Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах и улицах «Добрая дорога детства» 2
Скачать 2.85 Mb.
|
А.А.Герасименко, В.Т.Федин Передача и распределение электрической энергии. – Ростов-н/Д.: Феникс; Красноярск: Издательские проекты, 2006. – 720с.О КОММУТАЦИОННОМ РЕСУРСЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ ПРИ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЯХ Величко А.А. (КЭЛ-051) Научный руководитель − Рыбкина И.Ю. Камышинский технологический институт (филиал) ВолгГТУ Тел.:(84457)9-45-67; факс 9-43-62; E-mail: kti@kti.ru Коммутационный ресурс – это допустимое для каждого полюса выключателя число операций отключения и включения при токах КЗ I к и нагрузочных токах Iном без осмотра и ремонта дугогасительного устройства (замены контактной системы). В общем случае ресурс нормируется в технических условиях и эксплуатационной документации на выключатели. В таблице 1 приведён коммутационный ресурс (максимальные значения) некоторых отечественных и зарубежных выключателей 110 - 750 кВ с I откл – 40 кА. Как видно из данных табл. 1, при отключении токов КЗ у современных элегазовых выключателей значения nоткл заметно превышают аналогичные показатели для воздушных и масляных выключателей. Таблица1 – Коммутационный ресурс выключателей
Заводы-изготовители дают зависимость nоткл=f(Iоткл) в графическом виде:  Рис. 1. График зависимости допустимого числа отключений выключателя от тока отключения Вопрос о фактическом коммутационном ресурсе выключателей с учётом режимов работы энергосистем имеет принципиальное значение при выборе стратегии формирования главных схем электростанций и подстанций, а также организации ремонтно-эксплуатационного обслуживания коммутационного оборудования. Известно, что чаще всего выключатели отключают КЗ в цепях воздушных линий (ВЛ). Для сетей характерны высокая плотность генерации и нагрузки и, как следствие, незначительные межузловые расстояния в сетях 110-220кВ.
Значения токов КЗ сравнительно невелики. Максимальные токи КЗ не превосходят 20-25 кА, а их средние значения варьируются в диапазоне 3,1-4,4 кА, или (0,11-0,15) Iотк.ном. выключателей. В качестве дополнительных параметров при анализе коммутационного ресурса выключателей интерес представляют распределения их номинальных токов отключения (рис. 2, где nвыкл – число выключателей в процентах), а также длин ВЛ (рис. 3, где nвл – число ВЛ в процентах). Как видно из рис.2, около половины установленных выключателей имеет номинальный ток отключения до 31,5 кА; лишь незначительное число выключателей с Iотк.ном > 40 кА. Длины линий находятся в широком диапазоне. Их средние значения приведены в табл. 2. Таблица 2 - Интегральные параметры сетей 110-500 кВ
Отдельно в табл. 2 выделены параметры устранимых и неустранимых КЗ на ВЛ. Неустранимое КЗ не ликвидируется действием автоматического повторного включения (АПВ), в то время как устранимое КЗ ликвидируется. Как видно из данных табл. 2, при напряжении 110кВ число неустранимых КЗ на ВЛ примерно в 5 раз меньше устранимых. При напряжении 500 кВ частоты возникновения устранимых и неустранимых КЗ сближаются. При анализе коммутационного ресурса выключателя необходимо учитывать его интенсивное срабатывание при неустранимых КЗ. Преимущественно на ВЛ использовалось однократное АПВ. Тогда одно неустранимое КЗ эквивалентно примерно трем устранимым: отключение КЗ – включение на КЗ – отключение КЗ. Поэтому для средних условий, например для линии 110 кВ, по данным табл. 2 суммарное годовое значение nоткл = 1, или 45-72 отключения токов КЗ за весь срок службы выключателя 25-40 лет. Исходя из среднего значения тока КЗ на линиях 110 кВ (табл. 2), равного 3,8 кА, и зависимости nоткл=f(Iоткл) на рис. 1, получаем, что в данном частном случае допустимое число отключений для выключателя может быть на порядок выше, т.е. имеется возможность компенсации отклонения параметров от их средних значений. Из-за незначительных межузловых расстояний на отдельно взятой линии 110 кВ короткое замыкание происходит примерно раз в 3 года, а на линии 220 кВ – раз в 2,5 года. Кроме того, на линии выдачи мощности используется АПВ с контролем наличия напряжения или синхронизма, т.е. неуспешное АПВ практически исключено. Поэтому, несмотря на более высокие значения токов КЗ будет существовать ещё более весомый запас коммутационного ресурса выключателей. Дополнительным аргументом в рассматриваемом вопросе является известный факт, что в сетях 110 кВ и выше однофазные КЗ возникают значительно чаще (в 40 раз и более), чем трёхфазные. Поэтому можно ожидать ещё менее интенсивного и более равномерного исчерпания коммутационного ресурса для отдельных полюсов выключателей. Таким образом, приведённые данные по фактическим отключаемым токам КЗ позволяют сделать вывод, что при использовании современных элегазовых выключателей у большинства из них коммутационный ресурс за весь срок службы не будет исчерпан. При этом не потребуются капитальные ремонты аппаратов со вскрытием дугогасительных камер. Параметр потока отказов рассматриваемых коммутационных аппаратов оценивается тысячными или сотыми долями единицы в год. И это также не может существенно влиять на частоту их ремонтного обслуживания. Выводы:
Список литературы 1. «Электрические станции» №10, 2008 г., с.59 АНАЛИЗ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ И СПОСОБОВ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ В СЕТЯХ Дейнега Н.В. (КЭЛ-051) Научный руководитель – Сошинов А.Г. Камышинский технологический институт (филиал) ВолгГТУ Тел.:(84457)9-45-67; факс 9-43-62; E-mail: kti@kti.ru Качество электроэнергии (КЭ) есть совокупность параметров, описывающих особенности процесса передачи электроэнергии для ее использования в нормальных условиях эксплуатации, определяющих непрерывность электроснабжения (длительные и краткие перерывы электроснабжения) и характеризующих напряжение питания (значение, несимметрию, частоту, форму волны). В настоящее время отсутствует необходимость доказывать значимость проблемы качества электроэнергии. Так же, как и проблема энергоресурсосбережения и обновления основных фондов, она относится к числу важнейших проблем современной электроэнергетики. В контексте современных методов и средств обеспечения КЭ электроэнергию следует рассматривать, с одной стороны, как товар, с другой – как физическое понятие. Электроэнергия как товар должна соответствовать определенному качеству, требованиям рынка и отличаться от других видов электроэнергии особыми потребительскими свойствами: совпадением во времени процессов производства, транспортировки и потребления; зависимостью характеристик качества электроэнергии от процессов её потребления; невозможностью хранения и возврата некачественной электроэнергии. Электроэнергия как физическое понятие – это способность электромагнитного поля совершать работу под действием приложенного напряжения в технологическом процессе её производства, передачи, распределения и потребления. Основные вопросы, составляющие содержание проблемы качества электроэнергии, – это: 1. влияние низкочастотных электромагнитных помех (ЭМП) на электроустановки и оценка возникающего при этом экономического ущерба; 2. оценка уровней электромагнитных помех, генерируемых различными нагрузками, и прогнозирование их значений в различных узлах системы электроснабжения; 3. минимизация уровней этих помех до значений, допустимых стандартами. Ухудшение КЭ, или, другими словами, повышение уровня электромагнитных помех в системе электроснабжения, обусловлено технологическим процессом производства, передачи, распределения и потребления электроэнергии, т.е. процессом её функционирования. Электроэнергия является универсальным видом энергии, т.к. её можно преобразовать в любой другой вид энергии, пригодный для потребления. Данный процесс преобразования электроэнергии всегда сопровождается технологическими потерями. К ним же можно отнести и снижение качества электроэнергии. Поэтому нет необходимости в идеальном обеспечении КЭ. Следует только свести электромагнитные помехи к некоторому минимуму, при котором их влияние на электрооборудование не нарушает его нормального функционирования. Как фактор повышения качества электроэнергии можно рассматривать компенсацию реактивной мощности (РМ). В настоящее время, темпы роста производства и развития инфраструктуры городов, способствующие резкому увеличению энергопотребления, привели к значительным технологическим проблемам: 1. к возрастанию потоков РМ в ЛЭП всех классов напряжения, в том числе в электрических сетях потребителей; 2. к возникновению дефицита РМ в узлах нагрузки и, как следствие, к снижению напряжения на шинах нагрузок и подстанций и снижению запаса статической устойчивости нагрузки по напряжению; 3. к увеличению до предельно допустимых значений загрузки ЛЭП и подстанций токами полной нагрузки и ограничению их пропускной способности по активной мощности из-за необоснованной загрузки реактивной мощностью; 4. к существенному росту потерь активной мощности в электрических сетях и системах электроснабжения потребителей и значительному ухудшению технико-экономических показателей работы. Реактивная мощность и энергия ухудшают показатели работы энергосистемы, а именно: реактивный ток дополнительно нагружает линии электропередачи, что приводит к увеличению сечений проводов и кабелей и соответственно к увеличению капитальных затрат на внешние и внутриплощадочные сети; увеличиваются потери в подводящих сетях и приемниках; увеличивается падение напряжения в сетях. Но при этом без реактивной мощности процесс получения полезной работы был бы невозможен. Кроме того, реактивная мощность наряду с активной мощностью учитывается поставщиком электроэнергии, а, следовательно, подлежит оплате по действующим тарифам, поэтому составляет значительную часть счета за электроэнергию. Наиболее действенным и эффективным способом снижения потребляемой из сети реактивной мощности является применение установок компенсации реактивной мощности. Компенсировать реактивную мощность возможно синхронными компенсаторами, синхронными двигателями, косинусными конденсаторами (конденсаторными установками). Использование компенсирующих устройств (КУ) позволяет: 1. разгрузить питающие линии электропередачи, трансформаторы и распределительные устройства; 2. снизить расходы на оплату электроэнергии; 3. при использовании определенного типа установок снизить уровень высших гармоник; 4. подавить сетевые помехи, снизить несимметрию фаз; 5. сделать распределительные сети более надежными и экономичными. Высокий уровень технических характеристик современных КУ при существующем соотношении цен на электроэнергию и компенсирующие устройства ставит их внедрение в разряд инвестиционно привлекательных проектов. Наиболее распространенным средством компенсации реактивной мощности (КРМ) в промышленных электросетях является применение конденсаторных установок, которое не только дает возможность повысить коэффициент мощности до требуемой величины и уменьшить потери электроэнергии в элементах сети электроснабжения, но и является наряду с другими мероприятиями, средством регулирования напряжения в различных точках сети (следовательно, и повышения качества электроэнергии). Для покрытия реактивной мощности косинусными конденсаторами в сетях промышленных предприятий получили распространение следующие схемы (способы) компенсации: 1. централизованная (общая) - на вводе цеха или предприятия; 2. групповая - на линии питания группы однотипных потребителей; 3. индивидуальная - в непосредственной близости к потребителю. Максимальная экономия денежных средств за счет сокращения потерь активной энергии достигается при индивидуальной компенсации. Благодаря возможности применять при индивидуальной компенсации недорогие нерегулируемые конденсаторные установки такое решение оказывается в данном случае наиболее эффективным и окупается в наименьшие сроки. С другой стороны, групповая компенсация имеет немногим больший срок окупаемости, а благодаря применению установок с автоматическим регулированием реактивной мощности не требует ежедневного обслуживания (ручного включения и отключения). Определение выгоднейших решений выбора способа КРМ производится на основании технико-экономических расчетов, тщательных исследований производственных условий, факторов конструктивного характера и т.д. Рациональная компенсация реактивной мощности в промышленных электросетях включает в себя обширный комплекс вопросов: 1. расчет и выбор компенсирующих устройств; 2. оптимальное распределение компенсирующих устройств в сетях предприятий; 3. автоматическое регулирование режимов работы компенсирующих устройств. В настоящее время разрабатываются методы компьютерного анализа параметров компенсирующих устройств и применения микропроцессорных регуляторов, которые выпускаются на определенное количество ступеней регулирования и оснащены интерфейсом для установки параметров сети с компьютера Итак, в большинстве случаев, проблемы, связанные с качеством электроснабжения обнаруживаются уже в момент возникновения характерных признаков нестабильной работы электротехнического и технологического оборудования. И как показывает практика, в большинстве случаев, можно обеспечить требуемый режим эксплуатации электросети как посредством устранения аварийных режимов, так и в результате общего повышения качества электроэнергии путем применения нового технологического оборудования (как правило, импортного и требующего строгого соблюдения параметров качества электроэнергии) в электрических сетях, имеющих большой физический износ. Список литературы 1. Жежеленко И.В., Саенко Ю.Л. Качество электроэнергии на промышленных предприятиях. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатом издат, 2005. – 261 с. 2. Управление качеством электроэнергии / И.И. Карташев, В.Н. Тульский, Р.Г. Шамонов и др.; под ред. Ю.В. Шарова. – М.: Издательский дом МЭИ, 2006. – 320с. 3. Артюхов И.И. Компенсация реактивной мощности в электрических сетях до 1000 В: учеб. пособие / И.И. Артюхов, А.В. Коротков, С.Ф. Степанов. Саратов: Сарат гос. техн. ун-т, 2007, 64 с. 4. Электронный электротехнический журнал “Я электрик!” Выпуск № 1 (06.2006) с. 33-35 и № 7 (10.2007) с. 20, 30-39 Анализ перспективных электрофизических методов обеззараживания сточных вод Карпизенков А.В. (КЭЛ-062) Научный руководитель – Ахмедова О.О. Камышинский технологический институт(филиал) ВолгГТУ, Тел. (84457) 9-54-29, факс: (84457) 9-43-62, E-mail: epp@kti.ru Известно, что более чем 1 миллиард людей - приблизительно пятая часть всемирного населения - испытывает недостаток доступа к безопасной питьевой воде. Смертельные случаи употребления грязной воды уносят более чем 5 миллионов людей за каждый год, поэтому создание установок для очистки воды является актуальным в настоящее время. Поэтому целью изобретения является создание устройства с повышенной бактерицидной эффективностью. Наиболее продуктивные способы очистки воды, используемые в установке – УФ и СВЧ-облучение, озонная обработка и обработка ультразвуком. Эффективность бактерицидного действия УФ и СВЧ-облучения, озонной и ультразвуковой обработки будет существенно повышена, если все эти метод будут применены в установке в определенной последовательности (с чередованием) и по определенной пространственно-временной программе. Озонирование воды основано на свойстве озона разлагаться в воде с образованием атомарного кислорода, разрушающего ферментные системы микробных клеток и окисляющего некоторые соединения, которые придают воде неприятный запах (например, гуминовые основания). Благодаря высокому окислительному потенциалу, озон активно вступает во взаимодействие с органическими и неорганическими веществами и бактериальными клетками. Количество озона, необходимое для обеззараживания воды, зависит от степени загрязнения воды и составляет 1–6 мг/л при контакте в 8–15 мин; а количество остаточного озона должно составлять не более 0,3–0,5 мг/л, т. к. более высокая доза придает воде специфический запах. С гигиенической точки зрения озонирование – один из лучших способов обеззараживания питьевой воды. При высокой степени обеззараживания воды озонирование обеспечивает ее наилучшие показатели и отсутствие высокотоксичных и канцерогенных продуктов в очищенной воде. Данный способ имеет следующие преимущества:
Проанализировав биоразлагаемость при озонировании и УФ-облучении с течением времени, можно утверждать, что наиболее эффективно использование озонирования и УФ-облучения в комплексе. Следующий способ обеззараживания воды, который будет использоваться в установке - обеззараживание ультрафиолетовыми лучами. Бактерицидное воздействие солнечного света известно давно, причем в обеззараживании воды либо воздуха основной вклад вносит ультрафиолетовая часть спектра, т.е. лучи с длиной волны 260 нм. Для установки будет использоваться УФ-лампа с длиной волны 254 нм, при которой достигается весьма высокий показатель снижения численности бактерий. К тому же выходная мощность этой лампы, весьма не велика и будет составлять порядка 1 Вт/см. УФ-облучение позволяет снизить содержание бактерий на несколько порядков, что говорит о весьма хороших показателях данного способа очистки. К преимуществам ультрафиолетового обеззараживания относят: сокращение времени технологических процессов, компактность, неизменность вкусовых качеств и химических свойств воды, простота технологического оборудования, повышение экологической чистоты процесса, а также существенное удешевление процесса. Недостаток метода: полное отсутствие последействия 3 способ обеззараживание воды ультразвуком, основан на его способности вызывать кавитацию – образование пустот, создающих большую разность давления, что ведет к разрыву клеточной оболочки и гибели бактериальной клетки. Из зависимости времени растворения от интенсивности ультразвука следует, что динамика роста скорости растворения образцов замедляется. В диапазоне интенсивностей выше 10 Вт/см2 скорость растворения практически стабилизируется, что связано с наступлением в обрабатываемой среде режима развитой кавитации. Для установки выбирается интенсивность ультразвука 5 Вт/см2 с временем растворения 150 с. При такой интенсивности значение частоты составит 21,5 кГц, при этом КПД аппарата ультразвука будет весьма велик, что видно из слайда. Четвертый способ обеззараживание воды, используемый в установке – это СВЧ – нагрев. Принцип действия основан на быстром перепаде температуры в жидкости, в случае чего происходит гибель значительной части бактерий. Преимущества СВЧ-нагрева:
При использовании методов озонирования и УФ-обработки образуются различного рада трансформации, которые в конечном итоге будут полностью ликвидированы ультразвуком. Говоря об эффективности очистки, можно утверждать, что данные методы друг друга дополняют, т. е. те вирусы и бактерии, которые не были уничтожены одним способом, будут ликвидированы другим. Что говорит о высокой эффективности данной установки. Технический результат, который может быть получен при осуществлении предлагаемого изобретения, состоит в следующем: Во-первых, достигается высокая степень очистки воды благодаря комплексному применению реагентных и безреагентных методов обеззараживания воды. Во-вторых, обеспечивается возможность бактерицидного воздействия совокупно УФ- и СВЧ-излучений на проточные жидкости. В-третьих, достигается экономичность электроэнергии за счет комплексного воздействия. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
