Конструкции линий электрических сетей

      Рис. 1. Силовые кабели:

а — четырехжильный до 1 кВ; б —с бумажной пропитанной изоляцией 1—10 кВ; в, г — электрическое поле в кабеле с поясной изоляцией и экранированными или освинцованными жилами; д — на напряжение 20—35 кВ; е — маслонаполненный низкого давления  110—220 кВ; ж — маслонаполненный высокого давления 220 кВ 

      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 110 и 220 кВ изготовляют маслонаполненными и, как правило, одножильными. Конструкция маслонаполненного кабеля с бумажной пропитанной изоляцией на 110 и 220 кВ изображена на рис. 1.е. 1 — маслопроводящий канал; 2 — полая токопроводящая жила, скрученная из фасонных луженых проволок; 3 — экран из двух-трех   лент    полупроводящей    бумаги;   4 — изоляция; — металлическая оболочка; 6 — подушка из поливинилхлоридных лент; 7—медные усиливающие ленты; 8 — броня; 9 — защитные покровы.

      По значению давления, под которым находится масло, кабели делятся на кабели низкого (рис. 1. в) и высокого давления. Длительно допустимое избыточное давление масла в кабелях низкого давления должно быть в пределах 0,06— 0,3 МПа, а в кабелях высокого давления —1,1—1,6 МПа. Кабели высокого давления наиболее целесообразны на 220—500 кВ при прямых трассах. Конструкция такого кабеля 220 кВ показана на рис. 1. ж. Три однофазных кабеля размещены в стальном трубопроводе 1, покрытом защитным покровом 7 и заполненном изоляционном маслом 6 под избыточным давлением до 1,5 МПа. Токоведущая жила 4 из медных круглых проволок имеет бумажную изоляцию 3 с вязкой пропиткой. Поверх изоляции и полупроводящих бумажных лент наложена медная перфорированная лента 2 (экран), а сверх нее — две бронзовые полукруглые проволоки 5, которые служат для механической защиты изоляции от повреждений во время протягивания в стальном трубопроводе и, кроме того, способствуют улучшению циркуляции масла. Свинцовая оболочка на таком кабеле нужна только на период транспортировки и хранения; перед затягиванием кабеля в стальной трубопровод ее снимают.

      Принципиально новые конструкции  кабелей разрабатываются для значительного увеличения их пропускной способности. К ним принадлежат электропередачи в трубах со сжатым газом и криогенные кабельные линии.

      Марки кабелей состоят  из начальных букв слов, характеризующих их конструкцию. Первая буква А соответствует алюминиевым   жилам,   отсутствие   обозначения — медным. 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. Отсутствие в конструкции кабеля брони и защитного слоя обозначается буквой Г. Маслонаполненные кабели низкого давления маркируются буквами МН в начале названия кабеля, кабели высокого давления — буквами МВД.

     Провода по своей  структуре делятся на провода  со стальными жилами и без них. Стальные жилы  находятся в общей  скрутке с токопроводящими и  необходимы для упрочнения проводов.

     По своему назначению провода классифицируются по напряжению: провода низкого напряжения, провода высокого напряжения, провода  сверхвысокого напряжения и провода ультровысокого напряжения ( >330кВ ). 

     Спецификация: 

           Структурно-логическая схема:

     Опорный конспект: приложение 6. 
 
 
 
 
 
 

            ОК  №7: Классификация  и область применения трансформаторов. 

      Отбор содержания:

      Трансформатором называют статическое электромагнитное устройство, имеющее две или большее число индуктивно связанных обмоток и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем переменного тока в одну или несколько других систем переменного тока. При помощи трансформаторов повышают или понижают напряжение, изменяют число фаз, и в некоторых случаях преобразуют частоту переменного тока. Трансформаторы широко используют для следующих целей.

      1. Для передачи и распределения электрической энергии.

      Обычно на электростанциях  генераторы переменного тока вырабатывают электрическую энергию при напряжении 6—24 кВ, передавать же электроэнергию на дальние расстояния выгодно при значительно больших напряжениях (110, 220, 330, 400, 500 и 750 кВ). Поэтому на каждой электростанции устанавливают трансформаторы, осуществляющие повышение напряжения.

      Распределение электрической  энергии между промышленными  предприятиями, населенными пунктами, в городах и сельских местностях, а также внутри промышленных предприятий производится по воздушным и кабельным линиям при напряжении 220, 110, 35, 20, 10 и 6кВ. Следовательно, во всех узлах распределительных сетей должны быть установлены трансформаторы, понижающие напряжение. Понижающие трансформаторы также надо устанавливать в пунктах потребления электроэнергии, так как большинство электрических потребителей переменного тока работает при напряжениях 220, 380 и 660 В.

      Таким образом, электрическая  энергия при передаче от электрических станций к потребителям подвергается в трансформаторах многократному преобразованию (3—5 раз).

      Трансформаторы, служащие для преобразования электрической  энергии в сетях энергосистем и электропотребителей, называют силовыми трансформаторами. Для режима их работы характерны частота переменного тока 50 Гц и очень малые отклонения первичного и вторичного напряжений от номинальных значений. Силовые трансформаторы имеют мощность до 1000 000кВ-А и напряжение до 1150кВ. Они могут быть одно- и трехфазными, двух- и трех-обмоточными.

            Трансформаторы, применяемые  для получения стандартного выходного  напряжения, называют преобразовательными. Их мощность составляет сотни тысяч киловольт-ампер, напряжение до 110кВ, работают они при частоте 50 Гц и более. Рассматриваемые трансформаторы выполняют одно-, трех- и многофазными с регулированием выходного напряжения в широких пределах и без него. А так же трансформаторы применяют:

     1.Для различных технологических целей: сварки (сварочные трансформаторы), питания электротермических установок (электропечные трансформаторы) и др. Мощность их достигает десятков тысяч киловольт-ампер при напряжении до 10 кВ, работают они обычно при частоте 50 Гц.

     2.Для питания различных цепей радиоаппаратуры и телевизионной аппаратуры, устройств связи, автоматики и телемеханики, электробытовых приборов; для разделения электрических цепей различных элементов указанных устройств; для согласования напряжений и пр.

            3.Для включения электроизмерительных приборов и некоторых аппаратов (реле и др.) в электрические цепи высокого напряжения или же в цепи, по которым проходят большие токи, с целью расширения пределов измерения и обеспечения электробезопасности.

      Обмотки. В современных трансформаторах первичную и вторичную обмотки не размещают на различных стержнях магнитопровода, а стремятся расположить для лучшей магнитной связи как можно ближе друг к другу. При этом на каждом стержне магнитопровода размещают обе обмотки: либо концентрически одну поверх другой, либо в виде нескольких дисковых катушек, чередующихся по высоте стержня. В первом случае обмотки называют концентрическими, во втором — чередующимися. В силовых трансформаторах обычно применяют концентрические обмотки, причем ближе к стержням располагают обмотку низшего напряжения, требующую меньшей изоляции относительно остова трансформатора, а снаружи — обмотку высшего напряжения (рис. 1 а).

      В некоторых случаях для уменьшения индуктивного сопротивления рассеяния обмоток применяют двойные концентрические (расщепленные) обмотки (рис. 1 б), в которых обмотку низшего напряжения делят на две части с одинаковым числом витков. Аналогично может быть выполнена обмотка высшего напряжения. При чередующихся обмотках (рис.1 в) вся обмотка подразделяется на симметричные группы, состоящие из одной или нескольких катушек высшего напряжения и расположенных по обе 

      а)                     б)       в)

      Рис. 1. Обмотки трансформаторов:

а—концентрическая   простая, б —концентрическая двойная, в —чередующаяся;   1 — стержень, 2 — обмотка высшего напряжения, 3 — обмотка низшего   напряжения,   4 и 5 — группы чередующихся обмоток 

      Способы охлаждения. Конструктивное выполнение трансформатора определяется в значительной мере способом его охлаждения, который зависит от величины номинальной мощности. При увеличении мощности трансформатора необходимо увеличивать и интенсивность его охлаждения.

      В зависимости от способа охлаждения силовые трансформаторы и трансформаторы, предназначенные для преобразовательных устройств, подразделяют на сухие, масляные и с заполнением негорючим  жидким, диэлектриком. В таблице 1 приведены виды охлаждения трансформаторов.

Таблица 1.