Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
|
1. Влияние высокого напряжения ЛЭП на окружающую среду. Развитие и жизнь общества в настоящее время невозможны без энергетики, которая определяет прогресс всего народного хозяйства. Однако при рассмотрении экономических вопросов целесообразно учитывать также отрицательное влияние энергетики на окружающую среду. Основное отрицательное влияние высокого напряжения ЛЭП на окружающую среду является непосредственное влияние на здоровье человека. При передаче энергии вблизи высоковольтных линий создается электрическое поле, вредное для человека и животных, действующее на сердечно-сосудистую и нервную систему. Допустимое время пребывания человека под воздействием электрического поля уменьшается с увеличением напряженности поля. При напряженности электрического поля 10 кВ/м допустимо пребывание человека под воздействием этого поля около 3ч, а при 20 кВ/м – не более 15 мин. В настоящее время разрабатываются мероприятия по уменьшению напряженности электрического поля путем его компенсации, например монтаж на тех же опорах линий более низкого напряжения с меньшей высотой подвеса, но с противоположным электрическим полем; сближение проводов двух линий передач с противоположными потенциалами; использование тросов для создания противоположных полей и т.д. |
4, Какие типы изоляторов применяются на воздушных линиях. Изоляторы изготавливаются из фарфора или закаленного стекла и бывают двух видов: штыревые - для линий до 1 кВ и 6 -35 кВ; на линиях 35 кВ они применяются редко - только для малых сечений; подвесные -для линий 35 кВ и выше. Подвесные изоляторы собираются в поддерживающие провод гирлянды на промежуточных опорах, а натяжные гирлянды - на анкерных опорах.В подвесных гирляндах провод только поддерживается с помощью зажимов, в натяжных - закрепляется наглухо. Натяжные гирлянды находятся в более тяжелых условиях, чем поддерживающие. Поэтому на линиях до 110 кВ число изоляторов принимается на один больше. |
|
3, .Как определяются потери мощности и энергии в трансформаторах. А) Потери мощности в трансформаторах. Как известно, существует четыре вида потерь мощности в трансформаторах: 1. Активные потери короткого замыкания на нагрев обмоток. (Эти потери называют также потерями в меди). где величины с индексом «тр» относятся к трансформатору. 2. Реактивные потери , вызванные потоками рассеяния (расходуются на создание магнитного поля рассеяния), 3. Активные потери холостого хода на перемагничивание и создание вихревых токов в стали (их называют также потерями в стали) где gтр—активная проводимость. 4. Реактивные потери, обусловленные намагничивающей мощностью (реактивной мощностью первичной обмотки, когда вторичная разомкнута). Или окончательно, полные потери Б) Потери энергии в трансформаторах. Потери энергии в трансформаторах состоят из двух частей: 1) не зависящей от нагрузки Т; 2) зависящей от нагрузки: где Т — время работы (если трансформатор включен весь год, то Т=8760 ч). |
Потери холостого хода не зависят от мощности, протекающей по трансформатору, а зависят от конструкции данного трансформатора и являются величиной постоянной при определенном напряжении Uнoм. Потери короткого замыкания, как правило, не равны номинальному значению этих потерь и изменяются в зависимости от мощности, протекающей по трансформатору. Так как эти потери пропорциональны квадрату мощно сти, то где Sтр. — фактическая мощность, протекающая по трансформатору; Sтр,ном—его номинальная мощность. При этом фактические потери мощности короткого замыкания Значения и Ртр,ном даются в таблицах для конкретных трансформаторов. Величина т определяется по графику (см. рис. 2.3.). Таким образом, определение потерь энергии по (2.8) не представляет трудностей. При нескольких трансформаторах n потери энергии согласно (2.8) и (2.9): В свою очередь, мощность подстанции Sпс, состоящей из n трансформаторов, . Подставляя в (2.10) значение STP, после преобразований подучим Чтобы определить полную мощность с учетом потерь в трехобмоточном трансформаторе (рис. 2.4), необходимо определить сначала потери в обмотках 2 и 3, а затем, сложив их с фактической мощностью, протекающей по двум обмоткам, найти потери в обмотке 1. При трансформаторах с расщепленными обмотками потери мощности учитываются также для каждой обмотки отдельно. |
|
2. Как проводится расчет разомкнутых сетей? Рассмотрим простейшую линию трехфазного тока с симметричной нагрузкой на конце (рис. 6.1). Нагрузка задана либо током I и соs при фазном напряжении U2ф на конце линии, либо мощностью S = Р + JQ. Расчет проводится с помощью векторной диаграммы токов и напряжений для одной фазы линии, что допускается, так как нагрузка во всех фазах симметрична. Известны ток нагрузки I, cos) и напряжение. Необходимо определить U1ф. По действительной оси откладываем вектор заданного напряжения в конце линии и2ф (ОА). Из начала координат откладываем вектор тока I под углом. Его активная составляющая направлена по действительной оси Ia ,a реактивная составляющая -jIp- по мнимой оси в отрицательном направлении. Таким образом, при принятом расположении вектора напряжения и тока на векторной диаграмме знак минус у мнимой части комплекса тока характеризует индуктивный (отстающий) ток нагрузки потребителя. Далее из точки А откладываем параллельно вектору тока I вектор падения напряжения в активном сопротивлении линии IR (АВ) и под углом 90° к нему в сторону опережения - вектор падения напряжения в реактивном сопротивлении IX (ВС). Соединив точку А с точкой С, получим вектор полного падения напряжения в рассматриваемой линии IZ (АС). Чтобы найти напряжение U1ф , соединим точку С с началом координат, получаем вектор фазного напряжения в начале линии U1ф (ОС). Падение напряжения в линии разложено на составляющие: а) продольную б) поперечную Определим эти составляющие. Для этого опустим перпендикуляры из точек В и С на действительную и мнимую оси. В результате получим отрезки. Отсюда продольная составляющая: |
Напряжение в начале линии а модуль напряжения В результате построения диаграммы выше был получен вектор полного падения напряжения в линии. Следует отметить, что под падением напряжения понимают геометрическую разность потенциалов между началом и концом линии. При расчете сетей 35 кВ и ниже обычно вводятся упрощения, заключающиеся в том, что напряжение в начале линии определяют не по падению, а по потере напряжения. Под потерей напряжения понимают алгебраическую разность абсолютных значений напряжений в начале и в конце линии. Для определения потери напряжения на диаграмме совместим отрезок ОС с осью действительных величин (отрезок ОС). Отрезок представляет собой потерю напряжения. Так как для сетей 35 кВ и ниже углы между U1ф и U2ф очень малы, а значит мал и отрезок DC, то можно считать, что потеря напряжения приблизительно равна продольной составляющей падения напряжения Потеря линейного напряжения Векторная диаграмма линейных напряжений будет выглядеть аналогично диаграмме фазных напряжений. При задании нагрузки активной и реактивной мощностью величина потери напряжения определяется следующим образом. Так как то, подставив эти значения в (6.5), получим или (2.2.6) Часто при расчетах напряжение у потребителей бывает неизвестно, то вместо действительного в конце линии можно принимать номинальное напряжение (2.2.7) При расчетах сети с несколькими нагрузками величина потери напряжения определяется как сумма потерь напряжений на всех участках сети (2.2.8) |
|
7, Какие существуют опоры воздушных линий электропередач. Опоры ВЛ делятся на анкерные и промежуточные. Эти опоры различаются способом подвески проводов. Промежуточные опоры служат для поддержания провода с помощью поддерживающих гирлянд изоляторов. Анкерные опоры предназначены для натяжения проводов. Расстояние между промежуточными опорами называется промежуточным пролетом или просто пролетом, а расстояние между анкерными опорами - анкерным пролетом. Анкерные опоры предназначены для жесткого закрепления проводов в особо ответственных точках ВЛ: на пересечениях важных инженерных сооружений ( например, железных и автомобильных дорог), на концах ВЛ и на концах прямых ее участков. Анкерные опоры значительно сложнее и дороже промежуточных, и поэтому их число на каждой линии должно быть минимальным. В точках поворота линии устанавливают угловые опоры. Они могут быть анкерного или промежуточного типа. На ВЛ применяются специальные опоры следующих типов: транспозиционные - для изменения порядка расположения проводов на опорах; ответвительные - для выполнения ответвлений от основной линии; переходные - для пересечения рек, ущелей и т.д. По материалу опоры делятся на деревянные, металлические и железобетонные. Деревянные опоры применяются на В Л до 110 кВ включительно в основном в районах, богатых лесными ресурсами. Недостаток деревянных опор - подверженность древесины гниению и вследствие этого небольшой срок службы. Металлические опоры (стальные) применяются на ВЛ 35 кВ и выше, обладают высокой механической прочностью и большим сроком службы (рисунок 2.2). Однако они требуют большого количества металла и регулярной окраски. Железобетонные опоры (рисунок 2.3) применяются для всех классов напряжений до 500 кВ включительно, долговечней деревянных, отсутствует коррозия деталей, просты в эксплуатации и поэтому получили широкое распространение. Они имеют меньшую стоимость, но обладают большой массой и относительной хрупкостью поверхности бетона, а также малую прочность на поперечный изгиб. |
5, .По каким признакам классифицируются электрические сети. Электрические сети целесообразно классифицировать по ряду показателей, основными из которых являются: конструктивное исполнение, род тока, номинальное напряжение, назначение сети, конфигурация схемы сети. По конструктивному исполнению различают воздушные, кабельные линии и внутренние проводки. Воздушной называется линия, выполненная неизолированными проводами, которые с помощью изоляторов подвешиваются над землей на опорах. Кабелем называется система проводов, изолированных взаимно и от окружающей среды. Линии, выполненные кабелем, или кабельные линии, обычно прокладываются в земле. Это имеет свои преимущества -безопасность, сокращение территории, необходимой для отчуждения, но и свои недостатки - большая стоимость, затрудненность эксплуатации и устранения повреждений, сложность изготовления. Внутренние проводки выполняются изолированными проводами, прокладываемыми на изоляторах или в трубах по стенам и потолкам зданий или внутри стен, а также специальными шинопроводами. По роду тока различаются сети переменного и постоянного тока. Основные сети переменного тока имеют трехфазное исполнение. Сети постоянного тока выполняются в настоящее время относительно редко, для сетей промышленных предприятий (например, в цехах электролиза, на алюминиевых заводах). По напряжению электрические сети можно разделить на низковольтные (до 1000 В) и высоковольтные (выше 1000 В). По назначению разделяются сети на питающие и распределительные. Питающей линией называется линия, питающая распределительный пункт или подстанцию от центра питания без распределения электроэнергии по ее длине. Распределительной линией считается линия, питающая ряд трансформаторных подстанций или вводы к электроустановкам потребителей. По конфигурации схемы сети различаются на разомкнутые и замкнутые. К разомкнутым относятся сети, образованные линиями, нагрузки которых могут получать электроэнергию только с одной стороны. Замкнутыми сетями называются такие сети, по которым возможно осуществить электроснабжение потребителей не менее, чем с двух сторон. |
|
6 В чем заключается отличие автотрансформатора от трансформатора. Двухобмоточные трансформаторы обычно имеют Г-образную схему замещения (рис. 1). К числу основных параметров трансформаторов относятся: потерн короткого замыкания DРк, потери холостого хода DРхх, напряжение короткого замыкания Uк% и ток холостого хода iхх%. Эти данные позволяют определить все сопротивления и проводимости схемы замещения трансформатора. Активная мощность, потребляемая трансформатором в опыте короткого замыкания, практически целиком расходуется на нагрев его обмоток Напряжение короткого замыкания Uк складывается из двух составляющих: падения напряжения в активном и индуктивном сопротивлениях от тока, протекающего в режиме короткого замыкания. Причем в современных крупных трансформаторах первая составляющая намного меньше, чем вторая, так как Rт«Xт. Пренебрегая падением напряжения в активном сопротивлении трансформатора, можно считать Проводимости Gт и Вт схемы замещения трансформатора определяются по результатам опыта холостого хода, в котором при разомкнутой вторичной обмотке к первичной обмотке подводится номинальное напряжение. Откуда Мощность Sхх в относительных единицах равна току холостого хода в процентах, который указывается в паспортных данных трансформаторов Трехобмоточные трансформаторы представляются схемой замещения в виде трехлучевой звезды (Рис. 2). Современные трехобмоточные трансформаторы выполняются с соотношением мощностей обмоток 100/100/100%, т.е. каждая из обмоток рассчитана на передачу всей мощности. Активные сопротивления лучей звезды в схеме замещения трехобмоточного трансформатора определяют по общему сопротивлению трансформатора. |
При равенстве мощностей обмоток R,=R2=R5=0,5RDta. Общее сопротивление трансформатора Ro6щ определяют по формуле (1), в которую подставляют DРк максимальные потери мощности короткого замыкания при номинальной нагрузке обмотки НН, обозначенные в паспортных данных трансформатора. Автотрансформаторы так же, как и трансформаторы, характеризуются номинальными напряжениями и номинальной мощностью. Под номинальной мощностью автотрансформатора понимается предельная мощность, которая может быть передана через автотрансформатор на стороне высшего напряжения На рисунке 3 приведена схема соединения обмоток одной фазы автотрансформатора. Из схемы видно, что часть обмотки высшего напряжения ВСО, заключенная между точками С и О, является обмоткой среднего напряжения U2 и называется общей обмоткой, а другая ее часть ВС -последовательной обмоткой. Таким образом, у автотрансформаторов обмотка среднего напряжения является частью обмотки высшего напряжения, т.е. эти обмотки связаны между собой электрически, а обмотка низшего напряжения U3 имеет магнитную связь с ними. Для характеристики автотрансформаторов введено понятие типовой мощности, на которую рассчитывается последовательная обмотка. Умножим и разделим это выражение на U l, получим Схема замещения такая же, как и у трехобмоточного трансформатора, в виде трехлучевой звезды. |
|
8, Какие существуют способы прокладки силовых кабелей. Силовые кабели состоят из одной или нескольких токоведущих жил, отделенных друг от друга и от земли изоляцией. Поверх изоляции для ее предохранения от влаги, кислот и механических повреждений накладывают защитную оболочку и стальную ленточную броню с защитными покровами. Токоведущие жилы, как правило, изготавливаются из алюминия как однопроволочными (сечением до 16 мм2), так и многопроволочными. Изоляция выполняется из специальной пропитанной минеральным маслом кабельной бумаги, накладываемой в виде лент на токоведущие жилы. При прокладке кабелей на вертикальных и крутонаклонных трассах возможно перемещение пропитывающего состава вдоль кабеля. Поэтому для таких трасс изготавливаются кабели с обедненно-пропитанной изоляцией и с нестекающим пропитывающим составом. Изготавливаются также кабели с резиновой или полиэтиленовой изоляцией. Защитные оболочки, накладываемые поверх изоляции для ее предохранения от влаги и воздуха, бывают свинцовыми, алюминиевыми или поливинилхлоридными. Рекомендуется широко использовать кабели в алюминиевой оболочке. Кабели в свинцовой оболочке предусмотрены для прокладки под водой, в угольных и сланцевых шахтах, в особо опасных коррозионно-активных средах. В остальных случаях выбор кабелей в свинцовой оболочке необходимо специально технически обосновать. Свинцовые, алюминиевые или поливинилхлоридные оболочки надо защитить от механических повреждений. Для этого на оболочку накладывают броню из стальных лент или проволок. Алюминиевая оболочка и стальная броня в свою очередь подлежат защите от коррозии и химического воздействия. Для этого между оболочкой и броней, а также поверх брони накладывают внутренний и внешний защитные покровы. Внутренний защитный покров (или подушка под броней) — это джутовая прослойка из хлопчатобумажной пропитанной пряжи или из кабельной сульфатной бумаги. Поверх этой бумаги накладывают еще две поливинилхлоридные ленты. Наружный защитный покров также из джута, пропитанного антикоррозийным составом. |
Для прокладки в туннелях и других местах, опасных в пожарном отношении, применяют специальные кабели с негорючими защитными покровами. Марки кабелей состоят из начальных букв слов, характеризующих их конструкцию. Первая буква А соответствует алюминиевым жилам. Оболочки кабелей обозначаются буквами: А - алюминиевая, С - свинцовая, В - поливинилхлоридная, Н - резиновая, наиритовая; П -полиэтиленовая; кабели с отдельно освинцованными жилами маркируются буквой О. Обозначения марок кабелей с различными бронированными защитными покровами отмечаются следующими буквами: Б - стальные ленты, П - плоские стальные оцинкованные проволоки, К - такие же проволоки, но круглые. Рядом с маркой кабеля обычно указывают число, и сечение токоведущих жил кабеля. Например, ААБ 3x120 означает: кабель с алюминиевыми жилами в алюминиевой оболочке, бронированный стальными лентами, с тремя жилами сечением 120 мм2. Газонаполненные кабели применяются при напряжении 10 - 110 кВ. Это освинцованные кабели с изолирующей бумагой, пропитанной относительно малым количеством компаунда. Кабель находится под небольшим избыточным давлением инертного газа (обычно азота), что значительно повышает изолирующие свойства бумаги. Постоянство давления обеспечивается тем, что утечки газа компенсируются непрерывной подпиткой. Кабели переменного тока напряжением ПО и 220 кВ изготавливаются маслонаполненными. Масло находится под давлением. В зависимости от этого отличают кабели среднего (для сетей ПО кВ) и высокого (для 220 кВ) давлений. Давление масла поддерживается баками давления, установленными по трассе линии. Давление масла предотвращает появление воздуха и его ионизацию, устраняя одну из основных причин пробоя. Для нахождения мест утечек масла кабели снабжаются сигнализацией давления масла. |
|
9. Какие существуют способы прокладки силовых кабелей. Силовые кабели состоят из одной или нескольких токоведущих жил, отделенных друг от друга и от земли изоляцией. Поверх изоляции для ее предохранения от влаги, кислот и механических повреждений накладывают защитную оболочку и стальную ленточную броню с защитными покровами. Токоведущие жилы, как правило, изготавливаются из алюминия как однопроволочными (сечением до 16 мм2), так и многопроволочными. Изоляция выполняется из специальной пропитанной минеральным маслом кабельной бумаги, накладываемой в виде лент на токоведущие жилы. При прокладке кабелей на вертикальных и крутонаклонных трассах возможно перемещение пропитывающего состава вдоль кабеля. Поэтому для таких трасс изготавливаются кабели с обедненно-пропитанной изоляцией и с нестекающим пропитывающим составом. Изготавливаются также кабели с резиновой или полиэтиленовой изоляцией. Защитные оболочки, накладываемые поверх изоляции для ее предохранения от влаги и воздуха, бывают свинцовыми, алюминиевыми или поливинилхлоридными. Рекомендуется широко использовать кабели в алюминиевой оболочке. Кабели в свинцовой оболочке предусмотрены для прокладки под водой, в угольных и сланцевых шахтах, в особо опасных коррозионно-активных средах. В остальных случаях выбор кабелей в свинцовой оболочке необходимо специально технически обосновать. Свинцовые, алюминиевые или поливинилхлоридные оболочки надо защитить от механических повреждений. Для этого на оболочку накладывают броню из стальных лент или проволок. Алюминиевая оболочка и стальная броня в свою очередь подлежат защите от коррозии и химического воздействия. Для этого между оболочкой и броней, а также поверх брони накладывают внутренний и внешний защитные покровы. Внутренний защитный покров (или подушка под броней) — это джутовая прослойка из хлопчатобумажной пропитанной пряжи или из кабельной сульфатной бумаги. Поверх этой бумаги накладывают еще две поливинилхлоридные ленты. Наружный защитный покров также из джута, пропитанного антикоррозийным составом. Для прокладки в туннелях и других местах, опасных в пожарном отношении, применяют специальные кабели с негорючими защитными покровами. |
Устройство трехжильного кабеля напряжением 1-10 кВ с секторными жилами: 1 - алюминиевые токоведущие жилы; 2 - бумага, пропитанная маслом (фазная изоляция); 3- джутовые заполнители; 4 - бумага, пропитанная маслом (поясная изоляция); 5 - свинцовая или алюминиевая оболочка; 6 - прослойка из джута; 7 - стальная ленточная броня; 8 - джутовый покров. Марки кабелей состоят из начальных букв слов, характеризующих их конструкцию. Первая буква А соответствует алюминиевым жилам. Оболочки кабелей обозначаются буквами: А - алюминиевая, С - свинцовая, В - поливинилхлоридная, Н - резиновая, наиритовая; П -полиэтиленовая; кабели с отдельно освинцованными жилами маркируются буквой О. Обозначения марок кабелей с различными бронированными защитными покровами отмечаются следующими буквами: Б - стальные ленты, П - плоские стальные оцинкованные проволоки, К - такие же проволоки, но круглые. Рядом с маркой кабеля обычно указывают число, и сечение токоведущих жил кабеля. Например, ААБ 3x120 означает: кабель с алюминиевыми жилами в алюминиевой оболочке, бронированный стальными лентами, с тремя жилами сечением 120 мм2. Газонаполненные кабели применяются при напряжении 10 - 110 кВ. Это освинцованные кабели с изолирующей бумагой, пропитанной относительно малым количеством компаунда. Кабель находится под небольшим избыточным давлением инертного газа (обычно азота), что значительно повышает изолирующие свойства бумаги. Постоянство давления обеспечивается тем, что утечки газа компенсируются непрерывной подпиткой. Кабели переменного тока напряжением ПО и 220 кВ изготавливаются маслонаполненными. Масло находится под давлением. В зависимости от этого отличают кабели среднего (для сетей ПО кВ) и высокого (для 220 кВ) давлений. Давление масла поддерживается баками давления, установленными по трассе линии. Давление масла предотвращает появление воздуха и его ионизацию, устраняя одну из основных причин пробоя. Для нахождения мест утечек масла кабели снабжаются сигнализацией давления масла. |
|
10 Какие требования предъявляются к электрическим сетям. Электрические сети должны обеспечивать надежное электроснабжение потребителей и требуемое количество электроэнергии. При этом работа сетей должна соответствовать требованиям наибольшей экономичности. Это относится и к условиям проектирования, и к условиям эксплуатации. Можно выделить пять основных требований к сетям: Надежность работы. Вопрос о надежности электроснабжения потребителей возникает в связи с тем, что практически все элементы сети с течением времени повреждаются. Повреждения могут происходить при повышении грозовой деятельности, усиленных ветровых воздействиях, тяжелых гололедных образованиях и т.п. Повышение надежности электроснабжения может обеспечиваться не только снижением повреждаемости и резервированием элементов сети, но и другими способами, которые могут оказаться более оправданными экономически. Для осуществления надежного электроснабжения, кроме резервирования, необходимы надежно действующие устройства релейной защиты и автоматики: АПВ - автоматического повторного включения, АРВ - автоматического включения резерва, АЧР - автоматической частотной разгрузки и др. Качество электроэнергии. Каждый потребитель должен получать качественную электроэнергию. Это определяется основными показателями качества энергии: уровнем напряжения, уровнем частоты, симметрией трехфазного напряжения и формой кривой напряжения. Качество электроэнергии в современных протяженных электрических сетях с большим количеством электроприемников зависит от многих условий работы сети. |
Оно оказывается практически различным в разных местах сети, но может регулироваться применением специальных устройств. Экономичность. Чтобы сеть была экономичной, необходим выбор наиболее целесообразных конфигураций схем сети, напряжений сечений проводов и т.д. Поэтому намечается ряд вариантов, которые сравниваются между собой по установленному критерию, называемому "приведенные затраты". Этот критерий учитывает потери энергии, капитальные вложения и ущерб. Вариант, у которого приведенные затраты минимальные, является оптимальным. Безопасность и удобство эксплуатации. Для обеспечения безопасности персонала согласно Правилам технической эксплуатации (ПТЭ) применяют заземления, ограждения, сигнализацию, специальную одежду и другие приспособления. Кроме обеспечения безопасности, должно быть предусмотрено также удобство эксплуатации: удобство различного рода переключений, подхода к ремонтируемому оборудованию, достаточного прохода для осмотров и т.д. Возможность дальнейшего развития. Электрическая сеть вследствие увеличения нагрузок, а также непрерывного появления новых потребителей все время находится в состоянии развития и реконструкции. Заменяются, реконструируются линии и трансформаторные подстанции. Необходимо так проектировать электрическую сеть, чтобы была возможность дальнейшего расширения без коренного переустройства сети. |
|
12. Какие существуют перспективные способы передачи электроэнергии. В последнее время большое внимание уделяется созданию новых линий с полностью измененной конструкцией, более компактных и в то же время с большой пропускной способностью. Так «закрытые» экспериментальные линии выполняются в виде замкнутых конструкций, заполненных электроизолирующим газом, с расположенными внутри проводами высокого напряжения (примерно 500 кВ). Газовые линии электропередачи имеют очень высокие пропускные способности, значительно превосходящие возможности кабелей: у газовой линии 110 кВ пропускная способность составляет 0,25 ГВт, у линии 220 кВ - 1,2 ГВт, у линии 330 кВ - 3 ГВт, у линии 500 кВ - 6,5 ГВт. В черте крупных городов для реализации исключительно высокой пропускной способности газовых линий электропередачи потребуется сооружение подземных тоннелей с циркуляцией воздуха. Не исключено, что в ряде случаев для прокладки газовых линий можно будет использовать тоннели метро. При осуществлении мощных выводов от электростанций, вероятно, найдут применение и надземные, и тоннельные газовые линии электропередачи с пропускной способностью, соответствующей мощности блока станции. Существует принципиальная возможность беспроводной линии электропередачи, передающей энергию с помощью электромагнитных волн или высокочастотных колебаний, направляемых по волноводу, выполненному в виде полой трубы с металлическими стенками, заполненной воздухом или другим газом. Однако масштабы передаваемых мощностей там совершенно иные, а проблема потерь энергии не стоит так остро, как в традиционных линиях электропередачи. Практическая реализация этих линий в промышленности в настоящее время неприемлема из-за низкой их эффективности. В ближайшее время достаточно перспективными могут быть новые сверхпроводящие линии с охлаждением их проводников азотом. Криогенные линии электропередачи, т.е. охлажденные ниже 80°К, делятся на две группы: гиперпроводящие и сверхпроводящие. Криогенные линии электропередачи открывают совершенно новые технические возможности. У гиперпроводящих и сверхпроводящих линий электропередачи переменного тока небольшой длины, которые после разрешения огромного круга технических проблем смогут конкурировать с кабельными линиями обычного типа, достижима пропускная способность 5 - 10 ГВт. Сверхпроводящие линии электропередачи постоянного тока с пропускной способностью 100 ГВт также могли бы стать потенциальными конкурентами воздушным линиям постоянного тока, если возникнут экономические предпосылки для сверхдальнего транспорта электроэнергии в больших количествах. |
13. Конструкции и марки проводов воздушных линий. На воздушных линиях применяются неизолированные провода. Наибольшее распространение получили алюминиевые, сталеалюминевые провода, а также из сплавов алюминия - АН, АЖ, Грозозащитные тросы, как правило, изготавливаются из стали. Кроме защиты ВЛ. от грозовых перенапряжений, тросы используются для организации высокочастотных каналов связи. Такие тросы выполняются сталеалюминевыми. Однопроволочный провод состоит из одной круглой проволоки. Такие провода дешевле многопроволочных, однако они имеют меньшую механическую прочность. Многопроволочные провода из одного металла состоят из нескольких свитых между собой проволок. При увеличении сечения растет количество проволок. В многопроволочных проводах из двух металлов - сталеалюминевых проводах - внутренние проволоки (сердечник провода) выполняются из стали, а верхние - из алюминия. Стальной сердечник предназначен для увеличения механической прочности. Алюминий служит токопроводящей частью провода. Алюминиевые однопроволочные провода вообще не выпускаются из-за их низкой прочности. Многопроволочные алюминиевые провода обычно применяются в распределительных сетях до 35 кВ, а в сетях с более высоким напряжением применяются сталеалюминевые провода. Выпускаются алюминиевые провода марок А и АКП. Сталеалюминевые провода наиболее широко применяются на ВЛ. Проводимость стального сердечника не учитывается, а за электрическое сопротивление принимается сопротивление алюминиевой части. Выпускаются сталеалюминевые провода марок АС, АСКС, АСКП, АСК. В обозначение марки провода вводится сечение алюминиевой части провода и сечение стального сердечника, например АС 120/19 или АСКС 150/34. |
|
14. Какие преимущества и недостатки передач постоянного тока. Основные преимущества передачи постоянного тока по сравнению с передачей переменного тока: 1) удешевление и упрощение линии; 2)большая надежность в связи с тем, что линия состоит из двух независимых полуцепей; 3) зависимость предела передаваемой мощности только от экономических соображений, но не от устойчивости, поскольку устойчивость передачи определяется в основном инвертором и не зависит от ее длины; 4) реализация несинхронной связи между передающей и приемной системами разных частот; 5) возможность использования земля в качестве обратного провода; 6) удешевление кабелей для преодоления больших водных пространств; 7) возможность работы от ГЭС при переменной скорости вращения генераторов, что дает более экономичное использование турбин по условию водотока; 8) уменьшение потерь на корону. Недостатки передачи постоянного тока:- сложность конструкции подстанций, состоящих из большого числа вентилей и другой аппаратуры;- трудности с равномерным распределением напряжения по отдельным элементам оборудования из-за наличия многих последовательных элементов;- искажение формы кривой напряжения и тока приемной и передающей сети из-за высших гармоник, которые генерируют преобразовательные установки при работе передачи;- неустойчивость инвертора при понижениях напряжения в приемной сети, особенно при несимметричных понижениях;- трудности отбора мощности, так как выключатель постоянного тока - весьма громоздкое и сложное сооружение;- более значительное влияние пыли, оседающей под воздействием постоянного напряжения на изоляторах воздушных линий и аппаратов;- повышенная опасность появления на изоляторах частичных дуг, которые в условиях длительной эксплуатации могут привести к снижению разрядных напряжений внешней изоляции;- ухудшение работы линейной изоляции, особенно при плохой погоде, из-за увеличения токов утечки и неравномерного распределения постоянного напряжения по элементам подвесных и опорных изоляторов. |
15. Что понимается под потерей и падением напряжения. Покажите на векторной диаграмме составляющие падения напряжения. А) Под падением напряжения понимают геометрическую разность потенциалов между началом и концом линии. При расчете сетей 35 кВ и ниже обычно вводятся упрощения, заключающиеся в том, что напряжение в начале линии определяют не по падению, а по потере напряжения. Под потерей напряжения понимают алгебраическую разность абсолютных значений напряжений в начале и в конце линии. Расчет проводится с помощью векторной диаграммы токов и напряжений для одной фазы линии, что допускается, так как нагрузка во всех фазах симметрична. Известны ток нагрузки I, cos) и напряжение. Необходимо определить U1ф. По действительной оси откладываем вектор заданного напряжения в конце линии и2ф (ОА). Из начала координат откладываем вектор тока I под углом. Его активная составляющая направлена по действительной оси Ia ,a реактивная составляющая –jIp- по мнимой оси в отрицательном направлении. Таким образом, при принятом расположении вектора напряжения и тока на векторной диаграмме знак минус у мнимой части комплекса тока характеризует индуктивный (отстающий) ток нагрузки потребителя. Далее из точки А откладываем параллельно вектору тока I вектор падения напряжения в активном сопротивлении линии IR (АВ) и под углом 90° к нему в сторону опережения – вектор падения напряжения в реактивном сопротивлении IX (ВС). Соединив точку А с точкой С, получим вектор полного падения напряжения в рассматриваемой линии IZ (АС). Чтобы найти напряжение U1ф , соединим точку С с началом координат, получаем вектор фазного напряжения в начале линии U1ф (ОС). Падение напряжения в линии может быть разложено на составляющие: а) продольную б) поперечную |
|
16 Какие существуют конструкции силовых кабелей. Силовые кабели состоят из одной или нескольких токоведущих жил, отделенных друг от друга и от земли изоляцией. Поверх изоляции для ее предохранения от влаги, кислот и механических повреждений накладывают защитную оболочку и стальную ленточную броню с защитными покровами. Токоведущие жилы, как правило, изготавливаются из алюминия как однопроволочными (сечением до 16 мм2), так и многопроволочными. Изоляция выполняется из специальной пропитанной минеральным маслом кабельной бумаги, накладываемой в виде лент на токоведущие жилы. При прокладке кабелей на вертикальных и крутонаклонных трассах возможно перемещение пропитывающего состава вдоль кабеля. Поэтому для таких трасс изготавливаются кабели с обедненно-пропитанной изоляцией и с нестекающим пропитывающим составом. Изготавливаются также кабели с резиновой или полиэтиленовой изоляцией. Защитные оболочки, накладываемые поверх изоляции для ее предохранения от влаги и воздуха, бывают свинцовыми, алюминиевыми или поливинилхлоридными. Рекомендуется широко использовать кабели в алюминиевой оболочке. Кабели в свинцовой оболочке предусмотрены для прокладки под водой, в угольных и сланцевых шахтах, в особо опасных коррозионно- активных средах. В остальных случаях выбор кабелей в свинцовой оболочке необходимо специально технически обосновать. Свинцовые, алюминиевые или поливинилхлоридные оболочки надо защитить от механических повреждений. Для этого на оболочку накладывают броню из стальных лент или проволок. Алюминиевая оболочка и стальная броня в свою очередь подлежат защите от коррозии и химического воздействия. Для этого между оболочкой и броней, а также поверх брони накладывают внутренний и внешний защитные покровы. Внутренний защитный покров (или подушка под броней) — это джутовая прослойка из хлопчатобумажной пропитанной пряжи или из кабельной сульфатной бумаги. Поверх этой бумаги накладывают еще две поливинилхлоридные ленты. Наружный защитный покров также из джута, пропитанного антикоррозийным составом. Для прокладки в туннелях и других местах, опасных в пожарном отношении, применяют специальные кабели с негорючими защитными покровами. |
17. Что называется зарядной мощностью линии и как она определяется. Под действием приложенного к линии переменного напряжения в емкости линии возникает переменное электрическое поле и возникает реактивный ток. Этот ток называется емкостным или зарядным током линии. (2.1.1). Зная емкостной ток линии, можно определить емкостную или зарядную мощность линии. (2.1.2) где U – рабочее линейное напряжение, кВ. |
|
11. Линейная арматура ВЛ.Дайте краткую характеристику. Линейная арматура предназначена для крепления провода к изоляторам и изоляторов к опорам. Изоляторы изготавливаются из фарфора или закаленного стекла и бывают двух видов: штыревые - для линий до 1 кВ и 6 -35 кВ; на линиях 35 кВ они применяются редко - только для малых сечений; подвесные -для линий 35 кВ и выше. Подвесные изоляторы собираются в поддерживающие провод гирлянды на промежуточных опорах, а натяжные гирлянды - на анкерных опорах. В подвесных гирляндах провод только поддерживается с помощью зажимов, в натяжных - закрепляется наглухо. Натяжные гирлянды находятся в более тяжелых условиях, чем поддерживающие. Поэтому на линиях до 110 кВ число изоляторов принимается на один больше. |
|
|
17 Как определяются потери мощности и энергии в линиях. (a)Потери мощности и энергии в линиях 1. Как известно из ТОЭ, потери активной и реактивной мощностей в линиях трехфазного переменного тока, если пренебречь проводимостями, где R и X — активное и индуктивное сопротивление; Iа и Iр— значения активной и реактивной составляющих пол ного тока I. где U— линейное напряжение сети. Треугольники токов, мощностей и сопротивлений изображены на рис. 2.2.1, а, б, в. Известно также, что активная и реактивная мощ ности. Если выразить значение тока через его активную Iа и реактивную Ip составляющие (рис. 2.2.1, а) и заменить в (2.2.2)и, а затем выразить значения Iа и Iр через мощности Р и Q и подставить найденные вы ражения в (2.2.1), то получим одно из важнейших выра жений для электрических сетей |
: где S — полная мощность согласно рис. 2.2.1,6. Рассмотрим физическую сущность этих выражений и сделаем основные выводы. А. Потери как активной, так а реактивной мощности зависят и от Р, и от Q Б. Потери обратно пропорциональны квадрату напря жения. Поэтому даже незначительное повышение напряже ния дает значительное снижение потерь мощности. Однако повышение напряжения вызывает дополнительный расход средств. Например, линии 500 кВ значительно дороже линий 220 кВ. Чтобы повысить напряжение специальными устройствами, требуются также дополнительные средства. Поэтому напряжение выбирается экономическим сравне нием вариантов. |
Рис.2
Рис.1
Рис 2. 5 - Подвесные изоляторы ПФ (а) и ПС (б)
К X