Введение. Электрические станции и подстанции: конспект лекций / В. В

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ

СТАНЦИИ И ПОДСТАНЦИИ

Красноярск

УДК 621.311.2/.4(075.8)

Рецензенты:

Больнов В.В.

Электрические станции и подстанции: конспект лекций / В.В. Больнов, В.П. Возовик, А.А. Егонский. — Красноярск: ИПЦ СФУ, 2008. - с.

Изложены вопросы производства электроэнергии на электростанциях различных типов, рассмотрены электрофизические процессы в проводниках и аппаратах описаны конструкции электрооборудования: синхронных генераторов, трансформаторов, коммутационной аппаратуры, силовых трансформаторов и автотрансформаторов, измерительных трансформаторов тока и напряжения, воздушных и кабельных линий электропередач. Рассмотрены главные схемы электрических соединений станций и подстанций, схемы собственных нужд, оперативный ток, схемы управления коммутационными аппаратами, заземление.

Предназначено для студентов направления 140000 — «Энергетика, энергетическое машиностроение и электротехника» (спец. 140204.65, 140203.65, 140205.65, 140211.65) всех форм обучения.

Оглавление

Оглавление………………………………………………………………………3

Введение…………………………………………………………………………4

1. Раздел 1. Общие сведения об электроустановках. Лекции 1-2. Темы 1.1-1.4…………………………………………….……………………..………....5

1.1. Краткая историческая справка о развитии электроэнергетики…….....5

1.2. Условные обозначения, система заземления нейтралей. Стандартная шкала мощностей и напряжений………………………………….…….8

1.3. Основные типы станций: ТЭЦ, КЭС, ГЭС, АЭС, ГТУ, ПГУ. Возобновляемые источники энергии: ГеоЭС, ВЭС, ПЭС и др….……….....14

1.4. Графики нагрузок СЭС………………………………………………....19

2. Раздел 2. Электрофизические процессы в проводниках и аппаратах Лекции 2-4. Темы 2.1.-2.4……………………….………………….…..35

2.1.Основы теории электрической дуги и способы ее гашения………...35

2.2. Нагрев проводников токами нормального режима……….………….44

2.3. Действие токов на проводники и аппараты…………………………..46

2.4. Координация токов КЗ. ………………………………………………....52

3. Электрические аппараты и токоведушие части. Лекции 5-13. Темы 3.1-3.5…… 55

3.1. Шины, изоляторы и контактные соединения………………………...55

3.2. Электрические аппараты. Коммутационные аппараты до 1000 В….74

3.3.Электрические аппараты. Коммутационные аппараты выше 1000 В.91

3.4. Измерительные трансформаторы…………………………………....117

3.5. Устройство и выбор реакторов………………………………….…...130

4. Основное оборудование. Лекции 14-18. Темы 4.1,4.2…………….…….135

4.1Синхронные генераторы…………………………………………........135

4.2.Силовые трансформаторы…………………..............................……...156

5. Раздел 5. Электрические схемы РУ электростанций и подстанций. Лекции 19-23. Темы 5.1, 5.2.……………………………………….....157

5.1Схемы электрических станций и РУ…………………………………157

5.2Электрические схемы РУ электростанций и подстанций...………...229

6. Раздел 6. Вспомогательные устройства. Лекция 24-26. Темы 6.1-6.3.....250

6.1Заземляющие устройства и защита от перенапряжений...................250

6.2. Источники оперативного тока и схемы вторичной коммутации на электрических станциях………………………………….………………262

6.3. Схемы и аппаратура цепей управления коммутационными аппаратами………...………………………………………………………..….……..267

Заключение…………………………………………………………………...271

Библиографический список……………………….…………………………272

ВВЕДЕНИЕ

Топливно-энергетический комплекс страны охватывает получение, передачу, преобразование и использование различных видов энергии и энергетических ресурсов.

Электроэнергетика — ведущая составляющая часть энергетики, обеспечивающая электрификацию хозяйства страны на основе рационального производства и распределения электроэнергии.

У истоков электроэнергетики стояли учёные В. В. Петров, П. Н. Яблочков, А. Н. Лодыгин гг.), Н. Н. Бенардос, академики Б. С. Якоби и Э. X. Ленц, А. И. Полешко, В. Н. Чиколев, Д. А. Лачинов и многие другие.

На базе научных достижений созданы электротехническая промышленность и энергетическое машиностроение, которые производят практически все виды электротехнического и энергетического оборудования: котло- и турбоагрегаты, электродвигатели и генераторы, трансформаторы, электрические аппараты, средства автоматики, управления и защиты, оборудование для линий электропередач.

В настоящее время значительно расширилась номенклатура технических средств электроэнергетики, появились новые нормативные документы и рекомендации по расчетам, выбору оборудования, аппаратов, систем управления и электрических схем, что необходимо отражать в лекциях по дисциплине «Электрическая часть станций и подстанций».

В первом разделе конспекта лекций по курсу «Электрические станции и подстанции» приведены общие сведения об электроустановках: краткая историческая справка о развитии электроэнергетики России, показаны основные особенности производства электроэнергии и устройство электростанций различных типов, а также условные обозначения, графики нагрузок, показатели качества электроэнергии, классификация потребителей.

Во втором разделе рассмотрены электрофизические процессы в проводниках и аппаратах: электрическая дуга, тепловое действие тока, термическое и динамическое действие токов короткого замыкания (КЗ), координация токов КЗ.

В третьем разделе даны краткие сведения об электрических аппаратах до и выше 1000 В, о конструкциях контактов и токоведущих частей, изоляторах, измерительных трансформаторах.

Четвертый раздел посвящён основному оборудованию электростанций и подстанций — синхронным генераторам и силовым трансформаторам, в том числе: конструктивным особенностям, параметрам, системам охлаждения и возбуждения, гашению поля, режимам работы и включению генераторов на параллельную работу; системам охлаждения, техническим характеристикам, схемам и группам соединения трансформаторов, автотрансформаторам.

Пятый раздел — электрические схемы распределительных устройств и схемы собственных нужд электростанций и подстанций.

Шестой раздел — вспомогательные устройства: заземление, молниезащита, защита от перенапряжений, оперативный ток, схемы и аппаратура цепей управления коммутационными аппаратами.