Електропостачання підприємств зв’язку
Електроживлення підприємств зв'язку від зовнішніх джерел електроенергії або від власних електростанцій здійснюється, як правило, трифазним змінним струмом напруги 380/220 В. Трифазний струм напруги 220/127 застосовується тільки в окремих, спеціально обумовлених випадках.
Апаратура провідного зв'язку споживає електричну енергію переважно у вигляді постійного струму різних напруг. Залежно та умовами електропостачання підприємства зв'язку, потужності, споживаної апаратурою, і навіть від ступеня розосередженості навантажень у кожному з номіналів напруг можуть застосовуватися різні принципи побудови ЕПУ.
Найбільш широко на підприємствах провідного зв'язку застосовують такі принципи побудови ЕПУ: багатобатарейний, однобатарейний, безбатарейний.
При багатобатарейному принципі побудови ЕПУ кожного з напруг постійного струму виділяється окрема выпрямительно-акумуляторна установка (крім лінійних телеграфних ланцюгів), тобто. у разі застосовується централізована система електроживлення апаратури.
Безбатарейний принцип побудови. Випрямні пристрої підключаються до двох незалежних зовнішніх джерел електропостачання за двопроменевою схемою. Одночасне відключення зовнішніх джерел електропостачання не допускається як в нормальних, так і в аварійних умовах.
При однобатарейному принципі побудови ЕПУ для підприємства зв'язку обладнується акумуляторна установка (опорна) тільки одну напругу. У цьому випадку енергія між окремими групами споживачів розподіляється за змінним струмом.3. Трансформаторні підстанції, автоматизовані дизельні станції. (Стор. 1)
Трансформаторна Підстанція (ТП) - це електрична підстанція, призначена для підвищення або зниження напруги в мережі змінного струму та для розподілу електроенергії.Підвищувальні ТП(споруджуються зазвичай при електростанціях) перетворюють напругу, що виробляється генераторами в більш високу напругу, необхідну для передачі електроенергії лініями електропередач (ЛЕП).Знижувальні ТПперетворять первинну напругу електричної мережі в нижчу вторинне. Залежно від призначення та від величини первинної та вторинної напруги низькі ТП поділяються на районні, головні низькі та місцеві (цехові). Районні ТП приймають електроенергію безпосередньо від високовольтних ЛЕП і передають її на головні знижувальні ТП, а ті (зменшивши напругу до 6, 10 або 35 кВ) – на місцеві та цехові підстанції, на яких здійснюється останній ступінь трансформації (зі зниженням напруги до 690, 400) або 230 В) та розподілення електроенергії між споживачами.
До складу ТП входять силові трансформатори (зазвичай 1 або 2), розподільні пристрої, пристрої автоматичного керування та захисту, а також допоміжні споруди. На низці потужних знижувальних ТП (на 220-330-500-750 кВ) застосовують автотрансформатори, що знижує втрати електроенергії (на 30-35%), витрати міді (на 15-25%) та сталі (на 50-60%).
Розташування ТП визначається її призначенням та характером навантаження, як правило, встановлюється у центрі території, на якій знаходяться споживачі.
Дизельна електростанція - енергетична установка, обладнана одним або декількома генераторами електричного струму, які наводяться в обертання дизельними двигунами. Розрізняють стаціонарні та пересувні ДЕС. настаціонарних ДЕС встановлюють чотиритактні (рідше двотактні) дизелі потужністю 110, 220,330,440, 735 кВт. Стаціонарні ДЕС середньої потужності вбираються у 750 кВт, великі ДЕС споруджуються потужністю до 2200 кВт і більше. Переваги ДЕС: висока економічність, стійка робота, легкий та швидкий запуск. Недолік: порівняно маленький моторесурс, тобто. термін роботи агрегату до капітального ремонту. ДЕС призначені для місць, віддалених від ліній електропередач, також у районах, де джерела водопостачання обмежені та спорудження паросилової або гідросилової установки неможливе.4. Хімічні джерела струму, акумулятори та гальванічні елементи. Спільна робота акумулятора із дизельною електростанцією. (Стор. 1)
Хімічні джерела струму — пристрої, у яких енергія хімічних реакцій, що протікають у них, безпосередньо перетворюється на електричну енергію. Перше хімічне джерело струму було винайдено італійським ученим Алессандро Вольта у 1800 році. Це бувелемент Вольта- посудина з солоною водою з опущеними в нього цинковою і мідною пластинками, з'єднаних дротом.
По можливості або неможливості повторного використання хімічні джерела струму поділяються на:
1.Гальванічні елементи (первинні ХІТ), які через незворотність реакцій, що протікають в них, неможливо перезарядити;
2.Електричні акумулятори (вторинні ХІТ) - гальванічні елементи, що перезаряджаються, які за допомогою зовнішнього джерела струму (зарядного пристрою) можна перезарядити;
3.Паливні елементи (електрохімічні генератори) — пристрої, подібні до гальванічного елементу, але відмінне від нього тим, що речовини для електрохімічної реакції подаються в нього ззовні, а продукти реакцій видаляються з нього, щодозволяє йому функціонувати безперервно.
Основу хімічних джерел струму становлять два електроди (катод, що містить окислювач і анод, що містить відновник), що контактують з електролітом. Між електродами встановлюється різниця потенціалів - електрорушійна сила, що відповідає вільній енергії окислювально-відновної реакції. Дія хімічних джерел струму заснована на протіканні при замкнутому зовнішньому ланцюгу просторово розділених процесів: на катоді відновник окислюється, вільні електрони, що утворюються, переходять, створюючи розрядний струм, по зовнішньому ланцюгу до анода, де вони беруть участь у реакції відновлення окислювача
5. Паливний елемент - це електрохімічний генератор, пристрій, що забезпечує пряме перетворення хімічної енергії в електричну. Хоча те саме відбувається в електричних акумуляторах, паливні елементи мають дві важливі відмінності: 1) вони функціонують доти, поки паливо та окислювач надходять із зовнішнього джерела; 2) хімічний склад електроліту у процесі роботи змінюється, тобто. паливний елемент не потребує перезаряджання.
Паливний елемент складається з двох електродів, розділених електролітом, та систем підведення палива на один електрод та окислювача на інший, а також системи для видалення продуктів реакції. Найчастіше для прискорення хімічної реакції використовуються каталізатори. Зовнішнім електричним ланцюгом паливний елемент з'єднаний з навантаженням, що споживає електроенергію.
Існують різні типи паливних елементів.
Елементи на водневому паливі.У цьому типовому описаному вище елементі водень і кисень переходять в електроліт через мікропористі вуглецеві або металеві електроди.
Елементи на вуглеводневомуі вугільному паливі.Паливні елементи, які можуть перетворювати хімічну енергію таких широко доступних і порівняно недорогих палив, як пропан, природний газ, метиловий спирт, гас або бензин, безпосередньо на електрику, є предметом інтенсивного дослідження
Елементи, що працюють на інших видах палива.В принципі реакції в паливних елементах не обов'язково повинні бути реакціями окислення звичайних палив. У перспективі можуть бути знайдені інші хімічні реакції, які дозволять здійснити ефективне безпосереднє отримання електрики.6. Джерела електропостачання на фотоелементах та термоелементах.
Фотоелемент – це електронний прилад, в якому в результаті поглинання енергії оптичного випромінювання, що падає на нього, генерується фотоедс або електричний струм (фотострум). Дія фотоелемента ґрунтується на фотоелектронній емісії або внутрішньому фотоефекті. Фотоелемент, дія якого заснована на фотоелектронній емісії, є електровакуумним приладом з двома електродами - фотокатодом і анодом (колектором електронів), поміщеними у вакуумну колбу. Світловий потік, що падає на фотокатод, викликає фотоелектронну емісію з поверхні; при замиканні ланцюга фотоелемента в ньому протікає фотострум, пропорційний світловому потоку.
Фотоелемент, дія якого заснована на внутрішньому фотоефекті, - напівпровідниковий прилад з гомогенним електронно-дірковим переходом (р-n-переходом), напівпровідниковим гетеропереходом або контактом метал-напівпровідник. Поглинання оптичного випромінювання у таких фотоелементах призводить до збільшення кількості вільних носіїв усередині напівпровідника. Під дією електричного поля переходу (контакту) носії зарядупросторово поділяються (наприклад, у фотоелементах з р-n-переходом електрони накопичуються в n-області, а дірки – в р-області), в результаті між шарами виникає фотоедс; при замиканні зовнішнього кола фотоелемента через навантаження починає протікати електричний струм. Фотоелементи зазвичай служать приймачами випромінювання чи приймачами світла (напівпровідникові фотоелементи у разі нерідко ототожнюють з фотодиодами); напівпровідникові фотоелементи використовують також для прямого перетворення енергії сонячного випромінювання на електричну енергію – у сонячних батареях, фотоелектричних генераторах.
Термоелемент - електричний ланцюг (або частина ланцюга), що складається з різнорідних провідників або напівпровідників і дозволяє використовувати в практичних цілях одне з термоелектричних явищ.
Якщо місця контактів термоелементів підтримувати за різних температур, то в ланцюгу виникає термоедс, а при замиканні ланцюга - електричний струм. Це явище (ефект Зеєбека) використовується переважно для виміру температур (тобто в термометрії) або ін. промислової частоти, струмів радіочастоти та ін У всіх цих випадках термоелемент служить тепловим вимірювальним перетворювачем. Зазвичай термоелементи, призначені для вимірювальної техніки, називають термопарами. Напівпровідникові термоелементи, що діють на основі ефекту Зеєбека, використовуються також для створення термоелектричних генераторів, що перетворюють теплову енергію (спалювання палива, радіоактивного розпаду або сонячної радіації) в електричну. Якщо через термоелемент пропускати струм відстороннього джерела, то одному з його контактів відбувається поглинання, але в іншому — виділення тепла. На цьому явищі (ефект Пельтьє) заснований принцип роботи холодильників, кондиціонерів і термостатів термоелектричного типу, які знаходять застосування в побуті, радіоелектроніці, медицині, електротехніці та інших областях.7. Трансформатор, призначення. Класифікація та принцип дії трансформаторів. Застосовувані феромагнітні матеріали.
Трансформатором називається статичний електромагнітний апарат, що перетворює електричну енергію змінного струму з одними параметрами електричну енергію змінного струму з іншими параметрами (напругою, струмом, числом фаз, формою кривої напруги).
Принцип дії трансформатора заснований на електромагнітній взаємодії двох або більшої кількості електрично незв'язаних між собою контурів (обмоток). Одна з обмоток трансформатора, що називається первинною, підключається до джерела змінного струму. Обмотки, яких підключається навантаження, називаються вторинними. Для поліпшення магнітного зв'язку між первинною та вторинною обмотками обмотки розміщують на сердечнику (магнітопроводі), виготовленому з феромагнітного матеріалу.
Залежно від числа фаз джерела енергії трансформатори поділяються на однофазні та багатофазні (зазвичай трифазні). Залежно від схеми трансформатори можуть бути однообмотувальні (автотрансформатор), двообмотувальні і багатообмотувальні. Також трансформатори класифікуються: за найвищою напругою однієї з обмоток – низьковольтні, високовольтні; за типом конструкції сердечника - броньові, стрижневі, тороїдальні; за способом охолодження – з природним повітряним, з примусовим повітряним, з рідинним та пародісковим; за величиноюпотужності – малої потужності, середньої та великої тощо.
Основними елементами конструкції трансформаторів є сердечник (магнітопровід) та обмотки з ізоляцією, що становлять разом котушку. До елементів конструкції відносяться також деталі, що служать для кріплення сердечника та встановлення трансформаторів у блоках апаратури. Сердечники трансформаторів виготовляються з високолегованих, гарячекатаних та підвищенолегованих холоднокатаних сталей.