Общие сведения об электроснабжении потребителей

1.

12. Общие сведения об
электроснабжении потребителей

2.

В системе электроснабжения объектов
выделить три вида электроустановок:
можно
– по производству электроэнергии — электрические
станции;
– по передаче, преобразованию и распределению
электроэнергии — электрические сети и подстанции;
–
по
потреблению
электроэнергии
в
производственных и бытовых нуждах — приемники
электроэнергии

3.

Электрической станцией называется предприятие, на
котором вырабатывается электрическая энергия. На
этих станциях различные виды энергии (энергия
топлива, падающей воды, ветра, атомная и др.) с
помощью
электрических
машин,
называемых
генераторами, преобразуются в электрическую
энергию.
В зависимости от используемого вида первичной
энергии все существующие электрические станции
разделяют на следующие основные группы: тепловые,
гидравлические, атомные, ветряные и др.

4.

Приемником
электроэнергии
называется
электрическая часть производственной установки,
получающая электроэнергию от источника и
преобразующая ее в механическую, тепловую,
световую энергию, энергию электростатического и
электромагнитного полей.

5.

Совокупность
электрических
станции,
линий
электропередачи, подстанций, тепловых сетей и
приемников, объединенных общим и непрерывным
процессом
выработки,
преобразования,
распределения тепловой и электрической энергии,
называется
энергетической
системой.
Единая
энергетическая
система
(ЕЭС)
объединяет
энергетические системы отдельных районов, соединяя
их линиями электропередачи

6.

Прием,
преобразование
и
распределение
электроэнергии происходят на подстанции —
электроустановке, состоящей из трансформаторов или
иных
преобразователей
электроэнергии,
распределительных устройств, устройств управления,
защиты, измерения и вспомогательных устройств.

7.

Категории надежности электроснабжения, требования
электроприемников потребителей к источникам
энергоснабжения.
В
соответствии
с
Правилами
устройства
электроустановок выделяют три категории надежности
электроснабжения:
- Первая категория надежности электроснабжения;
- Вторая категория надежности электроснабжения
- Третья категория надежности электроснабжения

8.

Потребители
1
категории
надёжности
электроснабжения - это электроприемники, перерыв
электроснабжения которых может повлечь за собой
опасность для жизни людей, угрозу для безопасности
государства, значительный материальный ущерб,
расстройство сложного технологического процесса,
нарушение
функционирования
особо
важных
элементов коммунального хозяйства, объектов связи и
телевидения

9.

Ко второй категории надёжности электроснабжения
потребителей относят те электроприемники, перерыв
в работе которых может привести к значительному
снижению отпуска производимых потребителем
товаров, имеющим место в связи с этим незанятостью
персонала,
простоем
производственного
оборудования или же может сказаться на нормальной
жизнедеятельности большого количества граждан.

10.

К третьей категории надежности электроснабжения
относят все те электроприемники, которые не вошли в
1 или 2 группу. К третьей категории надежности могут
относиться магазины, небольшие производственные
помещения, офисные здания и т.д. Срок на которой
может
быть
прекращено
энергоснабжение
потребителей 3 категории надежности - не более 24
часов подряд и не более 72 часов за год суммарно.

11.

13. Электрическое освещение

12.

Освещение производственных помещений и рабочих
мест может быть естественным, искусственным и
совмещенным.
Искусственное
освещение
осуществляется
с
помощью электрических источников света - ламп
накаливания,
люминесцентных
или
иных
газоразрядных ламп.
Основными
величинами,
характеризующими
видимый свет, являются световой поток источника
света, сила света, освещенность, яркость светящейся
поверхности, коэффициент отражения света.

13.

Световой поток Φ - это мощность световой энергии,
оцениваемая
по
световому
ощущению,
воспринимаемому зрительным органом человека.
Единицей
измерения
светового
потока
является люмен (лм).
Об этой единице можно судить из примера, что
световой поток лампы накаливания мощностью
(потребляемой из электросети) 25 Вт при напряжении
220 В составляет около 200 лм.

14.

Сила света характеризует его интенсивность в
различных точках освещаемого пространства. Сила
света равна отношению светового потока к телесному
углу ω, в пределах которого световой поток
распределен равномерно: I=Φ/ω. За единицу силы
света принята кандела (кд), определяемая эталонным
источником света.
Таким образом, люмен есть световой поток,
испускаемый точечным источником света в телесном
(пространственном) угле в один стерадиан (ст) при
силе света в 1 кд.

15.

Освещенность (Е) - поверхностная плотность
падающего на данную поверхность светового потока,
измеряется в люксах (лк), т. е. E=Φ/S; 1 лк равен 1
лм/м2.

16.

Яркость L - световая величина, непосредственно
воспринимаемая глазом, она определяется значением
силы света, излучаемого с единицы площади
поверхности в заданном направлении под углом α, где
L = Iρ/S, ρ- коэффициент отражения поверхности, ρ =
Φотр/Φпад, т. е. равен отношению светового потока,
отраженного от поверхности, к падающему на нее
световому потоку.

17.

14. Основы электроники

18.

В
современной
электронной
технике
полупроводниковые приборы играют исключительную
роль. За последние три десятилетия они почти
полностью вытеснили электровакуумные приборы.
В любом полупроводниковом приборе имеется один
или несколько электронно-дырочных переходов.
Электронно-дырочный переход (или n–p-переход) – это
область контакта двух полупроводников с разными
типами проводимости.

19.

В полупроводнике n-типа основными носителями
свободного заряда являются электроны; их
концентрация значительно превышает концентрацию
дырок (nn >> np). В полупроводнике p-типа
основными носителями являются дырки (np >> nn).
При контакте двух полупроводников n- и p-типов
начинается процесс диффузии: дырки из p-области
переходят в n-область, а электроны, наоборот, из nобласти в p-область.

20.

21.

Если полупроводник с n–p-переходом подключен к
источнику тока так, что положительный полюс
источника соединен с n-областью, а отрицательный – с
p-областью, то напряженность поля в запирающем
слое возрастает. Дырки в p-области и электроны в nобласти будут смещаться от n–p-перехода, увеличивая
тем самым концентрации неосновных носителей в
запирающем слое. Ток через n–p-переход практически
не идет. Напряжение, поданное на n–p-переход в этом
случае называют обратным.

22.

Если n–p-переход соединить с источником так, чтобы
положительный полюс источника был соединен с pобластью, а отрицательный с n-областью, то
напряженность электрического поля в запирающем
слое будет уменьшаться, что облегчает переход
основных носителей через контактный слой. Дырки
из p-области и электроны из n-области, двигаясь
навстречу друг другу, будут пересекать n–p-переход,
создавая ток в прямом направлении. Сила тока через
n–p-переход в этом случае будет возрастать при
увеличении напряжения источника.

23.

Способность
n–p-перехода
пропускать
ток
практически
только
в
одном
направлении
используется в приборах, которые называются
полупроводниковыми диодами.
Полупроводниковые диоды изготавливают из
кристаллов кремния или германия. При их
изготовлении в кристалл c каким-либо типом
проводимости вплавляют примесь, обеспечивающую
другой тип проводимости.

24.

15. Полупроводниковые выпрямители

25.

Выпрямитель электрического тока – электронная
схема,
предназначенная
для
преобразования
переменного электрического тока в постоянный
электрический ток.
Схемы
построения
выпрямителей
сетевого
напряжения можно поделить на однофазные и
трёхфазные,
однополупериодные
и
двухполупериодные.

26.

На рисунке изображена схема и временная диаграмма
выпрямления
переменного
тока
однофазным
однополупериодным выпрямителем.

27.

Из рисунка видно, что диод отсекает отрицательную
полуволну. Если мы перевернём диод, поменяв его
выводы – анод и катод местами, то на выходе
окажется, что отсечена не отрицательная, а
положительная полуволна.

28.

Наиболее распространёнными являются однофазные
двухполупериодные выпрямители. Существуют две
схемы таких выпрямителей – мостовая схема и
балансная.
Рассмотрим
мостовую
схему
однофазного
двухполупериодного выпрямителя и его работу.

29.

30.

Если ток вторичной обмотки трансформатора течёт по
направлению от точки «А» к точке «В», то далее от
точки «В» ток течёт через диод VD3 (диод VD1 его не
пропускает), нагрузку Rн, диод VD2 и возвращается в
обмотку трансформатора через точку «А». Когда
направление тока вторичной обмотки трансформатора
меняется на противоположное, то вышедший из точки
«А», ток течёт через диод VD4, нагрузку Rн, диод VD1 и
возвращается в обмотку трансформатора через точку
«В».
Таким образом, практически отсутствует промежуток
времени, когда напряжение на выходе выпрямителя
равно нулю.

31.

Трёхфазные
выпрямители
обладают
лучшей
характеристикой выпрямления переменного тока –
меньшим коэффициентом пульсаций выходного
напряжения по сравнению с однофазными
выпрямителями. Связано это с тем, что в трёхфазном
электрическом токе синусоиды разных фаз
«перекрывают» друг друга. После выпрямления
такого напряжения, сложения амплитуд различных
фаз не происходит, а выделяется максимальная
амплитуда из значений всех трёх фаз входного
напряжения.

32.

На следующем рисунке представлена схема
трёхфазного однополупериодного выпрямителя и его
выходное
напряжение
(красным
цветом),
образованное
на
«вершинах»
трёхфазного
напряжения.

33.

За счёт «перекрытия» фаз напряжения, выходное
напряжение
трёхфазного
однополупериодного
выпрямителя имеет меньшую глубину пульсации.
Вторичные обмотки трансформатора могут быть
использованы только по схеме подключения «звезда»,
с «нулевым» выводом от трансформатора.

34.

16. Транзисторы, тиристоры. Микропроцессоры

35.

Полупроводниковые приборы не с одним, а с двумя
n–p-переходами
называются
транзисторами.
Название происходит от сочетания английских слов:
transfer – переносить и resistor – сопротивление.
Обычно для создания транзисторов используют
германий и кремний.

36.

Транзисторы бывают двух типов: p–n–p-транзисторы и
n–p–n-транзисторы.
Например,
германиевый
транзистор
p–n–p-типа
представляет
собой
небольшую пластинку из германия с донорной
примесью, т. е. из полупроводника n-типа. В этой
пластинке создаются две области с акцепторной
примесью, т. е. области с дырочной проводимостью. В
транзисторе n–p–n-типа основная германиевая
пластинка обладает проводимостью p-типа, а
созданные на ней две области – проводимостью nтипа.

37.

38.

Пластинку транзистора называют базой (Б), одну из
областей с противоположным типом проводимости –
коллектором (К), а вторую – эмиттером (Э). Обычно
объем коллектора превышает объем эмиттера. В
условных обозначениях на схемах стрелка эмиттера
показывает направление тока через транзистор.

39.

Оба n–p-перехода транзистора соединяются с двумя
источниками тока. На рисунке показано включение в
цепь транзистора p–n–p-структуры. Переход «эмиттер–
база» включается в прямом (пропускном) направлении
(цепь эмиттера), а переход «коллектор–база» – в
запирающем направлении (цепь коллектора).

40.

При замыкании цепи эмиттера дырки – основные
носители заряда в эмиттере – переходят из него в
базу, создавая в этой цепи ток Iэ. Но для дырок,
попавших в базу из эмиттера, n–p-переход в цепи
коллектора
открыт.
Большая
часть
дырок
захватывается полем этого перехода и проникает в
коллектор, создавая ток Iк. Для того, чтобы ток
коллектора был практически равен току эмиттера,
базу транзистора делают в виде очень тонкого слоя.
При изменении тока в цепи эмиттера изменяется сила
тока и в цепи коллектора.

41.

В настоящее время полупроводниковые приборы
находят исключительно широкое применение в
радиоэлектронике.
Современная
технология
позволяет
производить
полупроводниковые
приборы – диоды, транзисторы, полупроводниковые
фотоприемники и т. д. – размером в несколько
микрометров.
Качественно
новым
этапом
электронной
техники
явилось
развитие
микроэлектроники,
которая
занимается
разработкой интегральных микросхем и принципов
их применения.

42.

17. Основы цифровой электроники

43.

Интегральной микросхемой называют совокупность
большого числа взаимосвязанных элементов –
сверхмалых диодов, транзисторов, конденсаторов,
резисторов,
соединительных
проводов,
изготовленных в едином технологическом процессе
на одном кристалле. Микросхема размером в 1 см2
может
содержать
несколько
сотен
тысяч
микроэлементов

44.

Применение микросхем привело к революционным
изменениям во многих областях современной
электронной техники. Это особенно ярко проявилось
в электронной вычислительной технике. На смену
громоздким ЭВМ, содержащим десятки тысяч
электронных ламп и занимавшим целые здания,
пришли персональные компьютеры.

45.

18. Электробезопасность и экономия электроэнергии.

46.

Защитными мерами в электроустановках являются:
защитное заземление или зануление , защитное
отключение, электрическое разделение сети,
применение малых напряжений, двойная или
усиленная изоляция, применение электрозащитных
средств.

47.

Заземление и зануление в электроустановках
Требования к заземлению электроустановок изложены
в
Правилах
устройства
электроустановок.
В
электроустановках с изолированной нейтралью
должно быть выполнено защитное заземление и
должна быть предусмотрена возможность выявления
и быстрого отыскания замыканий на землю. В
электроустановках до 1000 В с глухозаземленной
нейтралью в качестве защитной меры вместо
защитного заземления применяется зануление .

48.

В электроустановках до 1000 В в местах, где в
качестве защитной меры применяются разделяющие
или понижающие трансформаторы, их вторичное
напряжение должно быть соответственно не более
380 и 42 В. От разделяющих трансформаторов
разрешается
питание
только
одного
электроприемника с номинальным током плавкой
вставки на первичной стороне не более 15 А;
заземление ( зануление ) вторичной обмотки
разделяющего трансформатора запрещается.

49.

Заземление (зануление) электроустановок следует
применять:
- при переменном напряжении 380 В и выше и
постоянном напряжении 440 В и выше во всех случаях;
-при номинальных напряжениях - переменном выше
42 3 и постоянном выше 110 В - только в помещениях с
повышенной опасностью, особо опасных и в наружных
установках.
Заземление
не
требуется
при
номинальных
напряжениях - переменном до 42 В и постоянном до
110 В, за исключением взрывоопасных установок.

50.

Заземлению
(занулению)
подлежат
следующие
части
электрооборудования;
•корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов,
светильников и т. п.;
•приводы электрических аппаратов;
•вторичные обмотки измерительных трансформаторов;
•каркасы распределительных щитов, щитков, шкафов и т. п.;
•металлические
конструкции
распределительных
устройств,
кабельные конструкции, оболочки и броня, стальные трубы
электропроводки, шинопроводы , короба, тросы и другие
конструкции;
•металлические оболочки кабелей и проводов при переменном
напряжении до 42 В , и постоянном до 110 В, проложенные на общих
металлических конструкциях, в трубах и т. п. вместе с кабелями и
проводами, оболочки которых подлежат заземлению (занулению ;
металлические
корпуса
передвижных
и
переносных
электроприемников , а также электрооборудование, размещенное на
движущихся частях станков, машин и механизмов.

51.

Заземлению (занулению) не подлежат корпуса
электроприемников с двойной изоляцией, а также
рельсовые пути (кроме крановых), выходящие за
территорию
электростанций,
подстанций,
распределительных устройств и промышленных
предприятий.

52.

Молниезащита
— это комплекс технических
решений и специальных приспособлений для
обеспечения безопасности здания, а также
имущества и людей, находящихся в нём.
Опасность для зданий (сооружений) в результате
прямого удара молнии может привести к:
- повреждению здания (сооружения) и его частей;
- отказу находящихся внутри электрических и
электронных частей;
- гибели и травмированию живых существ,
находящихся
непосредственно
в
здании
(сооружении) или вблизи него.

53.

Внешняя молниезащита представляет собой систему,
обеспечивающую перехват молнии и отвод её в
землю, тем самым, защищая здание (сооружение) от
повреждения и пожара.
Существуют
следующие
виды
молниезащиты:
- молниеприемная сеть;
- натянутый молниеприемный трос;
- молниеприемный стержень.
внешней

54.

В соответствии с вступившим в законную силу Федеральным
законом РФ №261-ФЗ от 23 ноября 2009г. «Об энергосбережении
и о повышении энергетической эффективности и о внесении
изменении в отдельные законодательные акты Российской
Федерации» энергосбережение определяется как реализация
организационных, правовых, технических, технологических,
экономических и иных мер, направленных на уменьшение
объема используемых энергетических ресурсов при сохранении
соответствующего полезного эффекта от их использования.
Существуют три способа снижения объема потребления
электроэнергии:
- Исключение нерационального использования электроэнергии;
- Устранение потерь электроэнергии;
- Повышение эффективности использования электроэнергии.