Потребители электроэнергии и их классификация

        Надежность действия схемы дистанционного управления зависит от исправности аппаратуры и цепи управления, которые должны находиться под постоянным контролем. Выключатель может отключаться ключом управления со щита или защитой при аварийном режиме, поэтому в схеме управления должна предусматриваться сигнализация всех видов отключения.

        К схемам дистанционного управления выключателями предъявляются следующие основные требования:

       на щите должен быть предусмотрен сигнал, отображающий положение выключателя в данный момент. После подачи и исполнения команды на щите должен появиться другой сигнал, отображающий новое положение выключателя;

       цепи управления, т. е. цепи отключения и включения, должны иметь контрольные устройства, оповещающие об их обрыве;

       основные катушки электромагнитного привода и катушка промежуточного контактора не рассчитаны на длительное обтекание током, поэтому импульс каждой команды должен автоматически прерываться после ее исполнения. Это достигается тем, что в цепи подачи команд на включение и отключение вводятся блок-контакты, соединенные механически с валом выключателя. Если при включенном положении выключателя блок-контакт замкнут, то при отключенном положении он разомкнут, а следовательно, разорвана и цепь отключения;                      

       при отсутствии встроенной в привод электромеханической блокировки от «прыгания» выключателя, т. е. от многократных повторных включений, должна быть предусмотрена внешняя электрическая блокировка;

        схема должна предусматривать не только дистанционное включение и отключение, но и автоматическое отключение от реле защиты, а если нужно, то и автоматическое включение от реле автоматики;

       при защите цепей управления предохранителями они должны снабжаться в цепи отключения сигнализацией об их исправности. При защите установочными автоматическими выключателями они должны иметь необходимые блок-контакты для блокировок и сигнализации. Выключатели также имеют местное управление.

     Для управления высоковольтными выключателями ранее применялись ключи управления типа КСВФ. В настоящее время применяют ключи в двух исполнениях: ПМО (переключатель малогабаритный общего применения) и МК (малогабаритный ключ) с пониженной коммутационной способностью.

     Разновидностью   ключей   ПМО   являются   ключ   ПМОФ   на   несколько фиксированных положений и ключ ПМОВФ на два положения с возвратом и четыре фиксированных положения.    Положение   контактов   при   различных   положениях   рукоятки ключа определяют диаграммой ключа. 
 

     5. Требования и средства автоматизации. Автоматическое включение резерва. 

       Основная задача автоматизации в электроснабжении — обеспечение бесперебойной работы промышленного предприятия, что особенно важно для предприятий, где остановка производственных механизмов может повлечь за собой повреждения оборудования или брак продукции, а также для предприятий с автоматизированным поточным производством, останова которого может вызвать значительную недовыработку продукции.

         Современные промышленные предприятия потребляют  значительные мощности, измеряемые десятками, а иногда и сотнями тысяч киловатт, поэтому их отключение может значительно влиять на работу энергосистемы и даже создавать аварийные режимы.

        Автоматизация позволяет перевести большинство подстанций на работу без постоянного дежурства персонала, что уменьшает эксплуатационные расходы и способствует сокращению числа аварий по вине персонала.

        Автоматизация в системах электроснабжения промышленных предприятий обеспечивается устройствами сетевой автоматики, самозапуском электродвигателей и диспетчерским управлением. К устройствам сетевой автоматики относятся устройства автоматического повторного включения (АПВ), устройства автоматического включения резервного питания и оборудования (АВР), устройства автоматической разгрузки  по частоте и по току (АЧР и APT).

           Основные требования, предъявляемые к устройствам автоматизации, — простота и надежность. Выполнение этих требований обеспечивается за счет широкого применения в системе электроснабжения промышленных предприятий разомкнутых радиальных электрических сетей, в которых устройства сетевой автоматики значительно повышают надежность и обеспечивают бесперебойность работы отдельных элементов системы электроснабжения. Средства автоматизации и средства управления размещают на щитах управления  (ЩУ) и диспетчерских пунктах.                                          

        Щиты управления располагают в общем (вместе с другим оборудованием) или специально отведенном помещении. На теплоэлектроцентралях, районных электростанциях и крупных подстанциях сооружают главный щит управления (ГЩУ). На ГЩУ размещают аппаратуру дистанционного управления и сигнализации, приборы измерения, аппаратуру релейной защиты и автоматики, щит постоянного тока и средства связи. Помещение для ГЩУ на ТЭЦ и подстанциях находится в здании главного распределительного устройства, примыкающем к территории открытой подстанции. 

     Автоматическое  включение резерва.(АВР)

        Бесперебойность электроснабжения может быть обеспечена, если потребитель подключен к источнику питания двумя линиями или двумя трансформаторами. При этом возможны два случая:

       1) источники работают раздельно — каждый на часть нагрузки потребителя, например на отдельную секцию шин подстанции;

      2) потребитель нормально питается от рабочего источника, а другой источник находится в резерве.

        В первом случае нарушение электроснабжения на части потребителей восстанавливается действием АВР, включающим разомкнутый секционный выключатель на шинах подстанции. Питание потребителя при этом переводится на одну линию или на один трансформатор.

        Во втором случае резервный источник питания включается только после отключения рабочего источника; оборудование используется в этом случае хуже.

        Автоматическое включение резерва должно предусматриваться для   всех   ответственных   потребителей,   поэтому   на   подстанциях, питающих   потребителей    1-й   категории,    АВР    является    обязательным.                      

         Пуск в действие АВР может осуществляться реле минимального напряжения, контролирующим напряжение на отдельных секциях шин, или совместным действием этого реле и реле понижения частоты, что обеспечивает действие АВР в пределах 0,2—1 с после прекращения питания. Время действия АВР должно уменьшаться в направлении от потребителей к источнику питания и согласовы-ваться с временем действия защит линий, отходящих от сборных шин резервируемой установки.

        Эффективное  действие   АВР   обеспечивается   при   достаточной ' мощности резервного источника питания или (при необходимости) автоматической разгрузкой по току. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     6. Перенапряжения и молниезащита. Защита подземных сооружений от электрокорозии блуждающими токами. 

        Перенапряжением называется повышение напряжения до значения, опасного для изоляции электроустановки, рассчитанной на рабочее напряжение.

         Перенапряжения в электрических установках можно подразделить на две группы: коммутационные (внутренние) и атмосферные (внешние).

        Коммутационные перенапряжения возникают в электроустановках при изменениях режима их работы, например при отключении короткого замыкания, включении или отключении нагрузки, внезапном значительном изменении нагрузки. При этом выделяется запасенная в установке энергия.

     Эта энергия определяет кратность перенапряжения, представляющую собой отношение величин амплитуд перенапряжения и номинального напряжения.

     Коммутационные  перенапряжения вызываются разрывом цепи переменного тока, содержащей индуктивности и емкости, например при отключении токов холостого хода трансформаторов, асинхронных двигателей, линий электропередачи и др.

     Одним   из   видов   коммутационных   перенапряжений   являются  дуговые   перенапряжения,   которые могут возникнуть в установках выше 1000 В, при однофазных замыканиях на землю; их значение превышает  в  4—4,5  раза   номинальное  напряжение.

        Атмосферные перенапряжения возникают вследствие воздействия на электроустановки грозовых разрядов. В отличие от коммутационных они не зависят от значения рабочего напряжения электроустановки. Атмосферные перенапряжения подразделяют на индуцированные   перенапряжения     и   перенапряжения   от   прямого удара молнии.

        Индуцированные перенапряжения образуются при грозовом разряде вблизи электроустановки и линии электропередачи за счет индуктивных влияний.

     В электроустановках, использующих тросы, амплитуда перенапряжения не превосходит 300—400 кВ. Поэтому они опасны для электроустановок с рабочим напряжением до 35 кВ и не опасны для установок 110 кВ и выше.

        Перенапряжения от прямого удара молнии наиболее опасны. Измерения показывают, что токи молнии изменяются от 10 до 250 кА, чаще всего их значение порядка 25 кА. Скорость изменения тока молнии (крутизна фронта волны тока) различна. Обычно для расчетов принимают 50 кА/мкс при амплитуде тока 200 кА.

     Для защиты электроустановок от атмосферных перенапряжений применяют молниеотводы, защитные тросы, разрядники и защитный промежутки.

     Наиболее  эффективной мерой защиты ВЛ по всей длине от прямого попадания в нее удара молнии является применение тросов. При этом малые сопротивления заземления опор должны обеспечивать хороший отвод токов молнии в землю и защиту линейной изоляции от вторичных перекрытий. Однако тросовая защита значительно удорожает сооружение ВЛ и поэтому предусматривается только для линий напряжением-110—220 кВ и выше, выполненых на металлических и железобетонных опорах. В районах со слабой грозовой деятельностью (при среднегодовой продолжительности гроз менее 20 ч) допускается сооружение линий на эти напряжения без троса.

        Линии напряжения 35 кВ с изолированной нейтралью, выполненные на металлических и железобетонных опорах, тросом не защищаются. Однако опоры этих линий, так же как и опоры лини 110—220 кВ, должны быть заземлены.

     Линии напряжением 20—110 кВ, выполненные на деревянных опорах, также не защищаются тросом. Опоры этих линий не заземляются, так как древесина опор значительно повышает импульсную прочность изоляции линии между проводами и в особенности между проводами и землей. Для уменьшения вероятности образована дуги при перекрытии изоляции от воздействия грозовых перенапряжений минимальные расстояния по древесине между фазами должны быть выбраны в соответствии с указаниями ПУЭ. 

     Защита  подземных сооружений от электрокоррозии  блуждающими токами.

        Основной причиной электрокоррозии металлических сооружений, соприкасающихся с почвой (трубопроводов, кабелей с металлической  оболочкой  и  др.),  являются  блуждающие  токи.

        Блуждающие токи — это токи в земле, ответвляющиеся от рельсов электрифицированных железных дорог, трамваев, метро и других видов электротранспорта, работающих на постоянном токе, и использующих в качестве обратного провода рельсы. Блуждающие токи возникают также и в других электрических установках постоянного тока, использующих в качестве обратного провода землю (телеграф, установки постоянного тока для питания усилительных пунктов кабельных линий связи).

        Блуждающие токи, встречая на своем пути металлические сооружения (кабели, газовые, водопроводные, тепловые и другие трубопроводы), проходят по ним и возвращаются по земле к источнику постоянного тока. Одна часть металлического подземного сооружения, из которого постоянный электрический ток выходит в землю по направлению к рельсам, является анодом, а другая часть сооружения, в которую входит блуждающий ток, — катодом. При прохождении тока во влажной земле происходит электролиз и на проводнике, являющемся анодом, выделяется кислород, который окисляет и разъедает металл (электролитическая коррозия). При   питании   электроэнергией   трамвая   и   электрифицированных

     железных  дорог обычно положительный полюс  источника постоянного тока присоединяется к контактному проводу, а отрицательный полюс к рельсам.

        Участок подземного металлического сооружения, в который входят блуждающие токи, называется катодной зоной. В катодной зоне потенциал металлического сооружения относительно земли отрицателен и сооружение не подвергается электрокоррозии. Участок того же металлического сооружения, в пределах которого блуждающие токи выходят в землю, называется анодной зоной.