Шпаргалка по "Схемотехнике"

Если электродвигатель пускают от трансформатора или синхронного генератора и этот двигатель присоединен к нему через воздушную линию, то глубина провала напряжения, %, при пуске с учетом соединительной линии

где Z_c — полное сопротивление сети для пуска двигателя от трансформатора, Z_c = Zл, + Zт,, Zл = Z0л — полное сопротивление линии; Z_T — полное 

35 Сетевые регуляторы напряжения. Они регулируют напряжения в любых точках сети. Чем ближе регулятор к потребителю, тем эффективнее регулирование, но вместе с тем требуется большее число регуляторов в сети и выше их общая стоимость.

В качестве регуляторов  применяют трансформаторы или автотрансформаторы с изменением коэффициента трансформации под нагрузкой.

Принципиальная схема  трансформатора с регулированием напряжения под нагрузкой для одной фазы показана на рисунке 5.35, а. Выводы обычно делают со стороны обмотки высшего напряжения. Переключатель выполняют так, чтобы обеспечить переключение без разрывов цепи. Для такой схемы необходимо иметь специальный трансформатор. В ряде случаев используют обычные трансформаторы, а для регулирования применяют добавочные автотрансформаторы, включаемые в сеть (рис. 5.35, б).

Выпускают трансформаторы мощностью от 560 кВ ■ А и напряжением 35/10 кВ с восемью

ступенями регулирования  по 2,5 % и, следовательно, с общим пределом регулирования +10 %. От восьми ступеней обмотки сделано девять выводов, по контактам которых движется переключатель Переключение происходит без разрыва цепи. В момент переключения соседние контакты замыкаются через реактор который ограничивает ток до допустимого значения. 

36 Последовательное или продольное включение конденсаторов.

 Его применяют для компенсации потери напряжения в воздушных линиях. При включении конденсаторов потеря напряжения в линии

Уменьшение потери напряжения прежде всего зависит от коэффициента мощности нагрузки. Если он близок к единице, то компенсирующее действие последовательно включенных конденсаторов стремится к нулю. Коэффициент мощности сельских сетей в период максимума нагрузок составляет 0,7...0,9, и, следовательно, продольная компенсация потери напряжения с помощью последовательно включенных конденсаторов может быть эффективна.

Важное положительное  качество последовательно включенных конденсаторов — степень их конденсации  — зависит от тока. Поэтому с ростом нагрузки возрастает и компенсация потери напряжения. Особенно хорошо компенсируются потери напряжения от пусков крупных двигателей, когда наблюдается большой пусковой ток с малым коэффициентом мощности.

Выбор мощности последовательных конденсаторов определяют из следующих соображений

Необходимая мощность конденсаторов

где К — коэффициент; S— максимальная мощность, проходящая по линии в месте установки конденсаторов. Тогда

где ф — угол сдвига фаз нагрузки при максимальном режиме; U_C —надбавка напряжения, которую желательно получить (выражена в относительных единицах к напряжению сети)

Для подбора конденсаторов  определяют их реактивное сопротивление

конденсаторы подбирают  таким образом, чтобы их сопротивление было как можно ближе к расчетному, но не менее.

При радиальной линии  с одной нагрузкой на конце  место установки конденсаторов с точки зрения потери напряжения безразлично. Однако целесообразнее размещать их в конце линии, у потребителя. При этом уровень напряжения в линии ниже, а конденсаторы меньше подвергаются перенапряжениям, так как большинство коротких замыканий будет до них.

Если нагрузка распределена вдоль линии, то место установки  конденсаторов следует выбирать таким образом, чтобы отклонения напряжения в линии лежали в допустимых пределах 

37 Параллельное или поперечное включение конденсаторов.

Оно компенсирует потерю напряжения в линии

где Р — активная мощность нагрузки; Q_L — индуктивная мощность нагрузки; Q_c — емкостная мощность конденсаторов.

В последнее время параллельно включаемые конденсаторы все чаще применяют для компенсации реактивной мощности, т. е. для повышения коэффициента мощности в сети. При наличии установки для компенсации реактивной мощности в сети ее обязательно необходимо оценивать с точки зрения влияния на уровень напряжения. 

38 ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ НАГРУЗОК НА ПРОВОДА

Воздушная линия должна быть достаточно прочной, чтобы выдержать механические нагрузки. Для надежной работы проводов, опор и других конструктивных элементов их рассчитывают на механическую прочность

Для различных напряжений и климатических районов страны разработаны типовые конструкции опор. Поэтому проектирование конструкций опор и механический расчет целесообразны только тогда, когда в типовых проектах отсутствуют опоры для данных условий или когда нет сортамента материалов, предусмотренного этим проектом.

На провода воздушных  электрических линий действуют  вертикальные (собственный вес провода, вес гололеда, образовавшегося на проводе) и горизонтальные (давление ветра) нагрузки. При их учете принимают некоторые допущения: предполагают равномерное распределение нагрузок по длине провода, нагрузки считают статическими, т. е. неизменными по значению.

Под действием механических нагрузок в материале провода  появляются механические напряжения на растяжение. На их значение влияют также напряжения, которые возникают в проводе при уменьшении его длины, с понижением температуры

Таким образом, для  определения нагрузок на провода  и механических напряжений в материале необходимо знать климатические условия в районе сооружения линии (толщину слоя льда, скорость ветра, максимальную, минимальную и среднюю температуры).

Наибольшие нормативные  значения толщины слоя льда и скоростного напора ветра (v²/l ,6, где v — скорость ветра, м/с) для всех линий напряжением свыше 1000 В определяют, исходя из повторяемости один раз в 10 лет, а для линий напряжением 3 кВ и ниже — один раз в 5 лет 

39 МЕХАНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРОВОДОВ

На рисунке 6.5 изображена схема пролета воздушной линии, расположенной на местности без  больших разностей уровней. Длиной пролета, или пролетом I, называют горизонтальное расстояние между точками крепления провода.

Гибкая натянутая  между двумя точками нить всегда провисает. Стрелой провеса /называют расстояние по вертикали между горизонталью, соединяющей точки крепления провода, и низшей точкой провода.

Габаритом линии h называют наименьшее расстояние по вертикали от провода при его наибольшем провисании до поверхности земли, воды, крыш зданий, головки рельса и т. п.

Гибкая нить, подвешенная  в двух точках, подчиняется математическому закону цепной линии.

Стрела провеса, м

где g— удельная нагрузка, МПа/м; а — напряжение на растяжение в проводе, МПа.

Длина провода в  пролете, м,

где 7— растягивающая  сила в проводе, Н; /— сечение провода, мм²

41 Под критической температурой понимают такую температуру, при которой стрела провеса равна стреле провеса при гололеде и температуре —5 "С. Если для данного случая критическая температура больше максимальной, то, очевидно, максимальная стрела провеса будет при гололеде и температуре —5 "С. Напротив, если критическая температура меньше максимальной, то наибольшая стрела провеса будет при максимальной температуре окружающего воздуха.

Для определения критической  температуры найдем по уравнению (6.9) стрелу провеса при температуре —5 °С и гололеде без учета ветра, так как при нем отклоняется провод и уменьшается стрела проовеса

При критической температуре  t_Kp стрела провеса

По условию стрела провеса в обоих случаях одинакова, т. е.

Подставим это соотношение  в уравнение (6.12) состояния провода в пролете, принимая в нем

Тогда

Откуда

 

43 ПОНЯТИЕ О ГРОЗЕ И АТМОСФЕРНЫХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯХ

При нормальных режимах  напряжение в электрических установках близко к номинальному и не превосходит его более чем на 10 %. Однако возможны кратковременные повышения напряжения, которые называют перенапряжениями. По причине возникновения их разделяют на коммутационные и атмосферные. Следствием перенапряжений может быть пробой изоляции электроустановок с последующим коротким замыканием и отключением электроприемников.

В связи с этим изучение перенапряжений и способов защиты от них — важная задача дисциплины «электроснабжение сельского хозяйства»

Коммутационные перенапряжения в сельских сетях напряжением до 110 кВ не представляют существенной опасности для правильно выбранной изоляции электроустановок и поэтому здесь не рассмотрены. Основным видом перенапряжений, от которых следует защищать сельские электроустановки, являются перенапряжения, вызываемые атмосферными явлениями, и в первую очередь грозой

Напряженность электрического поля между грозовым облаком и  землей в среднем составляет 10 кВ/м, однако в местах, где на земле  имеются остроконечные предметы, напряженность увеличивается и может даже наблюдаться свечение из-за так называемого коронного разряда.

Если напряженность  электрического поля превысит электрическую прочность воздуха 25...30 кВ/см, то создаются условия для образования молнии 

44 ЗАЩИТА ОТ ПРЯМЫХ  УДАРОВ МОЛНИИ.

Наиболее опасный  вид поражения от атмосферных перенапряжений — прямой удар молнии б тот или иной объект. Ток молнии /_и, протекая через заземленный объект с сопротивлением заземления R, создает на нем падение напряжения U, = /_МR. Вследствие больших значений силы тока молнии такое напряжение может достигать сотен тысяч и миллионов вольт, следовательно, изоляция установки неизбежно будет нарушена.

В связи с этим защита от прямых ударов молнии основана на том, что направление лидера молнии наиболее вероятно к объекту, на котором имеется  максимальное значение напряженности электрического поля. В качестве объектов сооружают возвышенные молниеотводы, которые принимают на себя лидер и главный разряд молнии.

При правильном выборе расположения молниеотводов можно  практически исключить попадание  молнии в защищаемый объект. Чтобы при этом напряжение на молниеотводе не превышало допустимого предела и не возникали условия для повреждения изоляции защищаемого объекта, молниеотводы должны быть заземлены через малое сопротивление

Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой до 60 м. Размеры зоны определяют соотношением

Вследствие вероятностного характера прорывов молнии выполнение молниезащиты, полностью исключающей поражение защищаемых объектов, не всегда целесообразно, а в ряде случаев вообще технически неосуществимо 

45 ЗАЩИТА ОТ НАВЕДЕННЫХ  ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ.

Наведенные перенапряжения возникают вследствие электростатической и электромагнитной индукции, главным образом в проводах линий электропередачи при ударе молнии в близко расположенные объекты. Они значительно более часты, чем прямые удары молнии. Перенапряжения при этом меньше, но все же достигают десятков и сотен тысяч вольт. Их воздействию подвергаются практически все объекты, электрически связанные в данной установке

От наведенных перенапряжений установки защищают с помощью грозозащитных аппаратов — разрядников. Разрядник состоит из воздушных искровых промежутков И , включенных на каждую фазу и соединенных с землей непосредственно или через добавочное, рабочее сопротивление R.

Искровые промежутки подбирают так, что вольт-секундная характеристика разрядника 2 проходит ниже вольт-секундной характеристики защищаемого объекта. Вследствие этогопробой искрового промежутка и разряд импульса в землю происходят ранее достижения амплитуды импульса, т. е. при значении напряжения, меньшем, чем пробивное напряжение защищаемого объекта.

трубчатые разрядник. На каждую фазу линии устанавливают один разрядник (рис. 8.12), представляющий собой трубку 2 из материала, бурно выделяющего газы при воздействии на него электрической дуги. В трубке помещены электроды 3: один в виде металлического стержня, другой — шайбы. Расстояние между ними образует искровой промежуток длиной /,„. Его устанавливают при изготовлении разрядника в зависимости от напряжения сети. Нижний конец трубки открыт. В нем помещается изогнутая металлическая пластинка. Она выбрасывается газами, показывая срабатывание разрядника.