Метою вивчення дисципліни «Система поновлюваних джерел децентралізованого генерування» є набуття здобувачами вищої освіти знань, умінь і щодо сучасних досягнень у сфері відновлювальної електроенергетики, проектування та експлуатації об’єктів децентралізованого генерування електроенергії за допомогою відновлюваних джерел

Метою вивчення дисципліни є надання майбутнім інженерам-електрикам необхідних теоретичних і практичних знань з автоматизованого електроприводу виконавчих механізмів, навчитися їх кваліфіковано експлуатувати і вирішувати інженерні задачі проектування і технічного вдосконалення електроприводів виконавчих механізмів

Назва дисципліни

Електрична частина станцій і підстанцій

Викладач

Музиченко Володимир Андрійович, кандидат технічних наук, старший науковий співробітник, асистент кафедри Електроенергетики, електротехніки та електромеханіки

Курс та семестр, у якому планується вивчення дисципліни, обсяг дисциплін

4 курс, 1 семестр

5 кредитів ЄКТС

Факультет, ОП на якій вивчається дисципліна

Агробіотехнологічний факультет

ОП «Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка»

Перелік компетентностей та відповідних результатів навчання, що забезпечує дисципліна

Компетентності:

ІК. Здатність розв’язувати спеціалізовані задачі та вирішувати практичні проблеми під час професійної діяльності у галузі електроенергетики, електротехніки та електромеханіки або у процесі навчання, що передбачає застосування теорій та методів фізики та інженерних наук і характеризуються комплексністю та невизначеністю умов.

 

ЗК02. Здатність застосовувати знання у практичних ситуаціях.

ЗК05. Здатність до пошуку, оброблення та аналізу інформації з різних джерел.

ЗК06. Здатність виявляти, ставити та вирішувати проблеми.

 

СК3. Здатність вирішувати комплексні спеціалізовані задачі і практичні проблеми, пов’язані з роботою електричних систем та мереж, електричної частини станцій і підстанцій та техніки високих напруг.

СК4. Здатність вирішувати комплексні спеціалізовані задачі і практичні проблеми, пов’язані з проблемами метрології, електричних вимірювань, роботою пристроїв автоматичного керування, релейного захисту та автоматики.

СК6. Здатність вирішувати комплексні спеціалізовані задачі і практичні проблеми, пов’язані з проблемами виробництва, передачі та розподілення електричної енергії.

СК11. Здатність оперативно вживати ефективні заходи в умовах надзвичайних (аварійних) ситуацій в електроенергетичних та електромеханічних системах.

 

Результати навчання:

ПР01. Знати і розуміти принципи роботи електричних систем та мереж, силового обладнання електричних станцій та підстанцій, пристроїв захисного заземлення та грозозахисту та уміти використовувати їх для вирішення практичних проблем у професійній діяльності.

ПР02. Знати і розуміти теоретичні основи метрології та електричних вимірювань, принципи роботи пристроїв автоматичного керування, релейного захисту та автоматики, мати навички здійснення відповідних вимірювань і використання зазначених пристроїв для вирішення професійних завдань.

ПР16.Знати вимоги нормативних актів, що стосуються інженерної діяльності, захисту інтелектуальної власності, охорони праці, техніки безпеки та виробничої санітарії, враховувати їх при прийнятті рішень.

Опис дисциплін

Передумови вивчення

Навчальна дисципліна «Електрична частина станцій і підстанцій» базується на знаннях таких дисциплін, як «Математика», «Фізика», «Теоретичні основи електротехніки», «Електротехнічні матеріали», «Електричні машини».

Максимальна кількість студентів, які можуть одночасно навчатися

20

Теми аудиторних занять

Модуль 1. Основне обладнання електричних

станцій та підстанцій

1.1. Електроенергетична система та її складові

1.2. Класифікація споживачів електричної енергії

1.3. Види головних схем з’єднань електричних станцій і підстанцій та їх основні елементи

1.4. Вимірювальні трансформатори струму та напруги

1.5. Силові трансформатори

1.6. Автотрансформатори

1.7. Режими нейтралі в електричних мережах

 

Модуль 2. Умови вибору та методи розрахунку обладнання електричних станцій та підстанцій.

2.1. Короткі замикання в електричних мережах

2.2. Методи розрахунку трифазних коротких

2.3. Електродинамічна та термічна стійкість струмопроводів

2.4. Вибір електрообладнання розподільчих пристроїв підстанції

2.5. Джерела живлення головних кіл

2.6. Вибір високовольтної апаратури електричних станцій і

2.7. Особливості використання автономних електростанцій

Мова викладання

Українська

Методи оцінювання

залік

Змістовий модуль 1. Основне обладнання електричних станцій та підстанцій

Тема 1.1. Електроенергетична система та її складові – 2 години

1.1.1. Електроенергетичні системи, їх структура.

ТИПИ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ. Електроенергетика споживає майже половину палива, що видобувається в Україні. Потужність електростанцій — понад 50 млн. кВт, вони здатні виробляти приблизно 300 млрд кВт • год електроенергії (таким було виробництво у 1990 р.). У 2003 р. в країні вироблено 180 млрд кВт-год електроенергії. Понад 44% всієї електроенергії виробляють теплові електростанції (ТЕС). Вони працюють на вугіллі, газі, мазуті, тому розміщуються поблизу джерел палива і споживача. Найбільші ТЕС розташовані в Донбасі (Вуглегірська, Слов'янська, Курахівська, Зуївська, Старобешівська), у Придніпров'ї (Запорізька, Криворізька, Придніпровська); в Київській (Київська, Трипільська) та Харківській (Зміївська) областях. Велику потужність мають також Ладижинська, Добротвірська, Бурштинська теплоелектростанції.

У багатьох містах і на великих підприємствах діють теплоелектроцентралі (ТЕЦ), на яких, крім електроенергії, виробляється теплова енергія, необхідна для комунальних потреб чи в технологічному процесі.

На атомних електростанціях (АЕС) виробляється більш як 47 % елект­роенергії країни. Всього в Україні діє 4 АЕС (Запорізька, Рівненська, Південноукраїнська, Хмельницька), на яких експлуатується 11 реакторів. У 1986 р. на Чорнобильській АЕС стався вибух реактора, що вважається найбільшою техногенною катастрофою на планеті. У зв'язку з небезпечною експлуатацією ЧАЕС український уряд закрив її у грудні 2000 р. Решта АЕС потребують значних капіталовкладень для посилення безпеки експлуатації.

Гідроелектростанції (ГЕС) дають майже 5 % електроенергії. Вони розта­шовані на Дніпрі (Київська, Канівська, Кременчуцька, Дніпродзержин-ська, Дніпрогес, Каховська), Дністрі (Дністровська), Південному Бузі (Костянтинівська), в Карпатах (ТереблеРіцька). Будівництво ГЕС на рівнинних ріках виявилося нераціональним внаслідок затоплення знач­них площ сільськогосподарських земель; у штучних водоймах відбувається нагромадження шкідливих відходів і "цвітіння" води.

 

 

1.1.2. Перспективи розвитку електроенергетики.

ЕНЕРГОСИСТЕМИ. Усі електростанції України об'єднано в енергосистему за допомогою ліній електропередач. Це дозволяє забезпечувати безперебійне постачання електроенергії до споживачів, почергово відключати електростанції для ремонту. Енергосистема України складається з регіональних (обласних) підрозділів.

ПРОБЛЕМИ ТА ПЕРСПЕКТИВИ РОЗВИТКУ ГАЛУЗІ. Важливими напрямами розвитку електроенергетики є освоєння нетрадиційних видів енергії (вітрової, сонячної та ін.), збільшення потужності атомних станцій (із врахуванням екологічного чинника), створення власного замкнутого циклу виробництва палива для АЕС, технічне переобладнання ТЕС.

Незважаючи на те, що на території України (у Криму) була побудована одна з перших у світі експериментальних сонячних електростанцій, сонячна електроенергетика в країні, по суті, не розвивається. Натомість починає освоюватися енергія вітру: перші вітрові електростанції побудовані у Криму, на узбережжі морів, у степовій частині і Карпатах.

 

1.1.3. Сучасні тенденції розвитку джерел електроенергії та підстанцій.

 

Аналіз тенденцій розвитку світової енергетики показує, що ключовими факторами є надійність енергопостачання, енергетична безпека, енергоефективність і екологічна гармонізація. При цьому підвищення енергоефективності є стратегічним напрямком зниження енергоємності економіки.

1.1.4. Об’єднані енергосистеми їх структура.

 

Тема 1.2. Класифікація споживачів електричної енергії – 2 години

1.2.1. Основні складові системи електропостачання.

До складу систем електропостачання зазвичай входять електричні станції, які генерують електрику, електричні мережі та підстанції, функція яких полягає в передачі, перетворенні та розподілі електроенергії, а також обладнання, яке споживає електрику. Системи електропостачання розрізняються залежно від своїх завдань, потужності і величини споживання електроенергії. Вони можуть бути промисловими, сільськогосподарськими, побутовими та комунальними.

1.2.2. Характерні риси електроенергетики.

Поряд із традиційними джерелами енергії, нафти, газу, вугілля, необхідно ширше впроваджувати нетрадиційні, альтернативні джерела енергії. До них відносять сонячну, геотермальну і вітрову енергію, а також енергію біомаси, океану та ін.  З відходів сільського господарства виготовляють біо­паливо, що у великих масштабах практикують країни Латинської Америки і Африки. За підрахунками фахівців, Україна біопаливом може забезпечити більше ніж наполовину потреби свого автомобільного транспорту. Варто переробляти буре вугілля на рідке паливо, використовувати термальні води, що рентабельно для Карпат і Криму, де на глибинах 1000 і 2000м температура термальних вод досягає 70 °С і 100 °С. Доцільно використовувати енергію малих річок, силу вітру, енергію сонця, морських хвиль, сірководню вод Чорного моря, метану шахт Донбасу. Вітрові електростанції можуть дати кількість струму, що дорівнює 22 Дніпрогесам, хвильові електростанції Чорного і Азовського морів, за підрахунками вчених, можуть виробити до 17 млрд. кВт/год. на рік.

 

1.2.3. Електроприймачі електричної енергії та поділ їх за характером, видом струму, тривалістю роботи тощо.

Електричні приймачі I категорії — електричні приймачі, перерва електропостачання яких може спричинити небезпеку для життя людей, значний збиток суб'єктам господарювання, пошкодження дорогого основного обладнання, масовий брак продукції, розлад складного технологічного процесу, порушення функціонування особливо важливих елементів комунального господарства.

Зі складу електричних приймачів I категорії виділяється особлива група електричних приймачів, безперебійна робота яких необхідна для безаварійного зупину виробництва, з метою запобігання загрозі життю людей, вибухам, пожежам і пошкодженням дорогого основного обладнання.

Електричні приймачі II категорії — електричні приймачі, перерва електропостачання яких приводить до масового недовідпуску продукції, масових простоїв робітників, механізмів і промислового транспорту, порушення нормальної діяльності значної кількості міських і сільських жителів.

Електричні приймачі III категорії — решта електричних приймачів, що не підпадають під визначення I і II категорій.

Незалежне джерело живлення електроприймача або групи електроприймачів — джерело живлення, на якому зберігається напруга в межах, регламентованих ПУЕ для післяаварійного режиму, при зникненні її на іншому або інших джерелах живлення цих електроприймачів.

Електроприймачі першої категорії повинні забезпечуватися електроенергією від двох незалежних взаєморезервуючих джерел живлення, і перерва їх електропостачання при порушенні електропостачання від одного з джерел живлення може бути допущена лише на час автоматичного відновлення живлення.

Для електропостачання особливої групи електроприймачів І категорії має передбачатися додаткове живлення від третього незалежного взаєморезервуючого джерела живлення.

Як трете незалежне джерело живлення для особливої групи електроприймачів і як друге незалежне джерело живлення для решти електроприймачів І категорії можуть бути використані місцеві електростанції, електростанції енергосистем, спеціальні агрегати безперебійного живлення, акумуляторні батареї тощо.

 

Тема 1.3. Види головних схем з’єднань електричних станцій і підстанцій та їх основні елементи – 2 години

1.3.1. Головні схеми станцій і підстанцій, їх основні елементи.

Вибір головної схеми електричних з’єднань є відповідальною ланкою в проектуванні
електричної частини електростанції, оскільки він визначає повний склад елементів та
зв’язків між ними. Основними вихідними даними для вибору головної схеми є: тип
електростанції та вид палива; число та потужність агрегатів станції; графіки навантажень
споживачів та їх склад; дані про систему.
Головна електрична схема значною мірою визначає основні показники електричної
частини станції, а також обумовлює характеристики ЕС в цілому: надійність,
економічність, ремонтопридатність, безпеку обслуговування, зручність експлуатації,
зручність розміщення електрообладнання, можливість подальшого розширення тощо.
Тому на етапі проектування до головної схеми електричних з’єднань висуваються такі
вимоги:
– відповідність умовам роботи станції в енергосистемі, очікуваним режимам, а також
відповідність технологічній схемі;
– простота і наочність, мінімальний об’єм перемикань при зміні режиму, доступність
обладнання для ремонту без порушення режиму роботи;
– зручність спорудження електричної частини з врахуванням черговості введення в
експлуатацію генераторів, трансформаторів, ЛЕП;
– можливість автоматизації установки в економічно доцільному обсязі;
– достатня, економічно виправдана міра надійності.
Слід враховувати також те, що електрична схема ЕС є частиною схеми
енергосистеми. Електроенергія, яка виробляється генераторами, передається через
трансформатори та електричні з’єднання головної схеми і надходить в систему через
повітряні й кабельні лінії. Тому при виборі головної електричної схеми необхідно
враховувати також системні вимоги.
Процес розробки головної електричної схеми можна розділити на такі основні етапи:
- вибір схеми приєднання електростанції до енергосистеми;
- вибір структурної (принципової) схеми;
- вибір доцільного способу обмеження струмів КЗ;
- вибір схем електричних з’єднань РУ на всіх основних напругах;
- розрахунок струмів КЗ і вибір електричних апаратів.
Далі будемо дотримуватися саме такого порядку викладення матеріалу для
проектування. Проте це не означає жорстку хронологічну послідовність рішень
перерахованих питань.

 

1.3.2. Видача електроенергії ГЕС, АЕС та ТЕС.

1.3.3. Умовні графічні позначення елементів електричних станцій і підстанцій.

Тема 1.4. Вимірювальні трансформатори струму та напруги – 2 години

1.4.1. Конструктивні та функціональні особливості трансформаторів струму і напруги.

1.4.2. Класи точності.

1.4.3. Похибки вимірювань.

Тема 1.5. Силові трансформатори – 4 години

1.5.1. Методи визначення розрахункового навантаження трансформаторів.

Завищені навантаження викликають зайві витрати і недовикористання дефіцитного електрообладнання та провідникового матеріалу. Занижені значення електричних навантажень тягнуть за собою недовикористання встановленого дорогого технологічного обладнання та недоотпуск продукції.

При проектуванні зазвичай визначають три види навантажень:

а) середню за максимально завантажену зміну P см і середньорічну P сг. Величина P см необхідна для визначення розрахункової активного навантаження P р, а величина P сг - для визначення річних втрат електроенергії;

б) розрахункову активну P р і реактивну Q р. Ці величини необхідні для розрахунку мереж за умовами допустимого нагріву, вибору потужності трансформаторів та перетворювачів, а також для визначення максимальних втрат потужності, відхилень і втрат напруги;

в) максимальну короткочасну (пусковий або піковий струм) I п; ця величина необхідна для перевірки коливань напруги, визначення струму рушання релейного захисту, вибору плавких вставок запобіжників і перевірки електричних мереж за умовами самозапуска двигунів.

1.5.2. Основні конструктивні властивості та функціонування.

До основних конструктивних елементів силового трансформатора належать обмотки, які намотано на шихтоване осердя (магнітопровід) з пластин електротехнічної сталі завтовшки 0,35 або 0,5 мм. Обмотки, виконано з проводу прямокутного або круглого перерізу та концентрично розташовано на стрижні магнітопроводу й ізольовано кабельним папером. Обмотки нижчої напруги розміщують ближче до стрижня, а обмотки вищої напруги — над ними. Для забезпечення умов охолодження між обмотками залишають канал завширшки 5-8 мм. Магнітопровід з обмотками встановлено у спеціальний бак (для випадку масляних трансформаторів). Конструкція баку визначається потужністю трансформатора та умовами його охолодження. Тому в експлуатації зустрічаються трансформатори, що мають баки з гладкою та ребристою поверхнею, з додатковими радіаторами і без них. На кришці бака розташовано виводи обмоток. Обмотки можуть мати нульовий вивід (нейтраль), який призначено для їх заземлення. Якщо нульовий вивід трансформатора заземлюється, то ця обмотка називається глухо заземленою, у протилежному випадку — з ізольованою нейтраллю.

 

1.5.3. Визначення кількості та потужності трансформаторів на підстанції.

Однотрансформаторні ТП 6-10/0,4 кВ застосовуються при живленні електроприймачів, що допускають перерву електропостачання на деякий час, але не більше 1 доби, необхідний для ремонту або заміни пошкодженого елементу (живлення електроприймачів III категорії), а також для живлення електроприймачів II категорії, за умови резервування потужності по перемичках на вторинній напрузі або за наявності складського резерву трансформаторів. Трансформаторные подстанции в системах электроснабжения

Однотрансформаторні ТП вигідні ще і в тому відношенні, що якщо робота підприємства супроводжується періодами малих навантажень, то можна за рахунок наявності перемичок між трансформаторними підстанціями на вторинній напрузі відключати частину трансформаторів, створюючи цим економічно доцільний режим роботи трансформаторів.

Під економічним режимом роботи трансформаторів розуміється режим, який забезпечує мінімальні втрати потужності в трансформаторах. В даному випадку вирішується завдання вибору оптимальної кількості працюючих трансформаторів.

Такі трансформаторні підстанції можуть бути економічні і в плані максимального наближення напруги 6-10 кВ до електроприймачів, зменшуючи протяжність мереж до 1 кВ за рахунок децентралізації трансформації електричної енергії. В цьому випадку питання вирішується на користь застосування двох однотрансформаторних в порівнянні з однією двохтрансформаторною підстанцією.

Двохтрансформаторні ТП застосовуються при переважанні електроприймачів I і II категорій. При цьому потужність трансформаторів обирається такою, щоб при виході з роботи одного, інший трансформатор з урахуванням допустимого перевантаження перейняв би на себе навантаження усіх споживачів (у цій ситуації можливо тимчасово відключити електроприймачі III категорії). Такі підстанції бажані і незалежно від категорії споживачів за наявності нерівномірного добового або річного графіку навантаження. У цих випадках вигідно змінювати приєднану потужність трансформаторів, наприклад, за наявності сезонних навантажень, одне або двозмінної роботи зі значним завантаженням змін, що розрізняється. Области применения одно- и двухтрансформаторных подстанций

Електропостачання населеного пункту, мікрорайону міста, цеху, групи цехів або усього підприємства може бути забезпечено від однієї або декількох трансформаторних підстанцій. Доцільність споруди одно- або двохтрансформаторних підстанцій визначається в результаті техніко-економічного порівняння декількох варіантів схем електропостачання. Критерієм вибору варіанту є мінімум приведених витрат на спорудження системи електропостачання. Порівнювані варіанти повинні забезпечувати необхідний рівень надійності електропостачання.

У загальному випадку вибір потужності трансформаторів виконується на підставі наступних основних початкових даних: розрахункового навантаження об'єкту електропостачання, тривалості максимуму навантаження, темпів росту навантажень, вартості електроенергії, здатності навантаження трансформаторів і їх економічного завантаження.

Основним критерієм вибору одиничної потужності трансформаторів є, як і при виборі кількості трансформаторів, мінімум приведених витрат, отриманий на основі техніко-економічного порівняння варіантів.

Орієнтовно вибір одиничної потужності трансформаторів може виконуватися по питомій щільності розрахункового навантаження (кВ×А/м2) і повного розрахункового навантаження об'єкту (кВ×А).

При питомій щільності навантаження до 0,2 кВ×А/м2 і сумарному навантаженню до 3000 кВ×А доцільно застосовувати трансформатори 400; 630; 1000 кВА з вторинною напругою 0,4/0,23 кВ. При питомій щільності і сумарного навантаження вище вказаних значень більш економічні трансформатори потужністю 1600 і 2500 кВА.

 

1.5.4. Регулювання напруги.

Більшість трансформаторів обладнано засобами для зміни коефіцієнта трансформації шляхом додавання або відключення числа частини витків обмотки.

Різновиди перемикачів числа витків трансформатора:

  1. Перемикачі числа витків без навантаження — перемикачі без збудження (ПБЗ);
  2. Перемикачі числа витків під навантаженням — регулювання під навантаженням (РПН)

 

Тема 1.6. Автотрансформатори – 2 години

1.6.1. Однофазні та трифазні триобмоткові автотрансформатори.

Автотрансформатор  це такий вид трансформатора, в якому крім магнітного зв'язку між обмотками є ще й електричний зв'язок.

У трьохобмоткову автотрансформаторі (рис. 4.44) обмотки ВН і СН електрично пов'язані між собою і тому в ньому лише частина енергії передається електромагнітним шляхом. Частина обмотки AM називається  загальної.-послідовною обмоткою, а частина ОМ  Три фази обмоток ВН і СН з'єднуються в зірку з заземленою нейтраллю, а три фази обмотки НН для створення більш сприятливих умов намагнічування магнітопровода замикання третіх гармонік струму і компенсації струмів нульової послідовності з'єднуються в трикутник. Введення високої напруги в середині обмотки ВН полегшує виконання ізоляції цієї обмотки від сердечника.

1.6.2. Прохідна, трансформаторна та електрична потужність.

Підвищувальні трансформаторні підстанції (споруджувані зазвичай при електростанціях) перетворюють напругу, що виробляється генераторами, у вищу напругу (одного або декількох значень), необхідну для передачі електроенергії по лініях електропередачі (ЛЕП).

Знижувальні трансформаторні підстанції перетворюють первинну напругу електричної мережі в нижчу вторинну. Залежно від призначення і від величини первинної і вторинної напруги знижувальні трансформаторні підстанції підрозділяються на районні, головні знижувальні і місцеві (цехові). Районні трансформаторні підстанції приймають електроенергію безпосередньо від високовольтних ЛЕП і передають її на головні знижувальні ТП, а ті (знизивши напругу до 35, 10 або 6 кВ) — на місцеві і цехові підстанції, на яких здійснюється останній рівень трансформації (з пониженням напруги до 660, 400 або 230 В) і розподіл електроенергії між споживачами.

В залежності від місця і способу приєднання трансформаторні підстанції до електричної мережі нормативні документи не встановлюють класифікації підстанцій. Однак ряд джерел дає класифікацію виходячи із застосування типів конфігурацій мережі та можливих схем приєднання[2]:

  • Тупикові — живлення по одній або двом радіальним лініям.
  • Відгалужувальні — приєднуються до однієї або двох ліній на відгалуженнях.
  • Прохідні — підключаються до мережі шляхом заходу однієї лінії з двухстороннім живленням.
  • Вузлові — підключаються до мережі не менше ніж трьома лініями живлення.

Відгалужувальні та прохідні трансформаторні підстанції об'єднують поняттям проміжні, яке визначає розміщення підстанції між двома центрами електроживлення або вузловими підстанціями.

Прохідні і вузлові підстанції, через шини яких здійснюються перетоки потужності між вузлами мережі, називають транзитними.

Також використовується термін опорна підстанція, який як правило позначає підстанцію більш високого класу напруги по відношенню до розглянутої трансформаторної підстанції або мережі.

Також трансформаторні підстанції розділяють на підстанції відкритого типу і на закритого типу.

Закрита трансформаторна підстанція — ТП, обладнання якої розміщене в приміщені або в металевій оболонці[4].

Прибудована трансформаторна підстанція — закрита трансформаторна підстанція, що має тільки один будівельний елемент, спільний з суміжними приміщеннями (стіну, перегородку або підлогу, що є перекриттям суміжного приміщення знизу).

Вбудована трансформаторна підстанція має два або більше будівельних елемента, спільні з суміжними приміщеннями.

Щоглова трансформаторна підстанція (ЩТП) — трансформаторна підстанція (у тому числі в конструктивному виконанні КТП), все устаткування якої встановлене на конструкціях (або опорі повітряної лінії електропередач (ПЛ) просто неба на висоті, що не потребує наземного огородження[

 

1.6.3. Характерні режими роботи трифазних триобмоткових автотрансформаторів та регулювання напруги.

Зменшується витрата міді на виготовлення обмоток автотрансформатора. Одночасно зменшуються магнітні та електричні втрати, тобто підвищується ККД автотрансформатора.

Отже, автотрансформатор у порівнянні з трансформатором рівної потужності має такі переваги:

- менші витрати активних матеріалів (мідь та електротехнічна сталь);

- вищий ККД (для автотрансформаторів великої потужності ККД досягає 99,7 %);

- менші розміри й вартість.

Зазначені переваги автотрансформатора тим значніші, чим більша потужність Se, а отже, менша розрахункова частина Sрозр прохідної потужності.

 

Тема 1.7. Режими нейтралі в електричних мережах – 2 години

1.7.1. Мережі з ізольованою нейтраллю, мережі з резонансно-заземленою (компенсованою) нейтраллю: векторні діаграми струмів та напруги.

Система IT — система, у якій нейтраль джерела живлення ізольована від землі або заземлена через прилади або пристрої, що мають великий опір, а відкриті провідні частини заземлені з використанням заземлювальних пристроїв. Така система також відоме як електроустаткування з ізольованою нейтраллю

Залежно від характеру (величини) струму замикання на землю електричні мережі поділяються на мережі з ізольованою і мережі з заземленою нейтраллю (глухозаземленою нейтраллю).

нейтраль- Нейтрали трансформаторів, що входять в електричну мережу одного напруги, тобто мають електричний зв'язок.

Якщо на трансформаторах однієї мережі заземлити (з'єднати з землею) нейтрали обмоток однієї напруги, то електрична мережа цієї напруги і буде мережею з заземленою нейтраллю.

Якщо ж все нейтрали обмоток однієї напруги трансформаторів однієї мережі не мають зв'язку з землею, то ці мережі є мережами з ізольованою нейтраллю.

Якщо на обладнанні в мережі з заземленою нейтраллю відбудеться замикання однієї фази (одного проводу) на землю, то виникне замкнуте електричне коло з малим опором - замкнутий контур струму. Опір даного контуру маленьке, то струм, що виникає в такому контурі «величезний». Він називається струмом однофазного короткого замикання і в лічені секунди нагріває дроти до такої міри, що вони розплавляються, а точніше випаровуються. Тому мережі з заземленою нейтраллю ще називають мережі з великим струмом замикання на землю. Для виключення пошкодження обладнання при виникненні однофазного короткого замикання це обладнання необхідно відразу ж відключати за допомогою пристроїв релейного захисту та автоматики (РЗА), тобто це пошкодження усувається з можливим перервою живлення споживачів.

Якщо така ж ситуація станеться в мережі з ізольованою нейтраллю, то замкнутого контуру не буде, так як він розірваний в місці нейтраль - земля і струму великої величини в точці замикання не буде. Великого струму не буде, але струм, хоч і невеликий, все, ж буде - це зарядний або ємнісний струм даної мережі. Величина його залежить від ємності даної мережі, яка в даному випадку працює як конденсатор, ємність якого залежить від протяжності ліній цієї мережі. Мережі з ізольованою нейтраллю ще називають мережі з малим струмом замикання на землю.

Замикання на землю в мережі з ізольованою нейтраллю становить небезпеку для людей, що знаходяться поблизу точки замикання. Оскільки напруга, що виникає на поверхні землі в точці зіткнення з фазою, різко зменшується при видаленні від цієї точки (повністю зникає на відстані приблизно 8 м), то людина, яка опинилася на відстані ближче 8 м до точки замикання, потрапить в зону напруги.

В енергетиці з ізольованою нейтраллю працюють мережі напругою 6, 10 і 35 кВ. Мережі інших напруг працюють в режимі заземленою нейтралі.

Мережа 0,4 кВ на вимогу Правил улаштування електроустановок (ПУЕ) повинна працювати в режимі глухозаземленной нейтрали для безпеки людей, оскільки при замиканні фази на землю в даному випадку вона буде відключатися захисними апаратами (автоматами або запобіжниками). Мережі 6-35 кВ економічно вигідніше робити з ізольованою нейтраллю - не відбувається відключення обладнання, а значить і погашення споживачів при однофазному замиканні (а саме однофазні замикання найчастіше виникають на електрообладнанні) і є час у оперативного персоналу перевести споживачів на резервне живлення перш ніж відключити пошкоджену ділянку. Починаючи з 110 кВ вигідніше робити мережі з заземленою нейтраллю, тому що економляться кошти на дорогу ізоляцію, яка при одному і тому ж напрузі в мережі з ізольованою нейтраллю повинна бути більше через тривалість часу замикання, ніж в мережі з заземленою нейтраллю, де режим замикання на землю триває менше секунди (основні захисту обладнання мають уставки по часу від 0 до 0,5 секунд). До того ж практично всі споживачі мають мінімум дві лінії живлення напругою 110 кВ, чого не скажеш про 6-10 кВ, і відключення однієї з ліній від захисту не призводить до погашення споживачів.

 

1.7.2. Компенсація ємнісних струмів.

Компенсація ємнісного струму замикання на землю в мережах 6-35 кВ е безконтактним способом гасіння уземлюючої дуги, мета якого - зменшення струму замикання на землю через місце пошкодження до мінімальних значень і забезпечення надійного дугогасіння в місці пошкодження; обмеження перенапруг, що виникають при дугових замиканнях на землю, до значень, безпечних для ізоляції експлуатованого обладнання; плавне відновлення напруги на пошкодженій фазі (режим перекомпенсації) після гасіння уземлюючої дуги, яке сприяє відновленню діелектричним властивостей місця пошкодження; запобігання різкому зростанню реактивної потужності на джерела живлення під час дугових замикань на землю і тим самим збереження якості електроенергії у споживачів.

Компенсація повинна застосовуватись із такими значеннями ємнісного струму замикання на землю:

- в повітряних електричних мережах напругою 6-20 кВ, на металевих і (або) залізобетонних опорах і в усіх мережах напругою 35 кВ -більше 10 А;

-в повітряних мережах, які не мають металевих і залізобетонних опор, а також в кабельних мережах при напрузі: 6 кВ - більше ЗО А; 10 кВ - більше 20 А; 15 - 20 кВ - більше 15 А;

- в схемах напругою 6-20 кВ на генераторній напрузі - більше 5 А Допускається застосовувати компенсацію в мережах 6-35 кВ також із значеннями ємнісного струму, меншими від вищенаведених.

Наведені значення струмів відповідають вимогам РД 34.20.501 «Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей (ПТЭ)».

1.7.3. Мережі з ефективно та глухо заземленими нейтралями: галузь використання, умови роботи.

Мережі з U ном = 110 кВ і вище виконуються з ефективним заземленням нейтралі з міркувань вартості ізоляції, так як в таких мережах при замиканні на землю однієї фази напруга на двох інших не перевищує 0,8 міжфазного напруги. Це означає, що ізоляцію розраховують на це напруга, а не на повне междуфазное напругу в разі ізольованою або компенсованою нейтрали. Недоліком режиму заземленою нейтралі є те, що замикання фази на землю є коротким замиканням і вимагає негайного відключення. Значна частина однофазних замикань в мережах 110 кВ і вище при знятті напруги самоусувається, тому автоматичне повторне включення відновлює живлення споживачів. Для зменшення величини струму однофазного КЗ застосовують часткове розземлення нейтралей. Наприклад, з двох встановлених на підстанції трансформаторів нейтраль заземляется тільки у одного. Ще одним недоліком режиму є ускладнення конструкції заземлюючого пристрою, який має бути розраховане на великий струм КЗ. Щоб підвищення напруги по відношенню до землі на непошкоджених фазах не перевищувало 0,8 U Л, струм однофазного КЗ в будь-якій точці мережі повинен бути не менше 60% струму трифазного КЗ в цій точці. Це забезпечується заземленням необхідної кількості нейтралей трансформаторів та автотрансформаторів. Мережа, що працює за таких умов, називається мережею з ефективно заземленою нейтраллю.

За ПУЕ в мережах напругою 330 кВ і вище нейтралі автотрансформаторів і трансформаторів НЕ разземляют, тобто вони працюють з глухо заземленою нейтраллю, а трансформатори 110-220 кВ з ефективно заземленою нейтраллю. В установках до 1 кВ для одночасного живлення трифазних і однофазних навантажень застосовуються чотирипровідні мережі з глухим заземленням нейтралі. У таких мережах застосовують нульовий провідник, пов'язаний з нейтраллю трансформатора, який служить також для захисного занулення, тобто для приєднання всіх металевих частин електроустановки, нормально не знаходяться під напругою. При пробої ізоляції на корпус виникає однофазне КЗ, приводить до відключення відповідного автоматичного вимикача. Нульовий провідник ізолюється, як і фазні провідники, перетин його не менше 0,5 фазного, від його цілісності залежить надійність і безпеку роботи електроустановки. Нульовий провідник повторно заземлюється в місцях розгалуження і на довгих ділянках (більше 200 метрів).

1.7.4. Переваги та недоліки.

Глухозаземлена нейтраль

Застосовується в мережах напругою до 1 кВ та від 110 кВ, при невеликій довжині ЛЕП та великій кількості точок підключення споживачів. Споживачу подаються лише фази, для випадку однофазного навантаження підключення здійснюється між фазою і нульовим проводом (нейтраллю).

Система TN — це система, у якій нейтраль джерела живлення є глухо заземленою, а відкриті провідні частини електроустаткування приєднані до глухозаземленої нейтралі джерела за допомогою нульових захисних провідників. Вираз «глухозаземлена» означає те, що нейтраль напряму приєднується до заземлювального контуру, а не через дугогасний реактор, резистор тощо. Слід відзначити, що глухе заземлення робиться поряд з джерелом живлення, яким зазвичай є трансформаторна підстанція.

Підсистема ТN-С — система TN, у якій нульовий захисний і нульовий робочий провідники суміщені в одному провіднику на усій її протяжності. Така підсистема застосовувалась у старих житлових будівлях і для нових будинків вона не рекомендується.

Підсистема TN-C-S — система TN, у якій функції нульового захисного і нульового робочого провідників суміщені в одному провіднику у якійсь її частині, починаючи від джерела живлення. TN-C-S рекомендується для повсюдного використання і достатньо легко виконується. Перехід від системи TN-C достатньо простий і полягає у модернізації електропроводки.

Підсистема TN-S — система TN, у якій нульовий захисний і нульовий робочий провідники є розділеними на усій її протяжності. Підсистема TN-S — ідеальне вирішення, але потребує проведення додаткової лінії від комплектної трансформаторної підстанції до споживача, що виконати достатньо складно і дорого.

Система TT, у якій нейтраль на підстанції, як і в розглянутих вище системах, приєднується до заземлювального електроду за допомогою провідника з нехтовно малим імпедансом (глухозаземлена нейтраль), відкриті струмовідні частини (англ. exposed conductive[8]) заземлені шляхом приєднання до окремого заземлювального електроду, зв'язаного з заземлювальним електродом на підстанції лише через землю. В діючих в Україні ПУЕ (НПАОП 40.1-1.312-01) ця система не входить до переліку систем, рекомендованих до застосування. В інших країнах, зокрема в Росії, застосування системи ТТ допускається, але лише тоді, коли умова щодо захисту від непрямих дотиків в системах TN не може бути забезпечена. Система ТТ передбачає обов'язкове застосування RCCB (англ. residual current operated сircuit-breaker — пристрій захисного відключення), що забезпечують захист як від прямих, так і від непрямих дотиків.

Ізольована нейтраль

Система IT — система, у якій нейтраль джерела живлення ізольована від землі або заземлена через прилади або пристрої, що мають великий опір, а відкриті провідні частини заземлені з використанням заземлювальних пристроїв. Така система також відоме як електроустаткування з ізольованою нейтраллю.

У ПУЕ[6] розглядаються наступні види ізольованої нейтралі із заземленням через апарати або пристрої з великим опором:

  • компенсована нейтраль — нейтраль генератора або трансформатора, приєднана до заземлювального пристрою через дугогасні реактори для компенсації ємнісного струму в мережі під час однофазних замикань на землю;
  • заземлена через резистор нейтраль — нейтраль генератора або трансформатора в мережі з ізольованою або компенсованою нейтраллю, приєднана до заземлювального пристрою через резистор, наприклад, для захисту мережі від перенапруг або (і) виконання селективного захисту в разі замикання на землю, що призводить до збільшення струму замикання.

IT -система застосовується у лініях з напругою від 2 кВ до 35 кВ. Такі лінії мають середню протяжність і порівняно невелику кількість точок підключення споживачів, якими зазвичай є трансформаторні підстанції у житлових районах і потужні технологічні машини підприємств.

В лініях на 50 кВ може застосовуватись як ізольована, так і ефективно-заземлена нейтраль.

Ефективно заземлена нейтраль

Ефективно заземлена нейтраль — трифазна електрична мережа напругою понад 1 кВ, в якій коефіцієнт замикання на землю — не перевищує 1,4. Застосовується на протяжних лініях з напругою від 110 кВ до 220 кВ (п. 1.2.16 ПУЕ[6])

Системи з ефективним заземленням нейтралі зменшують затрати з міркувань вартості ізоляції, так як в таких мережах при замиканні на землю однієї фази напруга на двох інших не перевищує 0,8 від міжфазної напруги. Це означає, що ізоляцію розраховують на цю напругу, а не на повну між фазну напругу як у випадку ізольованої нейтралі.

Недоліком режиму заземленої нейтралі є те, що замикання фази на землю є коротким замиканням і вимагає негайного відключення.

 

 

Завдання для самостійної роботи

1. План розвитку Об'єднаної енергетичної системи України.

2. Вивчення графічних зображень обладнання електричних станцій.

 

Контрольні питання

для визначення рівня засвоєння знань студентами

1. Категорії надійності електропостачання споживачів.

2. Як виконується регулювання напруги трансформаторів і автотрансформаторів.

3. Схеми видачі електричної енергії. Типи, визначення, застосування.

4. Які фактори повинні враховуватись при виборі схеми електроустановки.

5. Вибір головної схеми з’єднання електростанції чи підстанції.

6. Силові трансформатори. Типи, призначення.

7. Вказати на які групи по способу охолодження розподіляються силові

трансформатори і автотрансформатори.

8. Системи охолодження силових трансформаторів і автотрансформаторів.

9. Параметри силових трансформаторів і автотрансформаторів.

10. Умови вибору потужності трансформаторів на районних трансформаторних підстанціях (РТП), що живлять сільськогосподарських споживачів.

12. Режими роботи триобмоткових автотрансформаторів.

13. Розподіл електричних мереж в залежності від режиму роботи нейтралі.

14. Розподіл електричних мереж за рівнем напруги в залежності від способів заземлення.

15. Короткі замикання. Типи, складові.

16. Короткі замикання. Розрахунок, перелік припущення під час розрахунку.

17. Розрахунок струмів короткого замикання у відносних одиницях.

18. Високовольтні вимикачі. Типи, призначення, область застосування.

19. Плавкі запобіжники. Умови вибору. Переваги та недоліки.

20. Опорні ізолятори: умови вибору, типи.

21. Трансформатори струму та напруги. Умови вибору, призначення та типи.

22. Класи точності трансформаторів струму. Способи приєднання.

23. Розрядники та ОПН: типи, умови вибору. Призначення. та недоліки.

24. Джерела постійного та змінного оперативного струму на станціях і підстанціях.

25. За якими критеріями вибираються вимикачі?

26. За якими критеріями перевіряються вимикачі?

27. За якими критеріями вибираються роз’єднувачі?

28. За якими критеріями перевіряються роз’єднувачі?

29. Класифікація вимикачів за способом гасіння дуги.

30. Пояснити призначення роз’єднувачів.

31. З яких матеріалів виготовляються шини розподільних установок?

32. Якого перерізу шини використовуються найчастіше?

33. Для чого шини фарбують?

34. В які кольори фарбуються шини?

35. На якій відстані одна від одної встановлюються прокладки в двосмугових шинах?
36. За рахунок чого можна вийти за зону резонансних явищ системи шин?

37. Пояснити призначення пристроїв заземлення.

38. За якими критеріями виконується розрахунок заземлення?

39. Який опір повинне мати заземлення підстанції 110 кВ?

40. Від чого залежить допустима величина напруги оторкування?

41. Пояснити призначення блискавковідводів.

42. Які існують типи грозозахисту?

43. В чому полягає різниця між типами грозозахисту?

44. Назвати основні параметри грозозахисту.

45. Призначення автономних систем електроживлення.

46. Способи автоматизації дизель-генераторних установок (ДЕС).

48. Системи збудження синхронних генераторів ДЕС. Переваги і недоліки.

49. Основні конструктивні елементи ДЕС.

50. Вимоги по вибору ДЕС.

51. Класи точності трансформаторів струму. Способи приєднання.

52. Розрядники та ОПН: типи, умови вибору. Призначення. Переваги та недоліки.

53.Джерела постійного та змінного оперативного струму на станціях і підстанціях.







Назва дисципліни

Техніка високих напруг

Викладач

Музиченко Володимир Андрійович, кандидат технічних наук, старший науковий співробітник, асистент кафедри Електроенергетики, електротехніки та електромеханіки

Курс та семестр, у якому планується вивчення дисципліни, обсяг дисциплін

3 курс, 1 семестр

4 кредитів ЄКТС

Факультет, ОП на якій вивчається дисципліна

Агробіотехнологічний факультет

ОП «Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка»

Перелік компетентностей та відповідних результатів навчання, що забезпечує дисципліна

Компетентності:

ІК. Здатність розв’язувати спеціалізовані задачі та вирішувати практичні проблеми під час професійної діяльності у галузі електроенергетики, електротехніки та електромеханіки або у процесі навчання, що передбачає застосування теорій та методів фізики та інженерних наук і характеризуються комплексністю та невизначеністю умов.

ЗК02. Здатність застосовувати знання у практичних ситуаціях.

СК2. Здатність вирішувати практичні задачі із залученням методів математики, фізики та електротехніки.

СК3. Здатність вирішувати комплексні спеціалізовані задачі і практичні проблеми, пов’язані з роботою електричних систем та мереж, електричної частини станцій і підстанцій та техніки високих напруг.

СК8. Здатність виконувати професійні обов’язки із дотриманням вимог правил техніки безпеки, охорони праці, виробничої санітарії та охорони навколишнього середовища.

Результати навчання:

ПР01. Знати і розуміти принципи роботи електричних систем та мереж, силового обладнання електричних станцій та підстанцій, пристроїв захисного заземлення та грозозахисту та уміти використовувати їх для вирішення практичних проблем у професійній діяльності.

Опис дисциплін

Передумови вивчення

Навчальна дисципліна «Техніка високих напруг» базується на знаннях таких дисциплін, як «Математика», «Фізика», «Хімія», «Теоретичні основи електротехніки», «Електротехнічні матеріали», «Електрична частина станцій та підстанцій».

Максимальна кількість студентів, які можуть одночасно навчатися

20

Теми аудиторних занять

Модуль 1. Розряди в газах, рідинах та твердих діелектриках

1. Загальні відомості щодо техніки високих напруг. Мета і задачі курсу.

2. Електричний розряд у вакуумі.

3. Електричний розряд у газах.

4. Фізична природа корони, особливості коронного розряду на постійній і змінній напрузі.

5. Вольт-амперні характеристики коронного розряду.

6. Втрати енергії при коронуванні.

7. Розряд в повітрі уздовж поверхні ізоляторів.

8. Розряд уздовж провідної і забрудненої поверхні ізолятора.

9. Особливості розвитку розряду в газових проміжках при прикладанні імпульсної напруги.

10. Електричний розряд у рідких діелектриках.

11. Електричний розряд у твердих діелектриках.

Модуль 2. Перенапруги в електричних мережах

1. Загальна характеристика перенапруг. Визначення перенапруги. Класифікація перенапруг.

2. Грозові перенапруги. Блискавка, як джерело грозових перенапруг. Етапи утворення блискавки.

3. Грозозахист об’єктів електроенергетики. Блискавковідводи. Зона захисту блискавковідводів різних типів. Захисні апарати та пристрої. Захисні проміжки. Трубчасті (повітряні) розрядники. Вентильні розрядники. Магнітовентильні розрядники. Нелінійні обмежувачі напруг.

4. Комутаційні перенапруги в електричних мережах, загальна характеристика.

5. Перенапруги перехідного процесу при комутаціях: при ввімкненні розімкненої лінії, при автоматичному повторному ввімкненні.

6. Перенапруги перехідного процесу при комутаціях: при відключенні конденсаторів та ненавантажених ліній, при відключенні великих струмів, при відключенні малих індуктивних струмів, при переміжних замиканнях на землю.

7. Квазістаціонарні перенапруги. Підвищення напруги в кінці розімкненої лінії. Усталені перенапруги при коротких замиканнях. Перенапруги промислової частоти при неповнофазних режимах роботи.

Модуль 3. Високовольтні ізоляційні конструкції

та випробувальні установки.

1. Ізоляція повітряних ліній електропередачі та відкритих розподільчих пристроїв. Лінійні ізолятори. Прохідні ізолятори.

2. Ізоляція силових трансформаторів.

3. Ізоляція силових конденсаторів.

4. Ізоляція силових кабелів.

5. Високовольтні випробувальні установки, випробування та вимірювання.

6. Вимірювання напруг і струмів в високовольтних установках. Загальні характеристики електростатичних вольтметрів, іскрових вольтметрів, що застосовуються для вимірювання високих напруг.

7. Принципи роботи осцилографів, схеми їхнього підключення через ємнісні подільники напруги та коаксіальні шунти.

Модуль 4. Високовольтні установки в АПК

1. Область застосування високовольтних електротехнологічних установок в АПК.

2. Озонна обробка. класифікація технологічних процесів в рослинництві, що використовують озон. Технічні характеристики цих озонаторів.

3. Електроаерозолі.

4. Електроогорожі. Технічні характеристики електроогорож.

5. Вплив аероіонної обробки на лежкість рослинної продукції.

6. сепарація насіння. Електрокоронні сепаратори. Електростатичні сепаратори.

7. Електроімпульсні технології.

8. Генератори імпульсних струмів. Методика їх розрахунку. розрахунок розрядного кола. розрахунок зарядного кола.

9. електрогідравлічний ефект.

10. Дія електроіскрових розрядів на рослинні об’єкти.

11. Електрофільтри.

12. техніка безпеки при роботі з високовольтним обладнанням. Вимоги до джерел високої напруги, що живлять електрокоронні іонізатори.

13. Розрахунок потужності та робочої напруги джерела живлення електрокоронного іонізатора.

14. Розрахунок помножувача напруги для джерела живлення аероіонізатора.

Мова викладання

Українська

Методи оцінювання

залік

Змістовий модуль 1. Розряди в газах, рідинах та твердих діелектриках

1. Загальні відомості щодо техніки високих напруг. Мета і задачі курсу.

Метою навчальної дисципліни «Техніка високих напруг» є вивчення основ теорії електрофізичних процесів, що відбуваються в електротехнічних матеріалах при дії на них високих напруг та сильних електромагнітних полів, способів протидії негативному впливу грозових і комутаційних перенапруг на функціональні характеристики ізоляційних конструкцій високовольтного електрообладнання, координації і методів профілактичного контролю і випробування ізоляції різних типів енергетичного електрообладнання.

Завдання навчальної дисципліни «Техніка високих напруг»: вивчити взаємозв'язок між електричними властивостями основних видів ізоляції, рівнями перенапруг, що впливають на неї, і характеристиками захисної апаратури; вивчити електрофізичні процеси в ізоляції при її експлуатації; вміти оцінювати електричну міцність ізоляційних конструкцій; засвоїти основні методи й норми випробування ізоляції високовольтного електрообладнання; вивчити сучасні засоби боротьби з перенапругами у високовольтних електромережах.

Техніка високих напруг являє собою комплекс дисциплін, що вивчають вплив сильних електричних та магнітних полів на речовину та питання їх технічного використання. Серед цих дисциплін: методи розрахунку електричних та магнітних полів, електричні розряди в газах, твердих та рідких діелектриках, електрогазодинаміка дисперсних систем, високовольтні установки та вимірювальні пристрої, ізоляційні конструкції, перехідні процеси та перенапруги в електроустановках.

Питання для самоперевірки
1. Які стандартні рівні напруг використовуються в різних країнах?
2. Що розуміють під поняттям «техніка високих напруг»?
3. Проаналізувати сфери використання високої напруги.
4. В чому полягає різниця між пробоєм та перекриттям ізоляції?
5. Які причини викликають виникнення перенапруг?

 

2. Електричний розряд у вакуумі.

Визначення вакууму, приклади використання діелектричних властивостей вакууму. Стадії розряду у вакуумі. Вакуумний пробій. Поверхня електродів та її вплив на вакуумний пробій. Поняття щодо автоелектронної емісії. Аналіз типів емісійних центрів, що призводять до пробою вакуумного проміжку. Критерій вакуумного пробою. Ініціювання вакуумного пробою плазмою. Електричний вибух металу. Вибухова електронна емісія. Струм вакуумної іскри.

1. Навести визначення вакууму та приклади використання діелектричних властивостей вакууму.

2. Проаналізувати стадії розряду у вакуумі.

3. Розкрити особливості виникнення вакуумного пробою.

4. Яким чином поверхня електродів впливає на вакуумний пробій?

5. Що розуміють під автоелектронною емісією?

6. Здійснити аналіз типів емісійних центрів, що призводять до пробою
вакуумного проміжку.

7. Які умови виникнення вибухової електронної емісії?

 

3. Електричний розряд у газах.

Загальні відомості щодо розряду в газах. Аналіз залежності струму і напруги на газовому проміжку в процесі розряду. Процес виникнення розряду в газі. Електронна лавина. Типи розрядів у газах. Таунсендівський розряд, закон Пашена. Стримерний розряд. Корона та довгі іскри, ультракорона. Струм іскри та зниження напруги на проміжку. Вибухова емісія електронів. Моделі опору іскри.

 

1. Які типи розрядів у газах Вам відомі?

2. Які особливості імпульсного пробою газу?

3. Проаналізувати процес розряду в газовому проміжку.

4. Сформулювати закон Пашена.

5. Охарактеризувати процес виникнення розряду в газі.

6. Розкрити поняття «електронна лавина», «стример».

7. Критично проаналізувати умови виникнення корони, довгих іскр, ультракорони.

8. Що розуміють під вибуховою емісією електронів?

 

 

10. Електричний розряд у рідких діелектриках.

Класифікація рідких діелектриків. Основні чинники, що впливають на пробій рідких діелектриків. Вплив вологи та мікродомішок на пробій. Вплив тиску. Вплив температури. Вплив тривалості дії напруги. Вплив геометрії електродів, відстані між ними, матеріалу та полярності на пробивну напругу. Бар’єрний ефект.

1. Яким чином класифікують рідкі діелектрики?

2. Назвати основні чинники, що впливають на пробій рідких діелектриків.

3. Яким чином волога та мікродомішки впливають на пробій рідких
діелектриків?

4. Як впливає тиск на пробій рідких діелектриків?

5. Розкрити вплив температури на пробій рідких діелектриків.

6. Як тривалості дії напруги впливає на пробій рідких діелектриків?
7. Яким чином геометрія електродів, відстань між ними, матеріал та полярність впливають на пробивну напругу рідких діелектриків?

8. Як бар’єри впливають на пробивну напругу рідких діелектриків?

 

 

 

11. Електричний розряд у твердих діелектриках.

Види пробою твердого діелектрика. Фізичні явища в діелектрику при впливі електричного поля. Часткові розряди. Накопичення об'ємного заряду. Електролюмінесценція. Старіння твердих діелектриків.

1. Проаналізувати види пробою твердого діелектрика.

2. Які фізичні явища мають місце в твердому діелектрику при впливі електричного поля?

3. Описати фізичну картину виникнення часткових розрядів в твердих діелектриках.

4. Які причини та наслідки накопичення об'ємного заряду в твердих
діелектриках?

5. Що розуміють під старінням твердих діелектриків?

 

Завдання для самостійного опрацювання

4. Фізична природа корони, особливості коронного розряду на постійній і змінній напрузі.

5. Вольт-амперні характеристики коронного розряду.

6. Втрати енергії при коронуванні.

7. Розряд в повітрі уздовж поверхні ізоляторів.

8. Розряд уздовж провідної і забрудненої поверхні ізолятора.

9. Особливості розвитку розряду в газових проміжках при прикладанні імпульсної напруги.

Змістовий модуль 2. Перенапруги в електричних мережах

1. Загальна характеристика перенапруг. Визначення перенапруги. Класифікація перенапруг.

Перенапруга – це тимчасове підвищення напруги понад найбільшу допустиму робочу напругу електроустановки В більшості випадків перенапруги мають короткочасний характер, оскільки вони виникають при швидко затухаючих перехідних процесах або в аварійних режимах, час яких обмежується дією релейного захисту і системної автоматики. Різні види перенапруг мають тривалість від одиниць мікросекунд до декількох годин. Навіть короткочасні перенапруги високої кратності можуть призвести до пробою або перекриття ізоляції з наступним відключенням ошкодженого елементу мережі і перервою в електропостачанні споживачів або зниженням якості електроенергії.

2. Грозові перенапруги. Блискавка, як джерело грозових перенапруг. Етапи утворення блискавки.

Блискавка є електричним розрядом між хмарою і землею або між хмарами. Блискавці передує процес розподілу і накопичення електричних зарядів в грозових хмарах, що відбувається в результаті виникнення в хмарах потужних висхідних повітряних потоків і інтенсивної конденсації в них водяної пари.

Краплі води, що досягли ділянки негативних температур, замерзають. Замерзання починається з поверхні краплі, яка покривається кірочкою льоду. Тепло, що виділяється при цьому, підтримує температуру усередині краплі близько 0° С. Наявні у воді позитивні іони під дією різниці температур переміщуються до поверхневого шару краплі і заряджають його позитивно, тоді як рідка серцевина краплі набуває надлишковий негативний заряд. Коли замерзає серцевина краплі, то внаслідок її розширення раніше замерзлий поверхневий шар лопається і його позитивно заряджені уламки відносяться потоком повітря у верхні частини хмари. Таким чином, нижня частина грозової хмари виявляється зарядженою негативно, а вершина – позитивно. Це один з основних процесів електризації грозових хмар, і тому в більшості випадків (до 90%) блискавки бувають негативними, тобто переносять на землю негативний заряд.

1. Що розуміють під кратністю перенапруг?
2. Класифікуйте перенапруги за місцем та причиною виникнення.
3. Які причини виникнення комутаційних перенапруг?
4. Розкрийте механізм утворення блискавки.
5. Поясніть фізичні явища під час лідерної стадії розвитку блискавки.
6. Які процеси супроводжують головну стадія імпульсу блискавки?
7. Яку небезпеку становлять грозові перенапруги?
8. Якими величинами оцінюється хвильовий опір каналу блискавки?

3. Грозозахист об’єктів електроенергетики. Блискавковідводи. Зона захисту блискавковідводів різних типів. Захисні апарати та пристрої. Захисні проміжки. Трубчасті (повітряні) розрядники. Вентильні розрядники. Магнітовентильні розрядники. Нелінійні обмежувачі напруг.
Захист від прямих ударів блискавки здійснюється за допомогою блискавичників. Блискавичник є пристроєм, що височіє над об'єктом, що захищається, через який струм блискавки відводиться в землю.
Принцип дії захисного апарату полягає в тому, що він запобігає появі на електроустановці імпульсів перенапруг, небезпечних для її ізоляції, і не перешкоджає роботі електроустановки при робочій напрузі.
Простота і дешевизна стержневих проміжків визначають їх широке застосування, особливо в мережах нижчих класів напруги.

Основу трубчастого розрядника складає трубка з газогенеруючого матеріалу. Один кінець трубки заглушений металевою кришкою, на якій укріплений внутрішній стержневий електрод. На відкритому кінці трубки розташований інший електрод у вигляді кільця. Проміжок між стержневим і кільцевим електродами називається внутрішнім, або дугогасильним, проміжком. Трубка відділяється від дроту фази зовнішнім іскровим проміжком для того, щоб газогенеруючий матеріал трубки постійно не розкладався під дією струмів витоку.

Вентильний розрядник – апарат для обмеження перенапруг, який підключається до електричної мережі через іскрові проміжки та робочі елементи якого виготовлені на основі нелінійних резисторів (варисторів).

Варистор
– нелінійний резистор, за нормальної напруги промислової частоти має високий опір, а при перенапругах – має малий опір
Магнитовентильний розрядник складається з декількох послідовних блоків з магнітним іскровим проміжком і відповідного числа вілітових дисків.
Кожен блок магнітних іскрових проміжків є почерговим з'єднанням одиничних іскрових проміжків і постійних магнітів, що розміщені у фарфоровому циліндрі. При пробої в одиничних іскрових проміжках виникає дуга, яка за рахунок дії магнітного поля, що створюється кільцевим магнітом, починає обертатися з великою швидкістю, що забезпечує більш швидке, в порівнянні з вентильними розрядниками, дугогасіння.
Обмежувач перенапруг нелінійний (ОПН) – апарат для обмеження перенапруг, який підключаються до електричної мережі без іскрових проміжків та робочі елементи якого виготовлені на основі високонелінійних металооксидних резисторів (варисторів).Основний недолік вентильних розрядників пов'язаний з тим, що резистори на основі карборунда мають порівняно невисоку нелінійність.
Застосування резисторів основі окислу цинку, що мають значно більшу нелінійність, ніж резистори на основі карборунда, дозволило створити нелінійний обмежувач перенапруг. Перевагами ОПН є можливість глибокого
обмеження перенапруг, у тому числі міжфазних, малі габарити, що дозволяють використовувати їх як опорні ізоляційні колони, велика пропускна спроможність.
 
Питання для самоперевірки
1. Розкрити призначення та конструкцію блискавичника.
2. Яким чином визначається зона захисту блискавичників різних типів?
3. Здійснити критичний аналіз засобів захисту від грозових перенапруг.
4. Як узгоджуються вольт-секундні характеристики ізоляції обладнання та іскрового проміжку?
5. Розкрити конструкцію та принцип дії трубчастого розрядника.
6. Проаналізувати улаштування та принцип дії довгоіскрового розрядника.
7. Як улаштований вентильний розрядник?
8. Описати характерні особливості функціонування магнітовентильного розрядника.
9. Проаналізувати конструкцію та принцип дії нелінійного обмежувача перенапруг.
 

4. Комутаційні перенапруги в електричних мережах, загальна характеристика.

Загальна характеристика комутаційних перенапруг.

Електричні мережі високої напруги мають коливальні властивості, оскільки містять зосереджені і розподілені індуктивності і ємності. У нормальному режимі передачі потужності ці коливальні властивості не проявляються. Однією з причин виникнення коливань електричної і магнітної енергій, що запасаються в реактивних елементах мережі, є планові і аварійні комутації. Кожна комутація викликає перехідний процес, що часто супроводжується перенапругами, які можуть привести до перекриття ізоляції.

Серед таких комутацій в першу чергу слід назвати відключення ненавантажених ліній з повторними запаленнями у вимикачі, відключення ліній при асинхронному ході генераторів, автоматичне повторне включення тощо.

Перенапруги, що виникають при комутаціях, називають комутаційними. Їх максимальні значення залежать від багатьох чинників, серед яких важливу роль грають схема електричної мережі, характеристики вимикача. Окрім комутаційних перенапруг, що виникають під час перехідного процесу в результаті спрацювання комутаційних апаратів (вимикачів, роз’єднувачів, короткозамикачів тощо), можливе виникнення перенапруг через перехідні процеси, наприклад, при перекритті ізоляції лінії в результаті удару блискавки в лінію або при нестійкому горінні дуги в місці однофазного короткого замикання в мережі з ізольованою або резонансно-компенсованою нейтраллю (послідовне запалення і згасання дуги є свого роду комутатором) тощо.

Питання для самоперевірки

1. Провести критичний аналіз причин виникнення, характеру протікання та наслідків комутаційних перенапруг в електричних мережах.

2. Охарактеризувати перенапруги перехідного процесу при ввімкненні розімкненої лінії. 3. Які причини виникнення та наслідки перенапруг перехідного процесу при автоматичному повторному ввімкненні?

4. Чому можуть виникати перенапруги перехідного процесу при відключенні ненавантажених ліній?

5. Чи можуть виникати перенапруги при відключенні конденсаторних батарей? Пояснити причини.

6. Розкрити фізичну картину виникнення перенапруг перехідного процесу при відключенні струмів короткого замикання.

7. У чому полягає явище "зрізу" струму при відключенні від шин високо напруги ненавантаженого трансформатора.

8. Пояснити механізм виникнення повторних пробоїв у вимикачі при відключенні струму холостого ходу трансформатора?

9. Проаналізувати перехідні процеси при виникненні однофазного короткого замикання на землю в мережі з ізольованою нейтраллю.

10. Провести критичний аналіз способів обмеження комутаційних перенапруг.

11. Як класифікуються заходи захисту від комутаційних перенапруг?

12. В чому полягає принцип обмеження перенапруг вимикачем з додатковим резистором?

 

Самостійна робота

1. Перенапруги перехідного процесу при комутаціях: при ввімкненні розімкненої лінії, при автоматичному повторному ввімкненні.

2. Перенапруги перехідного процесу при комутаціях: при відключенні конденсаторів та ненавантажених ліній, при відключенні великих струмів, при відключенні малих індуктивних струмів, при переміжних замиканнях на землю.

3. Квазістаціонарні перенапруги. Підвищення напруги в кінці розімкненої лінії. Усталені перенапруги при коротких замиканнях. Перенапруги промислової частоти при неповнофазних режимах роботи.

Змістовий модуль 3. Високовольтні ізоляційні конструкції та випробувальні установки.

1. Ізоляція повітряних ліній електропередачі та відкритих розподільчих пристроїв. Лінійні ізолятори. Прохідні ізолятори.

Основною ізоляцією повітряних ліній є атмосферне повітря. Незважаючи на його порівняно низьку електричну міцність, повітряна ізоляція має переваги, завдяки яким її широко застосовують для передачі електричної енергії. По- перше, це простота конструкції і мала, в порівнянні з іншими способами передачі електроенергії, вартість повітряної лінії. По-друге, відсутність старіння, тобто зміни електричних характеристик при тривалій експлуатації. По-третє, здатність відновлювати свої ізолюючі властивості після згасання розряду. Цю властивість використовують для організації автоматичного повторного ввімкнення

2. Ізоляція силових трансформаторів.

Розрізняють внутрішню та зовнішню ізоляцію трансформатора.

Недотримання теплового режиму при експлуатації трансформатора веде до швидкого зносу його ізоляції. Чим вище температура ізоляції обмоток, при якій вона працює, тим швидше вона втрачає свої ізоляційні і механічні властивості. Трансформаторна олива, що служить ізоляцією і охолоджувальним середовищем, під впливом високих температур окислюється, при цьому утворюється шлам, який порушує циркуляцію оливи і тим самим погіршує охолодження трансформатора. Тому під час експлуатації ведеться строгий нагляд за температурним режимом роботи трансформаторів і за технічним станом пристроїв охолодження трансформаторів.

3. Ізоляція силових конденсаторів.

Секція конденсатора є спіральним намотаним рулоном зі стрічок діелектрика і алюмінієвої фольги, що виконує роль електродів. У рулонних секціях обидві поверхні електродів є активними, внаслідок чого скорочується витрата металу на електроди.

Питання для самоперевірки

1. З яких елементів складається ізоляція силових трансформаторів?

2. Як розташовується головна ізоляція обмоток трансформаторів різних класів напруги?

3. Яким чином перевіряється виконання вимог координації ізоляції силових трансформаторів?

4. Описати улаштування оливобар’єрної ізоляції силового трансформатора?

5. Назвати основні експлуатаційні вимоги до ізоляції трансформаторів.

6. Розкрити конструкцію силових конденсаторів.

7. Які матеріали та конструктивні рішення забезпечують ізоляцію
силових конденсаторів?

4. Ізоляція силових кабелів.

Електричні кабелі – це гнучкі ізольовані провідники, забезпечені захисними оболонками, які оберігають ізоляцію від зовнішніх механічних і інших впливів. Основними елементами силових кабелів є провідники (жили), ізоляція по відношенню до землі і між жилами, герметична металева оболонка і захисні покриви. Металева оболонка, що виконується зазвичай зі свинцю або алюмінію, оберігає ізоляцію головним чином від вологи і частково від механічних ушкоджень. Захисні покриви включають броню із сталевих дротів або стрічок і шари кабельної пряжі з джутового волокна, просоченої бітумінозними сполуками з антисептиками. Броня забезпечує головний захист оболонки кабелю і його ізоляції від зовнішніх механічних впливів, а джутові покрови – захист оболонки від корозії.

Кабелі повинні мати достатню гнучкість, щоб їх можна було намотувати на барабани для транспортування або зберігання і згинати при укладанні по
нерівній трасі. Тому жили силових кабелів виконуються з великого числа
скручених тонких дротів.

У кабелях ізоляція сприймає на себе масу струмопровідних жил, а також значні зусилля, необхідні для вигинання жил при намотуванні на барабан або при прокладенні. У зв'язку з цим ізоляція кабелів має характеризуватися достатньою гнучкістю та високою механічною міцністю. Звичайна для ізоляції устаткування високої напруги вимога високої електричної міцності стосовно силових кабелів має особливе значення. Річ у тому, що при збільшенні електричної міцності і відповідно при зменшенні товщини ізоляції не лише знижуються витрати на її виготовлення, але і покращуються умови відведення тепла від жили і збільшуються допустимі робочі струми, кабель стає більш гнучким, досягається економія металу оболонки і покривних матеріалів.

 

Самостійна робота

1. Високовольтні випробувальні установки, випробування та вимірювання.

2. Вимірювання напруг і струмів в високовольтних установках. Загальні характеристики електростатичних вольтметрів, іскрових вольтметрів, що застосовуються для вимірювання високих напруг.

3. Принципи роботи осцилографів, схеми їхнього підключення через ємнісні подільники напруги та коаксіальні шунти.

Змістовий модуль 4. Високовольтні установки в АПК

1. Область застосування високовольтних електротехнологічних установок в АПК.

методи електротехнології сприяють зменшенню техногенного навантаження на довкілля, оскільки вони можуть знизити використання в агропромисловому комплексі хімікатів.

Всі без винятку електротехнологічні методи в кінцевому підсумку сприяють підвищенню продуктивності біологічного об’єкта і, відповідно, скороченню енергозатрат на одиницю кінцевої продукції, а тому є енергозберігаючими. Для прикладу: затрати на зберігання в 2-3 рази нижчі ніж на додаткове виробництво тієї ж кількості продукції. Вартість електротехнологічної установки для сховища на 3-4 порядки нижча вартості самого сховища. Витрати електроенергії в елктротехнологічних установках на 3 порядки нижчі загальних енерговитрат в сховищах. Аероіонна обробка дає наприкінці сезону зберігання як мінімум 2-3 % додаткової продукції, що дозволяє окупити всі затрати протягом одного сезону.

Енергозбереження також є одним із способів підвищення екологічної безпеки.

2. Озонна обробка. класифікація технологічних процесів в рослинництві, що використовують озон. Технічні характеристики цих озонаторів.

Для зниження рівнів мікробного забруднення продуктів використовують теплову обробку, гамма-випромінювання, хімічні консерванти. Теплова обробка зазвичай тягне за собою зміну органолептичних властивостей продукту і знижує його харчову цінність, зокрема, через руйнування більшості вітамінів. Застосування радіації і консервантів знижує привабливість продукції в очах населення. Протягом останніх років все більшу увагу виробників харчової продукції привертає озонування. Озон є одним з найбільш сильних антимікробних агентів і має ряд незаперечних переваг у порівнянні з іншими антисептичними агентами.

3. Електроаерозолі.

Аерозолі – це тверді або рідкі частинки, суспендовані (завислі) в газовому середовищі. Аерозольні частинки мають розмір від 1 нм до 10 мкм. за тієї самої маси речовини в аерозольному стані вона має значно більшу поверхню, а тому й її фізико-хімічна активність підвищена.

у рослинництві аерозолі використовують для боротьби із шкідниками та хворобами за допомогою обробки хімічними препаратами (отрутохімікати, гербіциди, пестициди, інсектициди) як власне рослин у період вегетації, так і насіннєвого та садивного матеріалу.

у тваринництві аерозолі використовують для лікування та профілактики хвороб тварин і птахів, а також для дезінфекції та дезінсекції приміщень

Ефективність аерозольної обробки можна підвищити через надання аерозолям електричного заряду. частинка, що отримала електричний заряд, буде швидше осідати на певній поверхні. Очевидно, що заряд має бути уніполярним, інакше частинки з різними зарядами будуть прилипати одна до одної, їх маса зростатиме та, зрештою, аерозоль розпадеться до тих компонентів, з яких він створювався.

Аерозолі осідають під дією сили тяжіння, інерційних сил, броунівського руху тощо. електроаерозолі осідають окрім того ще й під дією електричних сил, які можуть перевищувати механічні сили.

Дія електричних сил збільшує кількість матеріалу, що осідає, підвищує рівномірність осадження, сприяє втриманню частинок на поверхні, на яку вони осіли. Отже, є можливість скоротити витрати матеріалу, яким обробляється об’єкт. наприклад, під час обробки рослин електроаерозолем густота покриття листя зростає, порівнюючи з незарядженим аерозолем, на верхньому боці листя в 1,2–3 рази, а на нижньому боці – в 5–20 разів. водночас витрати хімікатів можна знизити в 1,2–3 рази. під час протруювання насіння витрати препаратів скорочують в 2–3 рази за тієї самої ефективності обробки. У генераторах електроаерозолів застосовують в основному два способи зарядки аерозольних частинок: іонну та зарядку в електростатичному полі. іонна зарядка відбувається за допомогою уніполярного коронного розряду.

4. Електроогорожі. Технічні характеристики електроогорож.

Електроогорожі використовуються на пасовищах для утримання худоби в межах певної ділянки. Вона складається із: сталевого дроту діаметром 1-1,5 мм, ізоляторів та стійок, та генератора імпульсів.

Живлення електроогорожі може здійснюватись від мережі, або акумуляторних чи гальванічних батарей, причому акумулятори можна заряджати від сонячних батарей та вітроагрегатів.

По можливості рекомендується використовувати електроогорожі з живленням від мережі. Вони забезпечують більшу енергію імпульсу, що відлякує тварин. Це потрібно, якщо електроогорожа має значну довжину, тварини мають довгу вовну, в стаді є самці.

Генератор складається з конденсатора, який розряджається на трансформатор, що підвищує напругу до 10 – 15 кВ. один з виводів трансформатора з’єднується з власне огорожею, другий заземлюється. при дотику до дроту через тварину проходить електричний струм, від дії якого вони отримують неприємні відчуття, що не можуть завдати шкоди їх здоров’ю. Тривалість проходження струму через тварину залежить від ємності конденсатора та опору його навантаження, а саме: провідників, тіла тварини та заземлювача. Для того, щоб налякана імпульсом тварина встигла звільнитися від дії струму, конденсатор заряджається через опір, що зумовлює тривалість його заряджання. Цим опором визначається пауза між імпульсами.

 

Модель

Максимальна напруга, В

енергія заряду, Дж

Рекомендується для

OLLI 100

6500

1,2

Коней, собак

OLLI 300

8000

2,6

ВРХ, коней, собак,

OLLI 600

8300

3,8

ВРХ, коней

OLLI 950

10000

4,8

ВРХ, коней, овець, свиней

OLLI 1000

9500

4,5

ВРХ, коней, овець, свиней

OLLI protector 11

11700

11,0

ВРХ, коней, овець, свиней

5. Вплив аероіонної обробки на лежкість рослинної продукції.

модель

Напруга живлення, В

енергія заряду,

Дж

Рекомендується для

SG 3

6

0,125

Коней, собак

SG 3

12

0,3

Коней, собак

120B

12

0,95

ВРХ, коней

122B

9

0,85 – 1,65

ВРХ, коней, свиней, овець

122B

220

0,85 – 1,65

ВРХ, коней, свиней, овець

180В

12

1,4

ВРХ, коней, свиней, овець

250В+

12

2,0

ВРХ, коней, свиней, овець

9,0В

9

0,34

Коней, собак

9,07В

96

0,83

ВРХ, коней, собак

9,07В

12

0,83

ВРХ, коней, собак

9,07В

220

0,83

ВРХ, коней, собак

9,07S

12

0,83

ВРХ, коней, собак

9,07S

220

0,83

ВРХ, коней, собак


Відомі методи обробки рослинної продукції з соковитими тканинами можна розподілити на декілька груп.

По роду струму. Можлива обробка з використанням постійного, змінного, або ж одночасно і постійного і змінного струму.

Для обробки застосовуються електрокоронний та бар’єрний розряди. Бар’єрним розрядом в даному випадку слід вважати електричний розряд в повітряному середовищі при напруженості електричного поля (2...4)106 В·м-1. Для запобігання пробою міжелектродного проміжку в ньому розміщують діелектрик (діелектричний бар’єр).

Діючими факторами можуть бути: негативні аероіони, так звані нейтральні компоненти іонізованого повітря (озон та двоокис азоту) та електричне поле.

Матеріал, що підлягає обробці, може розташовуватися як в міжелектродному проміжку, так і поза його межами; або ж оброблятися в електричному полі та одночасно продуктами електричних розрядів, які утворюються поза зоною обробки.

Відомі чотири методи електроіонізаційної обробки рослинної продукції з соковитими тканинами:

1) обробка в полі коронного розряду;

2) обробка в полі коронного розряду постійного струму одночасно з обробкою озоном, одержаним поза зоною обробки за допомогою бар’єрного розряду на змінному струмі;

3) обробка поза зоною розряду аероіонами, які отримані за допомогою коронного розряду на постійному струмі;

4) обробка поза зоною розряду озоном, який отриманий за допомогою коронного розряду на змінному струмі.

 

6. сепарація насіння. Електрокоронні сепаратори. Електростатичні сепаратори.


Запорукою отримання високих урожаїв є якісний посівний матеріал. Використання посівного матеріалу низької якості значно знижує урожайність та призводить до перевитрати насіння через завищення норм висіву в 1,5 – 2 рази.

Світовий досвід і практика підготовки насіння показують, що вирощуванням насіннєвого матеріалу займаються спеціалізовані фірми. Насіння доводиться до кондицій та пакується на спеціалізованих заводах. Такі заводи призначені для очистки високоякісного насіння високих репродукцій. Загальна матеріало- та енергоємність таких комплексів, а також їх вартість на 2 порядки вища за аналогічні показники для електросепараторів при порівняно незначній (приблизно в 2 рази вищій) продуктивності.

Насіння деяких культур (зокрема цукрових буряків) більшість країн закуповують в тих країнах, де умови для його вирощування найкращі.

В Україні на сьогоднішній день практично не застосовуються спеціалізовані машини для очищення насіння. Така підготовка насіння здійснюється, як правило, на зерноочисних машинах. Первинну підготовку насіння вони здійснюють на належному рівні, але остаточна очистка і сортування насіннєвого матеріалу потребує врахування специфічних його особливостей, а відтак і спеціального обладнання. Із механічних зерноочисних машин найбільш придатними для очистки і сортування посівного матеріалу є гравітаційні сепаратори, які ще називають пневматичними сортувальними столами.

Фермерські господарства намагаються обходитись власним, як правило, далеко не найкращих сортів, насінням. Ті господарства, що мають таку можливість, закуповують якісне насіння переважно в іноземних фірмах. При цьому сорти культур не завжди відповідають місцевим умовам.

Спеціальні машини для підготовки насіння знайшли розповсюдження лише в тих галузях рослинництва, де насіння використовується тільки для сівби, як, наприклад, в буряківництві. При підготовці ж до сівби зернових, бобових тощо використовуються наявні зерноочисні машини. Такі машини не можуть забезпечити вимоги стандартів щодо посівних властивостей насіння. В зв'язку з цим розробляються електрозерноочисні машини, які здатні не тільки очищати насіння від домішок та сортувати його за геометричними розмірами, а й відбирати найбільш повноцінне з біологічної точки зору. Всі електричні методи сортування насіння базуються на здатності насіння сприймати заряд в залежності від його питомої ваги та хімічного складу. Останній, в свою чергу, в більшості залежить від ступеня достиглого насіння.

Відомо, що насіння з вищою здатністю до проростання та енергією проростання і урожай дасть вищий

 

По характеру руху насіння в робочому просторі електросепаратори бувають:

·         з криволінійним транспортуючим електродом;

·         з плоским транспортуючим електродом;

·         сепаратори вільного падіння.

криволінійні транспортуючі барабани, в свою чергу, можуть бути або нерухомі з криволінійною площиною, (наприклад, брахістохроною), або з барабаном, що обертається.

Транспортуючі електроди можуть бути як нерухомі, так і виконані у вигляді транспортера. Останні, в свою чергу, можуть бути горизонтальні або похилі, а також решітні або трієрні.

Для покращення якості сепарації застосовується послідовне використання кількох блоків.

Електросепарація вимагає щоб насіння в потоці не екранувало одне одного. Тому підвищити продуктивність електросепараторів можна не товщиною потоку насіння, а тільки його довжиною. Збільшення цієї довжини вимагає вирішення питання рівномірного розподілу насіння в потоці. На практиці довжина потоку не перевищує 2-х метрів, що призвело до застосування паралельного з’єднання двох блоків сепарації з одним завантажувальним бункером, оскільки значну частину капітальних та енергозатрат при сепарації складають витрати на завантажувальне та розвантажувальне обладнання.

електросепаратори можуть поєднуватися із механічними сепараторами (решітними, аспіраційними тощо).

В електростатичних сепараторах, так званий ізольований (той що під напругою) барабан, обов’язково повинен мати самоочищення поверхні для упередження перетворення його на коронуючий електрод. Для цього достатньо виготовити його у вигляді циліндра, що обертається з щіткою для чищення поверхні. Використання в електрокоронних сепараторах циліндричного електрода, який обертається, дозволяє порівняно з сепараторами вільного падіння розтягнути так зване віяло, що утворюється за рахунок різного впливу поля на об'єкти сепарації. Вертикальний розмір сепаратора зменшується.

Порівняльна оцінка насіннєочисних машин, в тому числі і електричних, показує, що електростатичний сепаратор має найнижче з усіх машин відношення маси установки до її продуктивності, а також відношення установленої потужності електродвигунів до продуктивності.

Беззаперечною перевагою електросепараторів є можливість відбирати найбільш повноцінне з біологічної точки зору насіння. Це пояснюється тим, що окрім механічних критеріїв відбору насіння, які використовуються в усіх типах сепараторів, в електросепараторах враховуються електричні властивості насіння (провідність, діелектрична проникність тощо). Біологічні властивості насіння тісно корелюють з його електричними властивостями. Електричні властивості насіння впливають на заряд, який може отримати насінина. Від величини заряду залежить сила, що діє на насінину в електричному полі. Величина електричної сили, що діє на насіння, визначає те переміщення насіння в електричному полі, що й визначає якість сепарації.

Механічні машини сортують насіння по розміру, формі, питомій масі, а також в залежності від коефіцієнта шорсткості поверхні.

Електричні зерно та насіннєочисні машини крім того можуть також враховувати електричні властивості зерна, в першу чергу провідність та діелектричну проникливість.

7. Електроімпульсні технології.


Суть всіх імпульсних технологій – створення короткочасної, але дуже потужної дії на об’єкт обробки. Це досягається переважно за допомогою конденсатора, тривалість заряджання і розряджання якого залежить від ємності цього конденсатора та відповідно опорів зарядного та розрядного ланцюгів. В скільки разів опір зарядного ланцюга більший за опір розрядного, в стільки ж разів потужність імпульсу вища за потужність джерела, від якого заряджається конденсатор (без врахування коефіцієнта корисної дії зарядного та розрядного контурів). Електроімпульсні технології часто називають розрядними (електричний розряд в рідинах, електричний розряд в повітрі тощо).

Електроімпульсні установки складаються з зарядного та розрядного контурів. В обидва контури входить накопичувач енергії (конденсатор).

тип

Робоча напруга, 104В

Ємність,

10-6Ф

Індуктив-ність,

10-6Гн

Виготовлювач

ИК 40-5

40

5

0,04

З-д «Конденсатор»

ИКГ 50-1

50

1

0,5

З-д «Конденсатор»

КМК 50-07

50

0,7

0,03

С-Пб політехн. Ін-тут.

КМК 50-4

50

4

0,015

С-Пб політехн. Ін-тут.

КИМ-3Б

50

1,02

0,01

Харк. політехн. Ін-тут.

ESC-257

40

0.75

0,01

Tobe Deutchmann (США)

CD-11197

40

1,0

0,1

ВІСС (Сполучене королівство)


Для заряджання конденсатора використовуються трансформатори з вмонтованими в них селеновими випрямлячами. Такий трансформатор ВТМ 15/50 має потужність 15 кВт. Він має на виході напругу 50 кВ. для обмеження струму заряджання повинен бути відповідний опір.

в високовольтних генераторах імпульсів струму зарядний опір доцільно розташовувати на стороні низької напруги перед трансформатором. В такому випадку значно легше витримувати вимоги до ізоляції зарядного опору. Причому зарядний опір може бути як активним, так і реактивним. Наприклад, як зарядний опір можна використовувати дросель індуктивністю (4-10)·10-3 Гн.

Розрядний контур окрім конденсатора складається із пристрою для комутації та розрядного проміжку.

 

тип

Робоча напруга, 104В

Індуктивність ,

10-6Гн

Виготовлювач

КПВ 1/75

75

0,14

Севкабель

КПВ 1/50

50

0,22

Севкабель

Рк 106

40

0,22

Севкабель

40Р.2

40

0,083

Сполучене королівство

100Р.1

100

0,2

Сполучене королівство

17/14

60

0,118

США

А

50

0,25

Японія


8. Генератори імпульсних струмів. Методика їх розрахунку. розрахунок розрядного кола. розрахунок зарядного кола.

 

9. електрогідравлічний ефект.

Високовольтний імпульсний розряд в рідині, або електрогідравлічний ефект (ЕГЕ) – спосіб трансформації електричної енергії в механічну роботу без проміжних пристроїв.

ЕГЕ – один з видів електроіскрової обробки.

При ЕГЕ на рідину діють три основні фактори: ударно-кавітаційний ефект значної сили, високий температурний потенціал та лавиноподібний потік заряджених частинок з високою енергією. Дія останніх двох факторів обмежується безпосередньо зоною іскрового розряду, а дія першого розповсюджується на значний об’єм.

В основному ЕГЕ використовується для створення в рідинах високого, хоча і короткочасного тиску. Тому розрядні камери за звичай закриті (замкнуті) і мають витримувати відповідний тиск.

В сільському господарстві ЕГЕ може використовуватися для:

·         отримання із рослинної продукції з соковитими тканинами (наприклад свіжоскошеної люцерни) рослинного білково-вітамінного концентрату;

·         підвищення ефективності згодовування соломи;

·         декольматації фільтрів водозабірних свердловин;

·         очищення вовни;

·         знезараження;

·         дегельмінтизації;

·         подрібнення;

·         підняття води із свердловин.

Окрім того ЕГЕ може використовуватися для:

·         штампування;

·         очищення литва;

·         збільшення діаметру спрацьованих циліндричних деталей [28,160].

Суть процесу полягає в створенні потужних, але короткочасних дій при незначній потужності джерела живлення.

Електрогідравлічні установки здебільшого працюють при напрузі 50 кВ (іноді до 80 кВ). ємність накопичувачів при цьому 0,1 – 15 мкФ, а для комутації використовуються кулькові розрядні проміжки, часом з підпаленням.

Крім того розроблені установки з робочою напругою 5 кВ. ємність накопичувачів тут 200 – 1000 мкФ, для комутації використовуються контактори.

ЕГЕ установки необхідно обладнувати пристроями для автоматичного розряджання конденсаторів при вимкненні установки та аварійному припиненні живлення.

 

10. Дія електроіскрових розрядів на рослинні об’єкти.

Розроблено екологічно чистий електроімпульсний метод боротьби з багаторічними бур’янами на виноградниках, який в 7-36 разів (в залежності від виду гербіциду) дешевший від хімічного. Визначені режими такої обробки. Підтверджено позитивний вплив впливу на мікрофлору ґрунту імпульсних розрядів. В результаті виробничої перевірки встановлено, що сумарна дія трьох електроімпульсних обробок рівнозначна п’яти механічним, а термін окупності капітальних затрат – 1,6 року.

11. Електрофільтри.

Принцип дії електрофільтра полягає в тому, що газ, який має бути очищений (або повітря), пропускається через поле уніполярного коронного розряду. частинки пилу, диму, туману тощо, які містяться в повітрі, заряджаються завдяки іонній зарядці та під дією електричних сил осаджуються на електродах. переваги електрофільтрів: низький аеродинамічний опір; здатність очищати гази від частинок різного розміру (від сотень до часток мкм); придатність до автоматизації; можливість комплексної обробки повітря (очистка, іонізація та генерація озону).

Для очистки припливного повітря та повітря всередині пташнків і тваринницьких приміщень рекомендується застосовувати двозонні електрофільтри, в яких частинки заряджаються та осаджуються в різних конструктивних зонах.

Параметри двозонних електрофільтрів: робоча напруга – 6–15 кв; потужність, що споживається – 10–30 вт у розрахунку на об’ємну витрату повітря 1000 м3/год; швидкість повітря у фільтрі – 2 м/с, водночас аеродинамічний опір становить 10–50 па. Електрофільтри затримують 90–95% пилу та 80–85% мікроорганізмів.

 

12. техніка безпеки при роботі з високовольтним обладнанням. Вимоги до джерел високої напруги, що живлять електрокоронні іонізатори.

роботи з використанням високовольтного обладнання виконуються не менше ніж двома особами. Керівник роботи повинен мати групу по техніці безпеки не нижче IV, виконавці – не ІІІ.

одноосібно обслуговувати діючі високовольтні електроустановки може спеціаліст з кваліфікаційною групою по техніці безпеки не нижче IV. Персонал, що працює на цих установках, виконуючи технологічні операції, повинен мати I кваліфікаційну групу. Установки комплектуються відповідними захисними засобами, попереджувальними плакатами та засобами надання першої допомоги.

В пульті управління установки повинен бути прилад для відображення величини робочої напруги. Цей прилад вмикається в низьковольтних ланцюгах. На стороні високої напруги встановлюється індикатор напруги.

При використанні в високовольтних установках конденсаторів треба передбачити автоматичне їх шунтування опорами для саморозряду при вимкненні установки.

Забороняється експлуатація незаземленого устаткування.

Один з виводів джерела живлення повинен підлягати з’єднанню з заземлюючим контуром. Значення опору визначається в залежності від величини струмів замикання на землю. Зовнішня ізоляція другого виводу повинна надійно витримувати максимальну робочу напругу установки.

Конструкція високовольтних установок повинна передбачати унеможливлення випадкового дотику до струмоведучих частин. При відкриванні дверцят для доступу до струмопроводів живлення установки повинно автоматично вимикатися, для чого в ланцюгу керування повинен бути кінцевий вимикач.

В схемі керування джерелом живлення високовольтної установки послідовно з автоматичним вимикачем має бути контактор (магнітний пускач) для того, щоб при випадковому відключенні напруги живлення та подальшій самовільній її появі висока напруга не могла б подаватися на робочий орган, який вважається знеструмленим.

 

Самостійна робота

1. Розрахунок потужності та робочої напруги джерела живлення електрокоронного іонізатора.

2. Розрахунок помножувача напруги для джерела живлення аероіонізатора.

ГЛОСАРІЙ

А

Автоелектронна емісія (холодна, тунельна, електростатична, польова емісія) – випромінювання електронів з катода під дією зовнішнього електричного поля, при цьому електрони проникають крізь потенційний бар'єр, який існує на поверхні катода.

Автоматичне повторне ввімкнення (АПВ) – один із засобів електроавтоматики, що повторно вмикає відключений релейним захистом силовий комутаційний апарат через визначений час, за який більшість дугових замикань самоліквідуються і електрична міцність ізоляції відновлюється; використання АПВ забезпечує безперебійність електропостачання.

Б

Блискавкоприймач – частина блискавичника, призначена для перехоплення блискавок; слугує для прийому розряду блискавки й розташовується в зоні можливого контакту з каналом блискавки.

В

Вакуум – середовище, яке містить газ при тиску, що є суттєво меншим від атмосферного.

Вакуумна дуга – електричний розряд між двома металічними контактами у вакуумі, що характеризується відносно великими струмами (до десятків кА) і низькою напругою (десятки В); підтримується за рахунок металу, що випаровується з поверхні контактів до вакуумного проміжку.

Вакуумний вимикач – високовольтний вимикач (до 220 кВ включно), в якому вакуум використовується як середовище для гасіння електричної дуги.

Варистор – напівпровідниковий резистор, електричний опір (провідність) якого нелінійно залежить від прикладеної електричної напруги.

Вентильний розрядник – апарат для обмеження перенапруг, який підключається до електричної мережі через іскрові проміжки та робочі елементи якого виготовлені на основі нелінійних резисторів (варисторів).

Вибухова електронна емісія – термоелектронна емісія з ділянок катода, нагрітих до високих температур за рахунок мікровибухів.

Внутрішні перенапруги – перенапруги, що виникають в результаті різноманітних нормальних або анормальних комутацій в системі.

Г

Газовий розряд – сукупність процесів, що виникають внаслідок протікання електричного струму через речовину, що знаходиться в газоподібному стані.

Головна ізоляція обмоток – ізоляція від обмотки до заземлених частин магнітопроводу, баку і інших обмоток (у тому числі і інших фаз) електричної машини.

Грозові перенапруги – перенапруги, що пов’язані з розрядами блискавки в струмопровідні частини установки або в землю поблизу неї.

Д

Дугогаcний реактор (котушка Петерсена) – електричний апарат (індуктивність), що призначений для компенсації ємнісних струмів замикань на землю в мережах з ізольованою нейтраллю.

Е

Екзоелектронна емісія – емісія електронів з поверхні металічних і неметалічних кристалів після механічних впливів на неї, а також ультрафіолетовими або рентгенівськими променями або тліючим розрядом (іноді називається "ефектом Крамера"). За відсутності спеціальної обробки електродів щільність струму екзоелектронів з катода не перевищує 100÷1000 ел/(см2·с). Такий струм може вплинути тільки на процес пробою під дією мілісекундних імпульсів.

Ектон – лавина (пакет, порція) електронів, що здійснюють емісію з металу за рахунок механізму вибухової електронної емісії.

Елегаз (скорочення від «електричний газ») – шестифториста сірка, SF 6, неорганічна речовина, один з флуоридів сірки, при нормальних умовах – важкий газ, в 5 разів важчий за повітря; завдяки високій електричній міцності широко використовується в високовольтній електротехніці як діелектрик.

Електрична ізоляція – конструктивна частина електричного
устаткування, що має діелектричні властивості. Електричний вибух металу – це різка зміна фізичного стану металу в результаті інтенсивного виділення в ньому джоулевої енергії при пропусканні імпульсу струму великої щільності (106÷109А/см2).

Електролюмінесценція – різновид люмінесценції, світіння газів під час проходження через них електричного струму.

З

Заземлювач блискавкозахисту – провідник або кілька з'єднаних між собою провідників, що мають електричний контакт з ґрунтом; може являти собою, наприклад, заглиблену в ґрунт металеву плиту.

Захисні розрядники – захисні апарати, що забезпечують не лише захист ізоляції від перенапруг, але і гасіння дуги супроводжуючого струму протягом часу меншого, ніж час дії релейного захисту.

І

Ізоляційний бар’єр – конструкція з твердого ізоляційного матеріалу (найчастіше використовується плаский електрокартон завтовшки 5 мм), що встановлюються в оливі між електродами електричного апарату, дуже широко застосовується для підвищення електричної міцності оливної ізоляції.

Інженерно-технологічний інститут (англ. The Institution of Engineering and Technology, IET) – найбільша інженерна спільнота в Європі, утворена злиттям Інституту інженерів-електротехніків (IEE) та Організації об’єднаних інженерів (IIE). Нараховує 150 тис. членів у всьому світі. Офіційний сайт www.theiet.org.

Інститут інженерів з електротехніки та електроніки (англ. Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE) – міжнародна організація інженерів у галузі електротехніки, радіоелектроніки та радіоелектронної промисловості. Світовий лідер в галузі розроблення стандартів з електроніки та електротехніки. Офіційний сайт http://www.ieee.org/.

К

Координація ізоляції – узгодження характеристик захисних пристроїв і характеристик ізоляції з метою забезпечення високих показників надійності останньої.

Коронний розряд – самостійний розряд у газах, що виникає в сильних неоднорідних електричних полях навколо електродів із великою кривиною (вістря, тонкі дроти).

Л

Лідер – розряд, що слабо світиться, який прокладає шлях для основного розряду рухаючись від одного електроду до іншого; лідер перекриває розрядний проміжок і сполучає електроди безперервним провідним каналом; творюється із стримера при швидкості до 108 см/с. Лінійна низхідна блискавка – декілька іскрових розрядів (імпульсів, компонентів блискавки) між хмарою і землею, що слідують один за одним.

М

Міжнародна електротехнічна комісія (МЕК; англ. International Electrotechnical Commission, IEC) — міжнародна організація із стандартизації у сфері електричних, електронних і суміжних технологій. Деякі із стандартів МЕК розробляються спільно з Міжнародною організацією із стандартизації (ISO). Офіційний сайт http://www.iec.ch/. Україна є членом IEC з 1993 року, коли було створено Національний електротехнічний комітет України (секретаріат веде Національний орган стандартизації – ДП "УкрНДНЦ" www.ukrndnc.org.ua).

Н

Несамостійний розряд – струм в газі, що протікає в умовах дії зовнішньої іонізації, усунення якої призводить до припинення струму.

О

Об'ємний заряд – розподілений нескомпенсований електричний заряд одного знаку.

Обмежувач перенапруг нелінійний – апарат для обмеження перенапруг, який підключаються до електричної мережі без іскрових проміжків та робочі елементи якого виготовлені на основі високонелінійних метало оксидних резисторів (варисторів).

П

Перекриття ізоляції – розряд по поверхні ізоляційного матеріалу, після ліквідації електричної дуги ізоляційний матеріал в більшості випадків зберігає свої діелектричні властивості.

Перенапруга – тимчасове підвищення напруги понад найбільшу допустиму робочу напругу електроустановки.

Плазма – іонізований, електрично-квазінейтральний стан речовини.

Подовжня ізоляція – це ізоляція між різними точками однієї обмотки (між витками, шарами, котушками) електричної машини.

Пробій ізоляції – безповоротна втрата ізоляцією діелектричних
властивостей з утворенням стумопровідного каналу високої провідності.

Р

Режимні перенапруги – перенапруги, що спостерігаються при несприятливих поєднаннях електрорушійних сил, які діють в мережі; включають перенапруги при несиметричному короткому замиканні на землю, а також при перезбудженні і розгоні генератора, які виникають у разі раптового скидання навантаження.

Резонансні перенапруги – перенапруги, що мають місце при наближенні однієї з власних частот коливань окремих ділянок мережі до частоти вимушуючої електрорушійної сили; можуть виникнути при односторонньому живленні лінії електропередачі, в нейтралі і фазах мережі з дугогасним реактором внаслідок резонансу в контурі, що складається з його індуктивності і ємності мережі на землю.

Розрядник довгоіскровий – апарат для захисту від перенапруг, принцип дії якого заснований на використанні ефекту ковзного розряду, який забезпечує велику довжину імпульсного перекриття по поверхні розрядника, і запобігання за рахунок цього переходу імпульсного перекриття в силову дугу струму промислової частоти.

С

Самостійний розряд – струм в газі, що протікає при прикладанні до електродів деякої граничної напруги, величина якої залежить від зовнішніх умов: тиску і сорту газу, конфігурації електродів, довжини проміжку, зовнішнього опромінення тощо.

Старіння ізоляції – процес поступового погіршення діелектричних властивостей ізоляції, що спостерігається при тривалій експлуатації; завершується пробоєм ізоляції.

Стример – тонкі розгалужені канали, що тьмяно світяться та містять іонізовані атоми газу і відщепнуті від них вільні електрони; стримери утворюються в електричному полі розрядного проміжку з електронних лавини.

Струмозводи – провідники, що слугують для відводу заряду від блискавкоприймача до заземлювача; можуть бути природними (наприклад, арматура залізобетонних будівельних конструкцій об'єкта захисту) або штучними (провідники досить великого перерізу).

Супроводжуючий струм – струм, що спрямовується через іскровий проміжок услід за імпульсним струмом по іонізованому шляху, обумовлений напругою промислової частоти.

Т

Таунсендівський розряд – квазістаціонарний електричний розряд у газах при низькому тиску (декілька мм.рт.ст.) та дуже малих струмах (менше 10-5 А), розряд можу бути як самостійним, так і несамостійним; електричне поле в розрядному проміжку однорідне або слабонеоднорідне, не викривлюється просторовим зарядом, який є незначним; названий на честь вченого Таунсенда, який розробив теорію електронних лавин.

Ф

Ферорезонансні перенапруги – перенапруги, що можуть розвиватися в контурах, які містять ємність і індуктивність з насиченим магнітопроводом; спостерігаються як на промисловій частоті, так і на вищих і нижчих гармоніках. Фібробакеліт – газогенеруючий матеріал, що використовується в трубчастих розрядниках.

Ч

Часткові розряди – пробої дефектів ізоляції (повітряних вкраплень, прошарків оливи тощо), електрична міцність яких нижче твердої фази; призводить до пробою тільки ослабленої частки, а не всього ізоляційного проміжку, проте тривала дія часткових розрядів викликає старіння та може призвести пробою ізоляції.

 

Василець С. В., Василець К. С. Техніка високих напруг: навчальний посібник [Електронне видання]. – Рівне : НУВГП, 2018. − 187 с.

Техника высоких напряжений : учеб. пособие / Бутенко В. А. и др. Томск : Изд-во ТПУ, 2010. 119 с.

Техніка і електрофізика високих напруг : навч. посібник / Бржезицький В. О. та ін. ; за ред. В. О. Бржезицького та В. М. Михайлова. Харків : НТУ «ХПІ». Торнадо, 2005. 930 с.

Техника высоких напряжений : учеб пособ. для вузов / Богатенков И. М. и др. ; под. ред. Г. С. Кучинского. СПб : Изд. ПЭИПК, 1998. 700 с.

Рекомендовані джерела інформації

Основна література

1. Василець С. В., Василець К. С. Техніка високих напруг: навчальний посібник [Електронне видання]. – Рівне : НУВГП, 2018. − 187 с.
http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/25808

2. Капцов Н. А. Коронный разряд и его применение в электрофильтрах / Н. А. Капцов. – М. – Л. : ОГИЗ, 1947. – 226 с.

3. Музиченко В. А. Обробка сільськогосподарської продукції в полі коронного розряду. – К.: Аграр. наука, 2019. – 176 с.

4. Рой В. Ф. Техніка високих напруг : навч. посіб. / В. Ф. Рой. − Харків : ХНУМГ , 2012. − 145 с.

5. Вимірювання високих напруг і великих струмів / Навчальний  посібник для студентів спеціальності «Електроенергетика, електротехніка та  електромеханіка» спеціалізації «Техніка та електрофізика високих напруг» // Укладачі: Бржезицький В. О., Проценко О. Р., Лапоша М. Ю. – К.: НТУУ «КПІ», 2016. – 133с.

6. Техника больших импульсных токов и магнитных полей. Под ред. В.С. Комелькова. М., Атомиздат, 1970. 472 с.

7. Сильные электрические поля в технологических процессах. (Электронно-ионная технология): сборник / под ред. В. И. Попкова. – Москва: Энергия, 1969. – 240 с.

8. Сильные электрические поля в технологических процессах: Электронно-ионная технология. – Выпуск 2  / Под ред. акад. В. И. Попкова. – М.: Энергия, 1971.

9. Сильные электрические поля в технологических процессах (Электронно-ионная технология) [Под ред. В. И. Попкова]. – М. : Энергия, Вып. 3. – 1979.

10. Леб Л. Основные процессы электрических разрядов в газах. Перев. С англ. Под ред. В.С. Комелькова. М.: Изд-во иностр. лит. 1950.

11. Пашин М.Ф. Расчёт ёмкостного делителя напряжения. – Электричество, 1956, №5.

12. Гончаренко Г.М. Измерение импульсных токов и напряжений. – МЭИ, вып 45 – вып. 45. – 1963.

13. Кучинский Г. С. высоковольтные импульсные конденсаторы. Л.: Энергия, 1973. 176 с.

14. Конспект лекцій з дисципліни «Техніка високих напруг» : методичні вказівки для студентів напряму підготування 6.050701 «Електротехніка та електротехнології» й спеціальності 141 «Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка» / укл. : О. О. Вакуленко. – Тернопіль : ТНТУ імені Івана Пулюя, 2017. – 180 с.

15. Михайлів В. І. Техніка високих напруг : конспект лекцій / В. І. Михайлів, В. М. Чорноус. Івано-Франківськ : ІФНТУНГ, 2017. 235 c.

 

Додаткова література

1. Електронна версія навчального посібника: В. С. Собчук «Техніка та електрофізика високих напруг», Вінниця. ВДТУ, 2003, – 86 с.

2. Електронна версія лабораторного практикуму: В. С. Собчук «Техніка та електрофізика високих напруг», Вінниця. ВДТУ, 2002, – 81 с.

3. Електронна версія навчального посібника: В. С. Собчук «Грозозахист електротехнічних комплексів», Вінниця. ВНТУ, 2005, – 111 с.

4. Електронна версія методичних вказівок і контрольних завдань з дисципліни: «Техніка та електрофізика високих напруг», Вінниця. ВНТУ, 2005,  – 16 с.

5. Электрозерноочистительные машины / А. М. Басов, Ф. Я. Изаков, В. Н. Шмигель, Т. Н Лукиенко, Г. А. Яснов, Ю. В. Паннус. М.: Машиностроение, 1988. 201 с.

6. Физические основы электрической сепарации / А. И. Ангелов, И. П. Верещагин, В. С. Ершов и др.; Под ред. В. И. Ревнивцева. М.: Недра, 1983. 271 с.

 

 

Інформаційні ресурси

1. Національна бібліотека України імені академіка В. І. Вернадського:  [сайт]. Режим доступу: http://nbuv.gov.ua/

2. Енергетика: [сайт]. Режим доступу: http://LEONARDO.ENERGY.ORG/

3. http://any-book.org/download/68591.html/

4. http://window.edu.ru/resource/262/75262/

 

 


Назва дисципліни

Електричні вимірювання з основами метрології

Викладач

Музиченко Володимир Андрійович, кандидат технічних наук, старший науковий співробітник, асистент кафедри Електроенергетики, електротехніки та електромеханіки

Курс та семестр, у якому планується вивчення дисципліни, обсяг дисциплін

3 курс, 1 семестр

5 кредитів ЄКТС

Факультет, ОП на якій вивчається дисципліна

Агробіотехнологічний факультет

ОП «Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка»

Перелік компетентностей та відповідних результатів навчання, що забезпечує дисципліна

Компетентності:

ІК. Здатність розв’язувати спеціалізовані задачі та вирішувати практичні проблеми під час професійної діяльності у галузі електроенергетики, електротехніки та електромеханіки або у процесі навчання, що передбачає застосування теорій та методів фізики та інженерних наук і характеризуються комплексністю та невизначеністю умов.

ЗК02. Здатність застосовувати знання у практичних ситуаціях.

ЗК05. Здатність до пошуку, оброблення та аналізу інформації з різних джерел.

ЗК06. Здатність виявляти, ставити та вирішувати проблеми.

СК4. Здатність вирішувати комплексні спеціалізовані задачі і практичні проблеми, пов’язані з проблемами метрології, електричних вимірювань, роботою пристроїв автоматичного керування, релейного захисту та автоматики.

СК10. Усвідомлення необхідності постійно розширювати власні знання про нові технології в електроенергетиці, електротехніці та електромеханіці.

Результати навчання:

ПР02. Знати і розуміти теоретичні основи метрології та електричних вимірювань, принципи роботи пристроїв автоматичного керування, релейного захисту та автоматики, мати навички здійснення відповідних вимірювань і використання зазначених пристроїв для вирішення професійних завдань.

ПР06. Застосовувати прикладне програмне забезпечення, мікроконтролери та мікропроцесорну техніку для вирішення практичних проблем у професійній діяльності.

ПР18. Вміти самостійно вчитися, опановувати нові знання і вдосконалювати навички роботи з сучасним обладнанням, вимірювальною технікою та прикладним програмним забезпеченням.

Опис дисциплін

Передумови вивчення

Обов’язкова навчальна дисципліна Електричні вимірювання з основами метрології базується на знаннях Фізики та Теоретичних основ електротехніки

Максимальна кількість студентів,

які можуть одночасно навчатися

20

Теми аудиторних занять

Модуль 1 Основи метрології

1.1. Предмет, методи, засоби і основні напрями метрології.

1.2. Методи вимірювань

1.3. Похибки вимірювання

1.4. Обробка результатів вимірювань

Модуль 2 Електромеханічні та електричні

вимірювальні прилади.

2.1. Загальні принципи вимірювання електричних величин.

2.2. Системи електровимірювальних приладів.

2.3. Прилади для вимірювання електричних величин.

2.4. Вимірювальні трансформатори.

2.5. Вимірювання потужності та електричної енергії

Мова викладання

Українська

Методи оцінювання

залік


Метою вивчення дисципліни «Електроенергетичні системи та мережі» є отримання бакалаврами в галузі електричної інженерії базових знань та набуття умінь і навичок застосування відновлюваних джерел електроживлення, встановлення взаємозв’язків комплексу автономного і централізованого електропостачання, обґрунтування використання комбінованих схем з відновлюваними джерелами електроживлення, використання схем автоматичного резервування навантажень, методик вибору та узгодження параметрів джерел електроживлення з навантаженням, вивченню конструктивних особливостей систем електроживлення. Все це дає змогу підготовити студентів до діяльності в електроенергетичних службах підприємств в умовах формування та розвитку енергоринку України».

Метою вивчення дисципліни «ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ» є отримання бакалаврами в галузі електричної інженерії базових знань та набуття умінь і навичок щодо основ теорії електромагнітного поля, методів розрахунку електричних кіл постійного і змінного струму та електромагнітних систем і використання їх для вирішення практичних завдань у професійній діяльності фахівця електроенергетики, електротехніки та електромеханіки.

Метою вивчення дисципліни є надання майбутнім інженерам-електрикам необхідних теоретичних і практичних знань з автоматизованого електроприводу виробничих машин і механізмів, навчитися їх кваліфіковано експлуатувати і вирішувати інженерні задачі проектування і технічного вдосконалення електроприводів виробничих машин і механізмів.