Самостійна робота

План

Тема 12. Поняття про виробництво, передача і розподіл електричної енергії

Тести досягнень

Тести досягнень (тести успішності) – тип діагностичних методик, спрямованих на об'єктивну оцінку та контроль результатів освітньої або професійної діяльності.

Виокремлюють такі види тестів досягнень:

5) орієнтовані на норму;

6) орієнтовні на критерій;

7) стандартизовані (широкозорієнтовані та спеціалізовані); і

8) неформальні.

Висновки лекції

Зав. кафедри ТМПП проф. Варій М.Й.

Викладач кафедри ТМПП Терлецька Ю.М.

Мета: пояснити студентам передачу електричної енергії, розподіл електричної енергії, заземлення, занулення, захист від блискавки.

Актуальність: знання даної теми необхідні для розуміння роботи побутових техніки.

Міжпредметна інтеграція: хімія, фізика, математика.

1.Джерела електричної енергії.

2.Трансформаторні підстанції

3. Заземлення та занулення.

Після вивчення теми студент повинен знати:

- види електричних станцій,

- трансформаторні підстанції

- заземлення, занулення

-

Ключові поняття та терміни:

- електростанція,

- джерела електричної енергії,

-заземлення, нуль

- занулення.

Самостійна робота студента:

1. Захист від блискавки.

2. Повітряні та кабельні лінії.

3. Передавання електричної енергії на відстані.

Література

1. Данилов И.А.,Иванов П. М. Общая электротехника с основами электроники:учеб. пособ. для неэлектротехнических спец. Техникумов.-М.:Высшая школа, 1989

2. Коруд В.І та ін.. Електротехніка: навч. пос. / за заг. Ред.. В.І. Коруда. –Львів: ’’Магнолія плюс’’,видавець СПД ФО В.М. Піча, 2004

-1-

Джерелом електричної енергії для живлення різних струмопри­ймачів у виробництві й побуті є електричні генератори, встановлені на електростанціях.

Типи електростанцій визначаються джерелами енергії, що викори­стовуються для роботи їх.

Основний вид електростанцій у нас — великі районні електро­станції, які постачають електричну енергію населеним; пунктам і підприємствам, віддаленим на сотні кілометрів.

Залежно від джерела енергії електростанції поділяються на тепло­ві, гідравлічні, вітряні, сонячні (геліоелектростанції) й атомні.

На теплових електростанціях (ТЕС) генератори приводяться в рух паровими турбінами або двигунами внутрішнього згоряння. Джерелом енергії для паротурбінних установок з вугілля, торф, дрова, природний газ, а для двигунів внутрішнього згоряння — нафта, гас, рідше бен­зин. У паротурбінних установках і двигунах внутрішнього згоряння з енергетичної точки зору відбувається один і той самий процес пере­творення хімічної енергії палива в електричну енергію. Цей процес складається з кількох етапів, кожний з яких пов'язаний з неминучими втратами енергії. Тому к.к. д. ТЕС низький — не вище 30 %. К. к. д. теплоелектроцентралей (ТЕЦ, у яких спрацьована пара турбіни ви­користовується для нагрівання води, до постачається підприємствам і житловим будинкам, досягає 50 %.

На гідравлічних електростанціях (ГЕС) генератори приводяться в дію водяними турбінами. Джерелом енергії є потенціальна енергія во­ди, яка виникає при створенні греблею різниці в її рівнях. ГЕС порів­няно з ТЕС простіші в обслуговуванні, мають вищий к. к. д. і працюють на безплатному паливі. До недоліків ГЕС слід віднести більші капітальні витрати при їх спорудженні.

На вітряних електростанціях (ВЕС) генератор приводиться в рух вітряним колесом. Джерелом енергії є кінетична енергія частинок по­вітря. К. к. д. ВЕС невеликий і будувати їх доцільно лише там, де є постійні вітри.

На сонячних електростанціях (СЕС) первинним двигуном є парова турбіна. Промениста енергія сонця вловлюється дзеркалами і нагрі­ває воду в котлі. Останній виробляє пару для турбіни, яка й перетво­рює теплову енергію в електричну. Енергію сонця на СЕС можна використовувати й іншим способом, спрямовуючи вловлювані дзеркалами промені на систему напівпро­відників. При цьому відбувається безпосереднє перетворення променис­тої енергії сонця в електричну. Проте промислової СЕС з напівпровід­никами поки що не існує.

На атомних електростанціях (АЕС) первинним двигуном є парова турбіна,а джерелом енергії — ядерний реактор. Енергія, що звіль­няється при розпаді ядер ізотопів урану, перетворюється в ядерному реакторі в теплову енергію. В реакторі (або, як його називають, атом­ному котлі) нагрівається первинний теплоносій — вода, газ або роз­плавлені солі деяких металів. Теплоносій містить радіоактивні речо­вини, тому безпосередньо використовувати його не можна. Він надхо­дить у теплообмінник, де віддає свою теплоту воді. Остання, вже вільна від радіоактивних домішок, випаровується, а пара надходить у парову турбіну АЕС.

-2-

Залежно від призначення трансформаторні підстанції (ТП) бувають підвищувальними та знижувальними. Щодо конструкції вони поділя­ються на відкриті й закриті.

Відкриті ТП працюють при напрузі 35 кВ і вище. На цих підстанціях усе устаткування (силові й вимірювальні трансформатори, комутаційна апаратура тощо) розміщуються на відкритому повітрі. В неве­ликому закритому приміщенні розташовуються лише щит низької на­пруги, пункт керування, а також сигнальна, вимірювальна й захисна апаратура. Перевагою відкритих ТП над закритими є те, що для нихне треба споруджувати будинків, полегшується монтаж устаткування, менша небезпека пожеж і вибухів. Їх недоліками є потреба у великій території, важкість експлуатації й ремонту (особливо в зимовий час), а також вища вартість апаратури. Відкритими звичайно бувають по­тужні міські та районні ТП, які живлять ТП підприємств району.

Закриті ТП споруджують на напругу до 10 кВ. Вони складаються з трансформаторів і цілого комплексу високовольтної й низьковольтної комутаційної, сигналізаційної, захисної та вимірювальної апаратури і при­ладів. Звичайно закриті ТП — це заводські чи міські комунальні зни­жувальні підстанції, які трансформують одержувану від районної ТП напругу 6 або 10 кВ у напругу 400/230 В, потрібну для живлення стру­моприймачів.

На рис. 12.3 зображено схему комутації ТП з двома трансформато­рами — силовим ТІ і освітлювальним Т2. Її високовольтні шини (3—10кВ) живляться від районної ТП через роз"єднувач QS1.

Рис 12.3 Схема комутації ТП з Рис.12.4 Схема електропостачання

двома трансформаторами великого промислового підприємства

Через роз'єд­нувачі QS2 QS3 і масляні вимикачі ( QS4 QS5 струм надходить до зни­жувальних трансформаторів ТІ, Т2 і потім через автоматичні вимикачі, QF1, QF2 до силового й освітлювального щитів. Звідси через запобіж­ники FU1, FU2 і рубильники QS6, QS7 струм спрямовується до цехо­вих пунктів живлення. На щитах низької напруги встановлюються прилади для обліку електричної енергії, контролю й захисту ліній жив­лення цехових пунктів.

На рис. 12.4 показано схему електропостачання великого промис­лового підприємства від двох генераторів змінного струму G1,G2, які працюють паралельно на шини електростанції напругою 10 кВ. Тут же встановлено підвищувальні трансформатори ТІ і Т2, що трансфор­мують напругу 10 кВ у 35 кВ. Від шин 35 кВ електростанції ПЛ йдуть до районної чи міської ТП, де напруга 35 кВ трансформується в 10 кВ за допомогою трансформаторів ТЗ, Т4, Від шин 10 кВ цієї ТП відхо­дять КЛ, які живлять заводські знижувальні ТП з трансформаторами Т5 і Т6, на яких напруга 10 кВ трансформується в експлуатаційну напругу 400/230 В. Від шин заводської ТП йдуть КЛ, що живлять це­хові розподільні пункти, від яких, у свою чергу, живляться окремі струмоприймачі.

-3-

Цехи сучасних промислових підприємств дуже насичені електро­установками. Розподільні шафи, освітлювальні щити, електродвигуни, ' електролампи, зварювальні апарати, пускорегулювальна апаратура в справному стані не являють небезпеки для цехового персоналу, бо їх струмоведучі частини звичайно захищені надійно, а захисні кожухи відокремлено від струмоведучих частин ізоляцією. Проте при пошко­дженні ізоляції захисні металеві оболонки струмоведучих частин по­трапляють під напругу, й людину, яка доторкнеться до них, може ура­зити струм.

Якщо умови будуть такими, що через тіло людини пройде струм до 0,1А, то потерпілий зазнає опіків і загального нервового потрясіння. Якщо струм перевищуватиме 0,1 А, то може настати смерть, бо електричним ударом будуть вражені центри дихання й серцевої діяльності людини.

Рис. 12.7. Проходження струму через людину (а) та заземлення за­хисного кожуха рубильника (б)

Подивимось, як відбувається ураження людини електричним стру­мом (рис. 12.7, а).

Якщо в точці в станеться пробій ізоляції рубильника, то напруга мережі через провід 1 потрапить на його захисний кожух, і через люди­ну, яка доторкнеться до нього, пройде струм по колу 1-е-R_л-f-c-R-провід від 2 мережі, де R_л, — опір людського тіла,а R — опір ізоляції про­водів відносно землі. При достатньо малому опорі R (стара чи волога ізоляція мережі) й перехідному опорі в точці f (людина у вогкому взутті, без захисних калош) струм може виявитись небезпечним для здоров'я та життя потерпілого.

Щоб запобігти ураженню людини струмом, корпус рубильника за­землюють, тобто з'єднують заземлюючим проводом із заземлювачем — пристроєм із забитих у землю стальних труб, з'єднаних між собою стальною штабою. Сукупність заземлюючого проводу й заземлювача називається захисним заземленням (рис. 12.7, б).

При пробої на заземлений захисний кожух рубильника струм про­йде по двох паралельних колах: через захисне заземлення (провід 1-е- заземлювач -с-R- провід 2) і через людину (провід 1-е-R_л-f-с-R- провід 2).

Рис 12.8. До розгляду заземлення й занулення в,системах трифазного струму

Оскільки опір людського тіла в кілька тисяч разів більший від опо­ру заземлювача, через людину пройде дуже малий струм, який не зав­дасть їй ніякої шкоди. Опір заземлювача бажано робити якнайменшим (звичайно близько 4 Ом).

Спосіб з'єднання захисних оболонок електроустаткування з заземлювачем залежить від схеми електропостачання підприємства, яка мо­же бути з ізольованою чи з заземленою нейтраллю при три- та чотири-провідній системах трифазного струму.

У системі з ізольованою нейтраллю (рис. 12.8, а) захисне заземлен­ня виконується у вигляді шин, які відходять від заземлюваних корпу­сів електроустаткування й приєднуються до замкненого контура цехо­вої заземлюючої магістралі, з'єднуваної в кількох точках із заземлю­вачем.

У системі з заземленою нейтраллю при три провідній мережі (рис. 12.8, б) схема заземлення та сама, але заземлююча контурна ма­гістраль приєднується до нульової точки трансформатора, з'єднува­ної з заземлювачем.

При пробої будь-якої фази на корпус електроустаткування вини­кає однофазне коротке замикання, яке призводить до розплавлення за­побіжника на пошкодженій фазі й до її вимкнення. Зазначений спосіб захисту від пробою на корпус електроустаткування називається за­хисним зануленням.

У системі з заземленою нейтраллю при чотири провідній мережі (рис. 12.8, в) нульовий провід підводиться до кожного апарата. До цього проводу приєднуються всі корпуси електроустаткування й ар­матури світильників. Цей спосіб захисту від пробою теж називається захисним заземленням.

Захисне заземлення й занулення виконуватимуть свої функції ли­ше тоді, коли опір заземлювача буде достатньо малим, а цілість кіл за­землення й занулення систематично перевірятиметься.

Дата добавления: 2014-01-11