Виробництво й споживання

П2.1.081 А92

З усіма зауваженнями й пропозиціями просимо звертатися на адресу: Москва, ДО-51, Неглинная вул., 29/14, видавництво «Вища школа».

Атабеков В. В., Живов М. С.

А 92 Монтаж освітлювальних електроустановок. Учеб. посібник для средн. проф.-техн. учеб. закладів. М., «Вища школа», 1974 380 с. з іл.

Книга містить опис технології монтажу й обладнання освітлювальних п силових електропроводок, різних світильників, електродвигунів, пускорегулирующнх апаратів, розподільних обладнань, високовольтних ржп.едииителеп, масляних вимикачів, силових трансформаторів і іншого електроустаткування, застосовуваного для електропостачання промислових п О'ыгоиых споживачів електроенергії.

11 ціп наведені необхідні відомості про електромонтажні інструмента, рпзлнчпых монтажних механізмах, електротехнічних матеріалах п олектроустлжточиых виробах.

Йй.41

П2.1.081

052(01)—74

(6) Видавництво «Вища школа», 1074.

ПЕРЕДМОВА

Електрифікація, що є стрижнем будівництва економіки комуністичного суспільства, відіграє провідну роль у розвитку всіх галузей народного господарства, у здійсненні технічного прогресу.

В умовах соціалізму електрифікація є надійним фундаментом для безперервного підвищення продуктивності праці й на цій основі росту добробуту радянського народу.

Відповідно до плану подальшого розвитку народного господарства росте кількість і потужність електричних станцій, а отже, і вироблення електричної енергії, що дозволяє переозброювати промисловість і транспорт, сільське господарство й будівництво на основі передової техніки, що базується на застосуванні електроенергії.

Виробництво електроенергії в нашій країні збільшується з кожним роком. Так, якщо в 1960 р. було зроблено 520 млрд. квтві електроенергії, а в 1965 р. 740 млрд. квтвч, те в 1975 р. вироблення її набагато перевищить 1000 млрд. квтвч.

Із загальної кількості вироблюваної електроенергії близько 50% споживається промисловістю переважно на рухові цілі й понад 10% затрачається на висвітлення виробничих приміщень, суспільних будинків, житлових будинків і міських вулиць.

Застосовуючи електричну енергію на промислових підприємствах, надають руху мільйонам різних верстатів і механізмів, здійснюють зварювання металів, наносять гальванічним способом антикорозійні покриття на поверхні апаратів і грубий, офарблюють в електричнім полі різні деталі і т.д. За допомогою електричної енергії здійснюється автоматичне керування технологічними процесами й складними автоматичними лініями верстатів і конвеєрів.

Велике народногосподарське значення має використання електричної енергії для цілей висвітлення.

Нормальне електричне висвітлення сприяє підвищенню продуктивності праці, поліпшенню якості продукції, що випускається, зниженню стомлюваності зору, зменшенню випадків травматизму й кількості аварій на виробництві.

Сучасна освітлювальна електроустановка являє собою складний комплекс, що полягає із джерел світла, освітлювальних приладів, розгалужених магістральних і групових електропроводок, кабельних електричних мереж, вступних і розподільних обладнань.

До освітлювальних електроустановок пред'являють ряд загальних і спеціальних вимог і в першу чергу вимога безпеки, надійності й безперебійності їх роботи, а також забезпечення необхідного рівня освітленості. Виконання зазначених вимог значною мірою залежить від якості монтажу й обслуговування всіх елементів освітлювальної електроустановки.

• Щоб якісно виконувати роботи з монтажу сучасної освітлювальної електроустановки, електромонтажник повинен застосовувати передову технологію електромонтажного виробництва, правильно підбирати електротехнічні матеріали й настановні вироби, раціонально використовувати монтажні механізми. Він повинен мати не тільки належну теоретичну й практичну підготовку по своїй основній професії, але й мати досить глибокі знання в ряді суміжних областей, пов'язаних з його спеціальністю електромонтажника по освітлювальних електроустановках, зокрема, знать принцип дії й обладнання джерел електричної енергії, різних електричних апаратів, електродвигунів і монтажних механізмів.

Електромонтажник повинен мати необхідну професійну майстерність, тому що від нього в першу чергу залежать такі економічні показники діяльності електромонтажного підприємства, як продуктивність праці, собівартість і прибуток. Гарні професійні знання й навички електромонтажників дозволяють скорочувати строки виконання електромонтажних робіт, заощаджувати електромонтажні матеріали й більш ефективно використовувати наявні в їхньому розпорядженні механізми й пристосування.

-Розвиток електроенергетики в нашій країні забезпечує можливість широкого будівництва нових і реконструкції діючих підприємств, що неминуче пов'язане з необхідністю виконання більших і зростаючих з кожним роком обсягів електромонтажних робіт. Здійснення наміченої програми розвитку й технічного переозброєння галузей народного господарства вимагає великої кількості кваліфікованих електромонтажників.

У пропонованому навчальному посібнику викладаються основи спеціалізованої технології монтажу освітлювальних електроустановок. У ньому наведені також відомості,;шаппе яких буде сприяти розширенню професійного кругозору електромонтажника й сприяти створенню необхідної основи для подальшого підвищення його кваліфікації. Дли поглиблення спеціальних знань електромонтажникам рекомендується користуватися літературою, перелік якої наведений наприкінці книги.

Глава 9

ВИРОБНИЦТВО Й СПОЖИВАННЯ

ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЙ

§ 1. Основні властивості електричної енергії

Одним з найважливіших показників рівня технічного розвитку будь-якої країни є в цей час рівень розвитку її енергетики.

Сучасна енергетика— це в основному, електроенергетика, тобто виробництво й споживання електричної енергії.

Електрична енергія використовується у всіх галузях промисловості, будівництва, транспорту й сільського господарства внаслідок" ряду властивих тільки їй властивостей. Електричну енергію можна передавати на більші відстані, а також перетворювати з інші види енергії юмеханічну, теплову або хімічну.

Можливість передавати електричну енергію на відстані, що досягають декількох сотень і навіть тисяч кілометрів, дозволяє будувати електростанції поблизу місць знаходження палива або на багатоводних ріках, а вироблювану цими станціями електричну енергію передавати до місця споживання. Це виявляється більш економічним, чому підвіз більших кількостей палива до електростанцій, розташованих поблизу споживачів електроенергії.

Велике значення має можливість перетворення електричної енергії в механічну, яка здійснюється за допомогою конструктивно простих і зручних для експлуатації електродвигунів.

Застосування електродвигунів замість громіздких і складних парових машин і двигунів внутрішнього згоряння дозволяє більш раціонально використовувати виробничі площі підприємств, знизити експлуатаційні витрати, здійснювати автоматизацію виробничих процесів. От чому сучасне промислове підприємство характеризується великою насиченістю електродвигунами потужністю від декількох ватів до декількох сотень і навіть тисяч кіловат.

Про масштаби застосування електродвигунів свідчить той факт, що в цей час на рухові цілі в народному

господарстві витрачається більш 50% усієї електроенергії, виробленої в СРСР.

Широке застосування знаходить електрику не тільки в промисловості, але й у сучасному залізничному й внутріміському транспорті. За допомогою електричної енергії приводяться в рух електропоїзда, трамваї, тролейбуси й інші види транспорту.

Однак роль, значення, можливість і масштаби застосування електричної енергії не будуть повністю охарактеризовані, якщо не сказати про застосування електричної енергії для потреб технології виробництва. Так, за допомогою електричної енергії варять сталь, зварюють і ріжуть метал, створюють гальванічним способом на поверхні металів стійкі антикорозійні покриття.

Незамінна роль електрики в автоматизації виробничих процесів і телекеруванні цими процесами. В автоматизації й телекеруванні жоден вид енергії, відомий сучасної науці, не може повністю замінити електричну енергію. Якщо XIX століття називали століттям пари, то XX століття справедливо називають століттям електрики.

§ 2. Типи й основні характеристики електричних станцій

Електрична енергія виробляється на електричних станціях, які залежно від використовуваних у них енергоносіїв для одержання електроенергії, підрозділяються на теплові (паротурбінні), атомні (реакторні) і гідроелектричні (гідротурбінні). Існують також електростанції, що використовують енергію вітру й тепла сонячних променів, але вони являють собою малопотужні джерела електроенергії, призначені тільки для електропостачання окремих дрібних споживачів, віддалених від потужних електростанцій і системних мереж.

На теплових електростанціях використовують теплову енергію, одержувану при спалюванні в топленнях казанів вугілля, торфу, горючих сланців, мазуту або природного газу.

У тепловій електростанції (мал. 1, а) вода в казанах перетворюється в пару, яка по паропроводу надходить у парову турбіну й приводить у рух її ротор, а також механічно з'єднаний з ним ротор генератора. У генераторі механічна енергія перетвориться в електричну й генератор стає джерелом електричного струму.

У такий спосіб теплова енергія пари перетворюється й механічну енергію обертання турбіни, а остання в оною черга перетвориться в електричну енергію.

Перетворення енергії з одного виду в інший неминуче супроводжується втратами, величина яких залежить глинным обра-

зом від способу перетворення, а також від досконалості й стану перетворюючих обладнань.

)чнз?

пара, що відробила, пройшовши всі щаблі турбіни, надходить у конденсатор (див. мал. 1, а), де, прохолоджуючись, перетворюється в конденсат, який знову подається насосом у казан. Повернення чистого конденсату зменшує утвір накипу в казанах і тим самим збільшує строк їх служби.

Так, по замкненому циклу працює теплова (конденсаційна) електростанція, що постачає споживачів тільки електричною енергією.

Постачання споживачів не тільки електричної, але й тепловою енергією здійснюється тепловою електростанцією (мал. 1,6), називаною теплоелектроцентраллю (ТЭЦ), де відбувається описаний вище цикл перетворення теплової енергії в механічну, а потім і в електричну, але з тою різницею, що значна частина теплової енергії відпускається у вигляді гарячої води й пари споживачам, розташованим у безпосередній близькості від електростанції.

Рис. 1.

Схеми теплових електростанцій: а — з конденсаційною турбіною, б — теплоелектроцентралі (ТЭЦ); ТПВ — трубопровід живильної води, ПК — паровий казан, Т — турбіна, Г — генератор, ДО — конденсатор, Э — ежектор, ТЦВ — трубопровід циркуляційної води, ЦН — циркуляційний насос, КИ — коидеисат.чыЯ насос, ПВ — живильний бак, ПН — живильний насос, В — водоподогреваптель, ЯНД — живильний насос ведоподогревателя, ВБ — водяна батарея

Атомна електростанція (АЕС) по своїй сутності є тепловою електростанцією, відрізняючись від останньої лише тим, що на ній замість казанового агрегату встановлені атомний реактор з теплообмінником і для одержання пари використовується тепло, одержуване в процесі розподілу ядер атомів урану або плутонію.

Атомні електростанції одержують широке поширення

у СРСР, оскільки їх можна споруджувати в районах, віддалених від джерел природного палива або непривабливих гідроенергетичними ресурсами.

Одним з переваг АЕС є мала витрата споживаного палива, що різко знижує витрати на його перевезення.

Незважаючи на поки ще порівняно високу вартість виробленого АЕС кіловат-години електроенергії застосування атомних

електростанцій досить перспективно й для ряду районів СРСР економічно вигідно.

Гідроелектростанції (мал.2) споруджують на ріках, використовуючи напір потоку води, штучно створюваний греблею, внаслідок різниці рівнів води по обидва боки греблі.

Рис. 2. Схематичний розріз гідротехнічних споруджень і будинку гідроелектростанції:

/ — кран для підйому водозапорных шитоз, 2 — гребля, 3 — генератор, 4 — підвищувальний трансформатор, 5 — труба, що відсмоктує, баспіральна камера, 7 — робоче колесо гідротурбіни, 8 — водозапорный щит

Вода, що подавати під певним напором у гідротурбіну, обертає робоче колесо (ротор) турбіни й з'єднаний з ним ротор електричного генератора. При цьому енергія потоку води перетвориться в електричну енергію, вироблювану генератором.

Гідроелектростанції в порівнянні з тепловими електростанціями мають більш високий коефіцієнт корисної дії, вимагають менших експлуатаційних витрат і дозволяють одержати електроенергію, вартість кожної кіловат-години якої в кілька раз нижче, чим вироблюваної на теплових електростанціях. Однак у Радянському Союзі будуються переважно теплові електростанції, що пояснюється: наявністю більших запасів низькокалорійного палива, придатного до використання тільки на електростанціях; можливістю швидкого спорудження теплових електростанцій з типових будівельних конструкцій; необхідністю менших капіталовкладень; можливістю стро-

нтельства й уведення в експлуатацію теплових електростанцій у більш короткий термін, чому гідроелектростанцій. У цей час близько 80% усієї споживаної в нашій країні електроенергії проводиться тепловими електростанціями й тільки 20% игідроелектростанціями.

§ В. Організація електропостачання

У нашій країні електропостачання споживачів електроенергією здійснюється переважно від електричних мереж, що поєднують кілька електростанцій. Необхідність такого об'єднання викликана тим, що електричні станції, що перебувають навіть на території однієї області, працюють із неоднаковим навантаженням: одні електростанції можуть бути перевантажені, у той час як інші працюють із недовантаженням. Різниця в ступені завантаження електростанцій стає більш відчутної при значнім віддаленні районів споживання електроенергії друг від друга в напрямку зі сходу на захід, що пояснюється різночасністю настання годин ранкових і вечірніх максимумів навантаження.

Щоб забезпечити надійність електропостачання споживачів і повніше використовувати потужність електростанцій, що працюють у різних режимах, їх поєднують в енергетичні або електричні системи за допомогою високовольтних електричних мереж.

Енергетична система (енергосистема) являє собою сукупність електростанцій, ліній електропередачі, підстанцій і теплових мереж, зв'язаних в одне ціле спільністю режиму й безперервністю процесу виробництва й розподілу електричної й теплової енергії.

Електрична система є частиною енергосистеми й складається з генераторів, розподільних обладнань, електричних мереж (підстанцій і ліній електропередачі різних напруг) і электроприемников.

До складу енергосистем (електросистем) входять виробничі підприємства, майстерні, лабораторії, підйомно-транспортні засоби, необхідні для виконання робіт, пов'язаних з експлуатацією всіх елементів системи.

Експлуатація енергосистеми здійснюється інженерами, техніками, майстрами й робітниками відповідних кваліфікацій.

Оперативне керування енергосистемою (електросистемою) здійснюється диспетчерами, обслуговування встаткування електростанцій і підстанцій — черговим персоналом, а обслуговування ліній електропередачі — лінійним персоналом.

Енергетичні системи окремих районів нашої країни з'єднані між собою лініями електропередачі й утворюють об'єднані енергосистеми, наприклад, Уральська, Сибірська, Південна, Центральна, Середньоазіатська, Північно-західна, Кавказька й інші об'єднані енергосистеми. Об'єднанням ряду энерго-

систем (Уральської, Південної, Центральної й ін.) створена Єдина Європейська енергосистема. Черговим завданням є створення Єдиної енергосистеми Радянського Союзу.

§ 4. Основні відомості про електроустановки, що передають, розподіляють, перетворять і споживаючим електричну енергію

Вироблювана електростанціями електрична енергія надходить до місця споживання через систему взаємозалежних передавальн, розподіляють і перетворюючих електроустановок.

Передача електроенергії здійснюється по повітряних лініях електропередачі напругою від кількох сотень до сотень тисяч вольт. Електрична енергія по системних повітряних мережах передається на напругах 35, 110, 150, 220 кВ і вище по -шкалі номінальних напруг, установлених Дст.

Для передачі електроенергії в межах міста:і на території
підприємств використовуються переважно кабелі, прокладыва­
емые в землі на глибині не менш 0,7 м. ^год

Розподіл електроенергії здійснюється за допомогою центрів харчування (ЦП), розподільних пунктів (РП) і розподільних ліній (РЛ).

Центром харчування називається розподільне обладнання (РУ) генераторної напруги електростанції або РУ вторинної напруги знижувальної підстанції енергосистеми, що має обладнання для регулювання напруги, до якого приєднані розподільні мережі даного району.

Розподільним пунктом називається підстанція промислового підприємства або міської электрической мережі, призначена. для приймання й розподілу електроенергії на одному напрузі без її перетворення.

Розподільною лінією називається лінія,: живильна ряд трансформаторних підстанцій від ЦП або РП, або введення до електроустановок споживачів.

Підстанцією називається електрична установка, що служить для перетворення й розподілу електроенергії, що й полягає із трансформаторів або інших перетворювачів електроенергії, розподільних обладнань напругою до 1000 У и вище, акумуляторних батарей, апаратів керування й допоміжних споруджень.

Електропостачання промислових, міських і сільських споживачів електроенергії здійснюється від трансформаторних підстанцій, основним елементом яких є трансформатор, що перетворить (, що трансформує) електроенергію одного напруги в електричну енергію іншого (більш високого або більш низького) напруги.

Принципова схема передачі й розподілу електричної енергії показана на мал. 3,. Електрична енергія, вироблювана генераторами з номінальною напругою 10—16 кВ,

надходить у трансформатори електростанції А, де підвищується на напругу 220 кВ і подається на збірні шини електростанції Л, а з останніх за допомогою ліній електропередачі (ЛЕП) 220 кВ передається на шини 220 кВ знижувальної підстанції, зв'язаної ЛЕП 220 кВ із електростанцією Б.

Злттро станція А ГгГ-

1т,

35 КВ.

Рис. 3. Принципова схема передачі й розподілу електричної енергії:

П, Г2 — генератори, я/с — підстанція, РП — розподільний пункт, 777 — трансформаторна підстанція

_V На знижувальній підстанції електрична енергія напругою 220 кВ знижується за допомогою трансформаторів до напруги 10 або 6 кВ і на цій напрузі подається до розподільного пункту (РП), а від нього до трансформаторних підстанцій (ТП).

У трансформаторних підстанціях № /, 2 і 3 є силові трансформатори, що знижують напругу електричної енергії

И

с 10 або 6 кВ до 380 або 220 В. На напрузі 380 або 220 В_: здійснюється харчування электроприемников споживачів електроенергії, приєднаних до цих трансформаторних підстанцій.

Електрична енергія споживається: електродвигунами на рухові цілі; лампами розжарювання й люмінесцентними лампами — на висвітлення; електричними печами, гальванічними ваннами й різними апаратами ву технологічних, процесах; електрозварювальними агрегатами — на зварювання металів і інші потреби.

При споживанні електричної енергії відбувається процес її зворотного перетворення: в електродвигунах електроенергія перетвориться в механічну; у лампах розжарювання — спочатку в теплову, потім — в енергію світлового потоку; в електронагрівальних печах — у теплову і т.д. Ці перетворення також супроводжуються втратами, переважно у вигляді тепла, випромінюваного в навколишнє середовище.

Виробництво, передача й споживання електричної енергії здійснюються при певних величинах напруг, які встановлені Дст і називаються номінальними.

Для електродвигунів і різних електричних аппаратов. номінальними є напруги, на які розрахована їхня ізоляція й при яких обеспеч.ивается їх нормальна робота, гарантована заводомовиготовлювачем. Номінальна напруга електроустаткування обов'язково вказується на його паспортній табличці (в електродвигунів, апаратів і ін.) або на клеймі (у реле, приладів і ін.).

Приєднання приладів і апаратів до живильної мережі тільки при відповідності їх номінальних напруг є обов'язковою вимогою, що гарантують схоронність ізоляції й нормальну тривалу роботу цього електроустаткування. Величини номінальних напруг наведені, у табл. 1.

На виробництво електричної енергії затрачається багато палива, а на її передачу й розподілрпраця великої кількості робітників, техніків і інженерів, зайнятих експлуатацією й ремонтом електричних мереж і підстанцій, тому витрачати її треба ощадливо.

Існує багато способів економії електроенергії. Так, наприклад, у промисловості електроенергію заощаджують скороченням холостого ходу верстатів, нормальним завантаженням електродвигунів, гарним доглядом за електроустаткуванням (своєчасною заміною змащення в підшипниках, якісним, ремонтом електродвигунів), правильним веденням технологічних процесів, у яких використовується електрична енергія, і т.д.

Значної економії електроенергії можна досягтися на багатьох підприємствах правильним вибором конструкцій світильників і потужності встановлюваних ламп, своєчасним очищенням арматури й ламп від кіптяви й пили.

Практично кожне підприємство має свої можливості й резерви економії електроенергії, які повинні бути выяв-

льони й використані в інтересах самого підприємства й народного господарства.

Таблиця 1

Дата добавления: 2015-12-08