При непосредственном соединении или соединении через очень малое электрическое сопротивление различных фаз или полюсов между собой (коротком замыкании) в электрических системах возникают мощные токи короткого замыкания (токи к. з.), намного превышающие нормальные токи и вызывающие большой термический эффект, а также сильное динамическое воздействие между токоведущими частями.
Для ограничения токов к. з. применяют реакторы, представляющие собой катушки с высоким индуктивным и малым активным сопротивлением.
Нормально потери напряжения и мощности в реакторах невелики, а при к. з. высокое индуктивное сопротивление реакторов снижает величину токов к. з. Для распределительных устройств 3—6—10 кВ реакторы выполняются главным образом бетонными, для распределительных устройств высоких напряжений применяют реакторы с масляным охлаждением сердечника аналогично трансформаторам большой мощности.
В распределительных устройствах соединение аппаратов осуществляют с помощью медных, алюминиевых н стальных шин, которые крепятся на опорных, проходных и подвесных изоляторах. Опорные и проходные изоляторы изготавливаются для внутренних и наружных установок. При выводе шик из зданий наружу применяют линейные выводы с более развитой изолирующей поверхностью на стороне, находящейся вне здания.
Кабели в электрических установках подразделяются на силовые и контрольные.
Силовые кабели имеют от одной до четырех жил и применяются для передачи электроэнергии на все напряжения до 1 да и до 100, 220 и 500 кВ.
Контрольные кабели могут иметь большое количество тонких жил, выпускаются на напряжения не выше 1 кВ и используются для соединения целей защиты, измерений и автоматики.
В сетях напряжением до 1 кВ для отключения и включения применяются рубильники, переключатели, воздушные автоматы, контакторы, магнитные пускатели. Защита таких сетей от сверхтоков осуществляется плавкими предохранителями и автоматами. Реже для целей защиты в этих сетях применяются реле-аппараты, вызывающие сигналы или производящие переключения при ненормальных режимах.
В установках высокого напряжения защиту, сигнализацию и автоматику осуществляют главным образом с применением реле.
Для отсоединения и присоединения электрических установок в условиях полного отсутствия электрического тока или тогда, когда ток в цепи невелик, применяют разъединители, которые не имеют устройств для гашения электрической дуги. Условия, при которых разрешается пользоваться разъединителями для разрыва тока, указаны в «Правилах устройства электроустановок» и в «Правилах эксплуатации электростанций и сетей». Разъединители изготавливаются для внутренней и наружной установок и могут иметь ручные двигательные или воздушные приводы.
Включение и отключение в электрических цепях высокого напряжения производят с помощью силовых выключателей.
Масляные выключатели делятся на выключатели с большим объемом масла и на выключатели с малым объемом масла. В последние годы получают широкое распространение безмасляные выключатели и в числе их главным образом воздушные с гашением дуги сжатым воздухом. Кроме воздушных выключателей, известны безмасляные выключатели водяные, автогазовые и другие.
Применяют также выключатели нагрузки, построенные по различным принципам (например, ВН-16 и ВНП-16), которые устанавливают лишь для отключения токов нагрузки.
К числу многообъемных масляных выключателей относятся выключатели МБ-10 на 10 кВ, МКП-35 на 35 кВ, МКП-110 на 110 кВ, МКП-154 на 154 кВ, МКП-220 на 220 кВ. К малообъемным масляным выключателям относятся выключатели ВМГ-133 на 10 кВ, МГГ-229М (масляные выключатели, генераторные, горшковые), МГГ-529, МГ-35, МГ-110.
К числу автогазовых выключателей принадлежат выключатели ВГ-10М.
Воздушные выключатели работают чаще всего при давлении воздуха в баках от 8 до 20 ата. Воздух для работы выключателей получают от компрессоров, Отечественная промышленность выпускает воздушные выключатели ВВН-35, ВВН-110, ВВН-220.
Для питания цепей измерений,
17. сигнализации, защиты и автоматики в электрических установках применяют измерительные трансформаторы напряжения и трансформаторы тока. Выключатели и измерительные трансформаторы изготавливаются для внутренней и наружной установок.
Рис. 1-1. Условные обозначения электрических схем.
Трансформаторы напряжения строятся трехфазными и однофазными. Трансформаторы тока изготавливаются одно- и многовитковыми.
Возбуждение генераторов обеспечивается от возбудителей, которые у турбогенераторов размещаются на одном валу с генератором, а у гидрогенераторов иногда имеют отдельный вал, соединяемый с валом генератора. На мощных электростанциях предусматриваются резервные возбудители.
Помимо силовых двух- и трехобмоточных трансформаторов, в электрических установках применяют автотрансформаторы.
Для защиты электрических установок от атмосферных и внутренних перенапряжений применяют разрядники, а для защиты от грозовых разрядов — молниеотводы и диверторы.
Для регулирования напряжения и cos φ в сетях применяют вращающиеся синхронные компенсаторы, асинхронные двигатели с особым устройством ротора, синхронные двигатели и конденсаторы.
Механизмы собственных нужд электростанций приводятся в действие главным образом асинхронными электродвигателями переменного тока, некоторые механизмы — синхронными электродвигателями и изредка коллекторными двигателями переменного тока. Часть электродвигателей собственных нужд работает на постоянном токе. Условные обозначения электрических схем показаны на рис. 1-1. 1 — генератор; 2 — генератор с двумя статорными обмотками; 3 — выключатель; 4 — разъединитель; 5 — заземление; 6 — трансформатор; 7 — трансформатор с регулированием напряжения под нагрузкой; 8 — трансформатор напряжения; 9 — трансформатор напряжения с двумя вторичными обмотками; 10 — сборные шины; 11— дроссель; 12 — конденсатор; 13 — электродвигатель; 14 — вентиль; 15 — разрядник; 16 — кабель; 17 — втычной контакт комплектного распределительного устройства; 18 — реактор.
Электрические схемы подразделяются на схемы первичных цепей и на схемы вторичных цепей (питаемых от измерительных трансформаторов). Схемы могут изображаться однолинейными (рис. 1-2) и трехлинейными (каждая фаза показывается отдельно).
Рис. 1-2. Схема электрических соединений районной тепловой электростанции мощностью 1 200 Мвт.
