16. Основные классические выражения взаимосвязи параметров режима и параметров схемы замещения.

Параметры режима: напряжение U, ток I, мощность S – активная P, реактивная Q.

Параметры схемы замещения полное сопротивление Z(z) – активное R(r), реактивное X(x); полная проводимость Y(y) – активная G(g), реактивная B(b).

Закон Ома: ток в электрической цепи равен отношению ЭДС источника этой цепи к сумме в сопротивления внешних элементов и внутреннего сопротивления источника ЭДС.

где: I – сила тока в цепи;

ε – ЭДС источника напряжения;

R – сопротивление всех внешних элементов цепи;

r – внутреннее сопротивление источника напряжения;

Закон Ома для участка цепи:сила тока на участке цепи равна отношению напряжения на этом участке к сопротивлению этого участка.

где: I – сила тока на участке цепи;

U – напряжение на участке цепи;

R – сопротивление на участке цепи;

Первый закон Кирхгофа:алгебраическая сумма токов в узле равна нулю.

Второй закон Кирхгофа:алгебраическая сумма падений напряжений замкнутого контура равна алгебраической сумме ЭДС этого контура.

Закон Джоуля-Ленца:количество теплоты, выделяемое в единицу времени в рассматриваемом участке цепи, пропорционально произведению квадрата силы тока на этом участке и сопротивления участка

где: Q – количество теплоты;

I – сила тока на участке цепи;

R – сопротивление участка цепи;

t – время;

19. Технические средства изменения (улучшения) и регулирования (управления) напряжения.

Эффективность функционирования электрифицированных технологических процессов в большой степени зависит от качества электрической энергии, доводимой до них, и основную роль при этом играет такой показатель качества, как отклонение напряжения.

При огромной разветвленности распределительных сетей системы электроснабжения, различной электрической удаленности электроприёмников от источников энергии и изменяющейся во времени загрузки ее элементов величина напряжения на зажимах электроприемников различна и также изменяется во времени. Эти факторы приводя к необходимости поддерживать напряжения на зажимах электроприемников хотя бы в пределах, регламентированных ГОСТ 13109-97. В связи с этим в узлах электрических сетей систем электроснабжения устанавливаются технические средства, обеспечивающие регулирование напряжения.

Для регулирования напряжения в системах электроснабжения используются различные технические средства.

1. Устройство для изменения коэффициентов трансформации силовых трансформаторов. Выполняется в виде регулятора под нагрузкой (РПН) на трансформаторов ГПП либо в виде переключения без возбуждения (ПБВ) на трансформаторах ТП 10/0,4 кВ. Коэффициент трансформации К_Т определяется отношением числа витков первичной W₁ и вторичной W₂ обмоток

Отсюда напряжение вторичной обмотки будет определяться подводимым напряжением первичной обмотки и изменяющимся коэффициентом трансформации по выражению:

Отпайки для изменения коэффициента трансформации выполняются на обмотке высшего напряжения для облегчения переключающей контактной системы и снижения ее стоимости. Количество отпаек для изменения коэффициента трансформации и шаг его изменения устанавливает завод-изготовитель. Для трансформаторов 10/0,4 кВ – это пять ступеней по 2,5%, которые добавляют напряжение (по отношению к номинальному напряжению 0,38 кВ) в виде: 0%, 2,5%, 5%, 7,5%, 10%. Устройство РПН может быть использовано для регулирование напряжения в реальном времени, а устройство ПБВ – при переходе от одного характерного режима работы к другому, т.е. при переходе от сезона к сезону.

2. Установки для компенсации реактивной мощности. Приводят к изменению потоков реактивной мощности в электрической сети системы электроснабжения и, соответственно, к изменению потерь напряжения на ее элементах и, как следствие, к изменению режима напряжения в узлах электрической сети, рассчитываемого по выражению:

где U₂ – искомое напряжение узла нагрузки; U₁ – напряжение предыдущего узла; ΔU – потеря напряжения на сопротивлениях элемента электрической сети; U_ном – номинальное напряжение сети; Q_КУ – мощность компенсирующего устройства, установленного в узле нагрузки.

3. Установка продольной компенсации. Представляет собой конденсатор, включенный последовательно с элементами электрической сети и, поскольку продольная реактивность элементов (линий электропередачи, трансформаторов) имеет индуктивный характер, включенный конденсатор уменьшает суммарную реактивность сети. При этом снизится потеря напряжения в электрической сети и в узле нагрузки увеличится напряжения, которое может быть рассчитано по выражению:

где X_С – емкостное сопротивление конденсатора.

В системах электроснабжения распространены первые два технических средства для регулирования напряжения (устройства для изменения коэффициентов трансформации силовых трансформаторов и установки для компенсации реактивной мощности). [3], глава 10.4, стр. 330-332

30. Причины возникновения и виды коротких замыканий. Назначение расчётов КЗ. Соотношения величин токов различных видов коротких замыканий. Ударный ток и влияющие факторы.

Коротки замыканием называется всякое не предусмотренное нормальными условиями работы замыкание между фазами, а в системах с заземленными нейтралями – также замыкание одной или нескольких фаз на землю. В системах с незаземленными нейтралями или с нейтралями, заземленными через специальные компенсирующие устройства, замыкание одной фаз на землю называют простым замыканием. Обычно в месте замыкания образуется некоторое переходное сопротивление, состоящее из сопротивления дуги и сопротивлений прочих элементов пути тока от одной фазы к другой или от фазы на землю. В ряде случаев переходные сопротивления могут быть столь малы, что практически ими можно пренебречь. Такие замыкания называются металлическими.

Основные виды КЗ:

1. трехфазное;

2. двухфазное;

3. однофазное;

4. двухфазное на землю, т.е. замыкание между двумя фазами с одновременным замыканием той же точки на землю.

Вид короткого замыкания	Буквенное обозначение на схемах места и вида КЗ	Относительная вероятность короткого замыкания %
Трехфазное	K(3)	5
Двухфазное	K(2)	10
Однофазное	K(1)	65
Двухфазное на землю	K(1,1)	20