Большая энциклопедия техники
Шрифт:
Эксплуатация кабельных линий электропередачи также должна проходить под строгим присмотром за качеством и внешним состоянием кабельной трассы, контролем над ее работой (нагрузки, термальный режим и т. д.), контролем и починкой подпитывающей, компрессорной, насосной и другой аппаратуры, работа которой необходима для функционирования кабельных линий электропередачи. Контроль за маслонаполненной системой кабельных линий электропередачи включает в себя также периодическую проверку термального режима, давления, качества и количества масла и многое другое, а также за эксплуатационными показателями стопорных муфт и маслоподпитывающей аппаратурой. Систематически должны проводиться профилактические испытания изоляции кабелей под повышенным напряжением. Профилактические испытания и проверки дают возможность быстро найти и отремонтировать какие-либо повреждения и неисправности кабельной системы
По определенным значениям наибольшей передаваемой мощности и количеству часов применения максимума за определенный срок, которые находятся по электрическим расчетам и в соответствии с технико-экономическими вариантами перспективы развития системы электропередачи на ближайшие несколько лет, происходит выбор напряжения, количества цепей, размера сечения линий электропередачи. Показатель экономичности мощных линий электропередачи – это стоимость передачи 1 кВт/ч электрической энергии, которую находят по расчетам, основанным на ежегодных расходах, которые составляются из финансирования амортизации линий электропередачи, стоимости обслуживания и ремонта этих линий, а также из стоимости потерянной электрической энергии.
Для увеличения пропускных качеств линий электропередачи на дальние расстояния используются статические конденсаторы, которые включаются в каждую цепь данной линии электропередачи дальнего расстояния между переключаемыми объектами или на самих объектах между их шинами. В последнем случае получается продольная компенсация. Продольная компенсация значительно снижает проблемы, связанные с большим расстоянием передачи электроэнергии. Также пропускные качества можно увеличить, включив в линии электропередачи специальные шунтирующие реакторы. Особенностью использования линий электропередачи на дальние расстояния можно считать малую разность напряжений в концах линии электропередачи при очень большом коэффициенте мощности. Но, несмотря на все эти облегчающие работу и увеличивающие дальность электропередачи, аппараты, дальность передачи электрической энергии имеет ограничения, что составляет значительную проблему при электрификации отдаленных объектов. Для решения этой проблемы М. О. Доливо-Добровольский в 1919 г. предложил развивать технику передачи электрической энергии постоянным током высокого напряжения. Система линий электропередачи постоянного тока высокого напряжения состоит из воздушной (кабельной) линии электропередачи постоянного тока, выпрямительной установки и инверторной установки. В этой системе выпрямительная установка преобразует переменный ток в постоянный на одном конце, а инверторная преобразует постоянный ток в переменный – на другом.
Линии электропередачи делятся на линии передачи высокого напряжения и линии передачи низкого напряжения.
1. Линии передачи высокого напряжения состоят из проводов, опорных пунктов, изоляции, кабелей, каналов, траверс, арматуры и другого оборудования, которое предназначается для передачи электрической энергии на дальние расстояния и под высоким напряжением. Под высоким напряжением предполагается напряжение более 250 В. Но линии чаще всего работают под напряжением более 500 В. Применяются линии передачи высокого напряжения в качестве линий электропередачи с напряжением в 35, 110, 220 и 400 кВ для передачи огромного количества электрической энергии на дальние расстояния, но находят свое применение и в распределительных станциях.
2. Линии передачи низкого напряжения составлены практически из тех же составляющих, но с учетом эксплуатации данных линий под низким, а не высоким напряжением. Низкое напряжение – это напряжение, значение которого составляет менее 250 В. Такие линии электропередачи представляют собой завершающее звено в распределении электрической энергии к потребителям, также такие линии применяются для связывания низковольтных источников тока с низковольтными сетями и токоприемниками. Линии передачи низкого напряжения применяются в цехах предприятий, в сельскохозяйственной электрификации, на электротранспорте, для соединения бытовых потребителей и т. д.
Линии передачи низкого напряжения имеют повышенную изоляцию. Они делятся на воздушные и кабельные. Первые используют воздух как изоляцию между проводами. Провода крепятся в такие места, которые соответствуют безопасности не только самой электроснабжающей линии, но и окружающих ее объектов.
Опоры линии передачи низкого напряжения – это деревянные столбы, которые обычно
Машина переменного тока
Машина переменного тока – это электронное устройство:
1) для получения переменного тока (напряжения);
2) преобразования электрической энергии переменного тока в механическую;
3) преобразования электрической энергии переменного тока в электрическую энергию другого напряжения или частоты.
К машинам переменного тока относятся асинхронные и синхронные двигатели, сельсины.
Основой конструкцией асинхронного двигателя является неподвижная часть, именуемая статором, и вращающаяся часть, называемая ротором, в статоре размещается обмотка, создающая магнитное поле. Имеется разновидность асинхронных двигателей с фазным ротором. Фазный ротор имеет трехфазную обмотку (для трехфазного двигателя). Концы фаз объединены в общую точку, а начала фаз выведены к трем контактным кольцам, которые размещаются на валу. На кольца крепятся неподвижные контактные щетки, к которым подключают пусковой реостат. При запуске двигателя сопротивление пускового реостата плавно уменьшают до нуля. Ротор вращается асинхронно, т. е. частота вращения его меньше частоты вращения поля статора.
В отличие от асинхронного двигателя в статоре синхронного электродвигателя размещается обмотка, подключаемая к сети трехфазного тока и образующая вращающееся магнитное поле, а ротор двигателя состоит из сердечника с обмоткой возбуждения.
Через контактные кольца обмотка возбуждения подключается к источнику постоянного тока. Ток, протекающий в обмотке возбуждения, создает магнитное поле, намагничивающее ротор. Частота вращения синхронного двигателя, в отличие от асинхронного двигателя, постоянна при различных нагрузках. Синхронные двигатели находят применение для привода машин постоянной скорости (насосы, компрессоры, вентиляторы).
Сельсины – это информационные электрические машины переменного тока. Они вырабатывают напряжения, амплитуды и фазы которых определяются угловым положением ротора. Сельсины предназначены для осуществления согласованного вращения или поворота механизмов без общего механического вала. Используются два режима работы сельсинов: индикаторный и трансформаторный. В индикаторном режиме происходит передача на расстояние угла поворота механической системы, в трансформаторном режиме передается сигнал, воздействующий на исполнительный механизм таким образом, чтобы заставить его отработать заданный поворот.
Машина постоянного тока
Машина постоянного тока – это электронное устройство:
1) для получения постоянного тока (напряжения);
2) преобразования механической энергии в электрическую энергию постоянного тока (напряжения);
3) преобразования электрической энергии переменного тока в электрическую энергию другого напряжения или частоты.
Электрическая машина постоянного тока состоит из неподвижной части, которая называется индуктором, и вращающейся части – якоря с барабанной обмоткой. Индуктор представляет собой станину 1 цилиндрической формы. Она изготавливается из ферромагнитного материала. На станине закрепляются полюсы с обмоткой возбуждения, которая создает основной магнитный поток. Магнитный поток можно создать постоянными магнитами. Их также укрепляют на станине. Якорь состоит из сердечника, обмотки, уложенной в пазы сердечника и коллектора. Для уменьшения потерь на вихревые токи сердечник якоря набирается из изолированных друг от друга листов электротехнической стали. На поверхности якоря располагаются проводники якорной обмотки. Контактные щетки размещены на линии геометрической нейтрали, проведенной посредине между полюсами. Для обеспечения контакта в электрических машинах постоянного тока используется специальное контактное устройство – коллектор, который устанавливается на одном валу с сердечником якоря и состоит из отдельных изолированных друг от друга и от вала якоря медных пластин. Каждая пластина соединяется с одним или несколькими проводниками якорной обмотки, а на коллектор накладываются неподвижные контактные щетки. С их помощью вращающаяся якорная обмотка соединяется с сетью постоянного тока или с нагрузкой.