы.
1. Коэффициент мощности — безразмерная физическая величина, характеризующая потребителя переменного электрического тока с точки зрения наличия в нагрузке реактивной составляющей. Коэффициент мощности показывает, насколько сдвигается по фазе переменный ток, протекающий через нагрузку, относительно приложенного к ней напряжения.
В Цепях синусоидальных напряжения и тока величина коэффициента мощности совпадает с косинусом угла, на который отстают соответствующие фазы.
В электроэнергетике для коэффициента мощности приняты обозначения cosφ (где φ — сдвиг фаз между силой тока и напряжением).
Коррекция реактивной составляющей полной мощности потребления устройства. Выполняется путём включения в цепь реактивного элемента, производящего обратное действие. Например, для компенсации действия электродвигателя переменного тока, обладающего высокой индуктивной реактивной составляющей полной мощности, параллельно цепи питания включается конденсатор.
Большинство потребителей электрическойэнергии синусоидального тока представляют активно-индуктивные нагрузки, токи которых отстают по фазе от напряжения сети. Для потребителейэлектрической энергии при заданном напряжении питающей сети U и потребляемой активной мощности Р, ток потребителя зависит от величины cosφ
|
|
|
,
то есть с уменьшением cosφ ток возрастает. Электрические генераторы, трансформаторы и электрические сети рассчитываются на определенные значения напряжения 
и тока 
. Поэтому при cosφ = 0.5 и полной загрузке током генераторов, трансформаторов и сетей, потребителю может быть передана активная мощность, составляющая 50% от номинальной активной мощности трансформаторов и генераторов при cosφ = 1. Таким образом, генераторы, трансформаторы и сеть будут полностью загружены по току и недогружены по активной мощности. Поэтому величину cosφ, характеризующую использование номинальной мощности источника электрической энергии, называют коэффициентом мощности. Работа потребителей с малым коэффициентом мощности, кроме ухудшения условий использования источника питания, приводит к увеличению мощности потерь в линиях передач, вследствие увеличения передаваемого тока.
Существует несколько способов для увеличения коэффициента мощности, основанных на подключении к нагрузке приемника с емкостным током:
1. Применение синхронных двигателей, которые позволяют регулировать cosφ при изменении тока возбуждения (синхронные компенсаторы).
2. Параллельно приемникам электрической энергии подключают конденсаторы.
Емкость конденсаторов, необходимая для уменьшения угла сдвига фаз между током и напряжением от j1 до требуемого значения j 2определяется из выражения:
.
Обычно при помощи конденсаторов компенсацию угла j осуществляют, повышая cosφ до 0.9 - 0.95, так как дальнейшая компенсация требует больших затрат на установку конденсаторов, которые экономически неоправданны.
ВЛ.
Назначение, конструкции, общие сведения
Воздушной линией электропередачи (ВЛ) называется устройство для передачи и распределения электроэнергии по проводам, расположенных на открытом воздухе и прикрепленным с помощью изоляторов и арматуры к опорам или к кронштейнам и стойкам на инженерных сооружениях (мостах,путепроводах и.т.д.).
|
|
|
ВЛ состоят из следующих конструктивных элементов:
- Опоры различного типа для подвески проводов и грозозащитных
тросов;
- Проводов различных конструкций и сечений для передачи по ним
электрического тока;
- Грозозащитных тросов для защиты линий от грозовых разрядов;
- Изоляторов для изоляции проводов от заземленных частей опоры;
- Линейной арматуры для крепления проводов и тросов к
изоляторам и опорам, а так же для соединения проводов и тросов;
- Заземляющих устройств для отвода токов грозовых разрядов или
короткого замыкания в землю.
ОПОРЫ.
Опоры служат для подвески проводов на определенной высоте (в
зависимости от напряжения) над уровнем земли.
Опоры линии выполняются деревянными, металлическими или железобе-тонными.
Наибольшее применение в настоящее время на линиях 0,4-6-10-35 кВ находят железобетонные (ж/б) опоры, которые обладают достаточно высокой прочностью и долговечностью. Недостатком ж/б опор является их большая
масса и слабость при поперечных нагрузках (работе на изгиб).
По назначению различают следующие типы опор:
- Промежуточные;
- Анкерные;
- Угловые;
- Концевые;
- Ответвительные и перекрестные;
- Специальные.
Промежуточные опоры предназначены для поддерживания проводов на прямых участках трассы и рассчитывают в основном на вертикальные нагрузки
от массы проводов, изоляторов, арматуры, поэтому они имеют достаточно простую и легкую конструкцию.
Анкерные опоры устанавливают на пересечении ответственных инженерных сооружений (железные дороги, шоссе), естественных преград (овраги, реки), в местах изменения количества, марок и сечения проводов, а также в опорных точках монтажа. Опорные точки монтажа – установка анкерных опор на прямых участках для надежности работы линии (как правило не реже чем
через 5 км, а при толщине слоя гололеда на проводах свыше 10 мм – не реже чем через 3 км).
Конструкция анкерных опор должна быть жесткой и прочной и должна выдерживать продольную нагрузку от тяжения проводов в одну
сторону.
Провода на них крепятся натяжными гирляндами изоляторов. Участок провода, заключенный между концами натяжных подвесок анкерной опоры называется-шлейфом.
|
|
|
Расстояние между двумя анкерными опорами называется анкерным
пролетом.
Концевые опоры являются разновидностью анкерных, устанавливаются в конце и начале линии. Для них одностороннее тяжение проводов – основной режим работы.
Угловые опоры устанавливают в местах изменения направления ВЛ. При нормальном режиме они воспринимают одностороннее тяжение по биссектрисе внутреннего угла линии.
Ответвительными и перекрестными называются опоры, на которых
выполняются ответвления от ВЛ и пересечения ВЛ двух направлений.
Специальные опоры устанавливают при переходах через реки, ж/д, ущелья и т.п. Они обычно выше нормальных, могут отличаться и конструктивно от унифицированных и их изготавливают по особым проектам.
ИЗОЛЯТОРЫ.
Провода ВЛ на всем ее протяжении должны быть изолированы от земли, от заземленных конструкций и между фазами, что обеспечивается необходимыми изоляционными расстояниями по воздуху и креплением проводов к опорам с помощью изоляторов.
Изоляторы для ВЛ изготавливаются в основном из электротехнического фарфора и стекла. Оба материала весьма мало деформируются под воздействием механической силы и температуры, хорошо работают на сжатие и
относительно плохо на растяжение и изгиб. На ВЛ находят применение штыревые и подвесные изоляторы
Штыревые линейные изоляторы применяют на линиях
электропередачи напряжением до 35 кВ включительно, изготавливают их одноэлементными.
В условном обозначении изолятора буквы и цифры обозначают: Ш – штыревой, Ф – фарфоровый или С – стеклянный, цифра –
номинальное напряжение, кВ, последняя буква – исполнение изолятора (разные размеры высоты, диаметра и т.д.)
На ВЛ 0,4 кВ применяют штыревые изоляторы.
Провода крепят к штыревым изоляторам с помощью вязки мягкой
проволокой или с помощью специальных зажимов.
Для крепления на арматуре линии во внутренней полости штыревого изолятора имеется винтовая нарезка. К штырям траверсы или крюкам изоляторы крепятся с помощью пакли, пропитанной суриком, или полиэтиленовых колпачков.
|
|
|
Подвесные изоляторы широко применяют на ВЛ 35 кВ и выше. В последние годы подвесные изоляторы начали активно применять и на ВЛ 6—10 кВ(обычно на магистральной части линии, где для обеспечения пропускной способности линии подвешены провода повышенных сечений и их вес наибольший).
Для обеспечения необходимой изоляции на напряжение 35 кВ и выше подвесные изоляторы собирают в гирлянды.
В последнее десятилетие освоен новый вид изоляторов из полимерных материалов.
По сравнению с традиционными фарфоровыми и стеклянными изоляторами у полимерных изоляторов:
– масса в 7-10 раз меньше;
– более высокие разрядные характеристики и стойкость к загрязнению;
– устойчивость к ударам и резким изменениям температуры
Электроустановка.
|
|
|
