Простейшие схемы электроснабжения конспект
Обновлено: 05.07.2024
- Для учеников 1-11 классов и дошкольников
- Бесплатные сертификаты учителям и участникам
Преподаватель: ___________________ от ___________.
Тема программы : Производство, распределение и потребление электрической энергии .
Тема урока : Электрические станции, сети и электроснабжение: типы, назначение, схемы .
Дидактические цели урока: Дать представление о типах и назначении электростанций, сетей и схемах электроснабжения. Объяснить значение условных обозначений в схемах электрических сетей.
Развивающие цели урока: развить у учащихся умение выделять главное в изучаемом материале и пространственное представление.
Воспитательные цели урока : содействовать в ходе изучения данной темы формированию пониманию о материальности мира, воспитанию нравственных качеств и необходимости соблюдения правил.
Дидактическое оснащение урока
Основной тип урока — лекция
Проверить явку учащихся по журналу, проверить внешний вид учащихся.
.Довести до сведения учащихся тему и цель занятия.
Опрос по прошлому уроку- тест (приложение1)
3.Объяснение нового материала
Ответить на вопросы учащихся. Опросить учащихся по пройденному материалу.
Китаев В.Е. Электротехника с основами промышленной электроники
Преподаватель /Кривоносов О.В./
Электрическая станция (электростанция)- совокупность установок, оборудования и аппаратуры, используемых непосредственно для производства электрической энергии, а также необходимые для этого сооружения и здания, расположенные на определённой территории.
В зависимости от источника энергии :
Атомные электростанции (АЭС)
Тепловые электростанции (ТЭС):
Газовые электростанции (природный газ, рудничный газ, биогаз и т.д.);
Жидкотопливные электростанции (мазут, печное топливо, дизель, бензин);
Твердотопливные электростанции (угольные, торфяные);
Гидроэлектрические станции (ГЭС):
Электростанции на морских течениях
Солнечные электростанции (СЭС)
Электростанции на солнечных элементах
Гелиостанции (с паровым котлом)
Электрическая сеть
Электрическая сеть — совокупность подстанций, распределительных устройств и соединяющих их линий электропередачи, предназначенная для передачи и распределения электрической энергии.
Масштабные признаки, размеры сети
Магистральные сети : сети, связывающие отдельные регионы, страны и их крупнейшие источники и центры потребления. Характерны сверхвысоким и высоким уровнем напряжения и большими потоками мощности (гигаватты).
Региональные сети : сети масштаба региона. Имеют питание от магистральных сетей и собственных региональных источников питания, обслуживают крупных потребителей (город, район, предприятие, месторождение, транспортный терминал). Характерны высоким и средним уровнем напряжения и большими потоками мощности (сотни мегаватт, гигаватты).
Районные сети , распределительные сети. Имеют питание от региональных сетей. Обычно не имеют собственных источников питания, обслуживают средних и мелких потребителей (внутриквартальные и поселковые сети, предприятия, небольшие месторождения, транспортные узлы). Характерны средним и низким уровнем напряжения и небольшими потоками мощности (мегаватты).
Внутренние сети : распределяют электроэнергию на небольшом пространстве— в рамках района города, села, квартала, завода. Зачастую имеют всего 1 или 2 точки питания от внешней сети. При этом иногда имеют собственный резервный источник питания. Характерны низким уровнем напряжения и небольшими потоками мощности (сотни киловатт, мегаватты).
Электропроводка : сети самого нижнего уровня — отдельного здания, цеха, помещения. Зачастую рассматриваются совместно с внутренними сетями. Характерны низким и бытовым уровнем напряжения и маленькими потоками мощности (десятки и сотни киловатт).
Постоянный ток : большинство контактных сетей, некоторые сети автономного электроснабжения, а также ряд специальных сетей сверхвысокого и ультравысокого напряжения, имеющих пока ограниченное распространение.
Класс напряжения
Трёхфазные сети, передающие большие мощности, имеют следующие классы напряжения:
от 750 кВ и выше (1150 кВ, 1500 кВ) — Ультравысокий,
750 кВ, 500 кВ — Сверхвысокий,
220 кВ, 110 кВ — ВН, Высокое напряжение,
35 кВ — СН-1, Среднее первое напряжение,
6кВ — СН-2, Среднее второе напряжение,
0,4 кВ (380/220В — основной стандарт) — НН, низкое напряжение.
24 кВ, 22 кВ, 18 кВ, 15,75 кВ, 13 кВ, 3 кВ — напряжение на выводах генераторов
Структура сети
Электрическая сеть может иметь очень сложную структуру, обусловленную территориальным расположением потребителей, источников, требованиями надёжности и другими соображениями. В сети выделяют линии электропередачи, которые соединяют подстанции. Линии могут быть одинарными и двойными (двухцепными), иметь ответвления (отпайки). К подстанциям, как правило, подходит несколько линий. Внутри подстанции происходит преобразование напряжения и распределение потоков электроэнергии между подходящими линиями. Для соединения линий и оборудования внутри подстанций используются электрические коммутаторы различных типов.
Для наглядного представления структуры сети используется специальное начертание схемы сети, однолинейная схема, представляющая три провода трёх фаз в виде одной линии. На схеме отображаются линии, секции и системы шин, коммутаторы, трансформаторы, устройства защиты.
Структура сети электроснабжения может динамически изменяться путём переключения коммутаторов. Это необходимо для отключения аварийных участков сети, для временного отключения участков при ремонте. Структура сети также может быть изменена для оптимизации электрического режима сети.
Сеть электроснабжения характерна тем, что связывает территориально удалённые пункты источников и потребителей. Это осуществляется при помощи линии электропередачи — специальных инженерных сооружений, состоящих из проводников электрического тока (провод или кабель), сооружений для размещения и прокладки (опоры, эстакады, каналы), средств изоляции (подвесные и опорные изоляторы) и защиты (грозозащитные тросы, разрядники, заземление).
Система электроснабжения
Система электроснабжения — совокупность источников и систем преобразования, передачи и распределения электрической энергии.
Система электроснабжения не включает в себя потребителей (или приёмников электроэнергии).
К системам электроснабжения (СЭС) предъявляются следующие основные требования:
Надёжность системы и бесперебойность электроснабжения потребителей.
Качество электроэнергии на вводе к потребителю.
Безопасность обслуживания элементов СЭС.
Унификация (модульность, стандартизация).
Экономичность, включает в себя такие понятия, как энергоэффективность и энергосбережение.
Экологичность .
Эргономичность .
Система электроснабжения может включать в себя:
источники электроэнергии , например: ГЭС, ТЭС, солнечная батарея, ветрогенератор,
систему передачи электроэнергии , например: воздушная линия электропередачи, кабельная линия электропередачи, электропроводка,
систему преобразования электроэнергии , например: трансформатор, автотрансформатор, выпрямитель, преобразователь частоты, конвертор
систему распределения электроэнергии , например: открытое распределительное устройство, закрытое распределительное устройство,
систему релейной защиты и автоматики , например: защита от перенапряжения, грозозащита, защита от короткого замыкания, дуговая защита
систему управления и сигнализации , например: система диспетчерской связи, автоматизированная система контроля и управления энергией.
систему эксплуатации , например: технологические карты, графики нагрузки, графики регламентного технологического обслуживания
систему собственных нужд , например: системы обогрева, освещения, вентиляции в зданиях и сооружениях, где размещены элементы СЭС
систему гарантированного электроснабжения наиболее ответственных потребителей, например: источник бесперебойного питания, система автономного электроснабжения, система резервного электроснабжения, мобильная система аварийного электроснабжения
Расставьте номера рисунков в соответствие с их наименованиями
Закон ома — устанавливает зависимость между электрическим током , напряжением и сопротивлением
Электрический ток бывает постоянным и переменным.
Защитная аппаратура предназначена — для защиты электрических цепей от перегрузок.
Электрические аппараты — служат для коммутации электрических цепей.
Расставьте номера рисунков в соответствие с их наименованиями
Закон ома — устанавливает зависимость между электрическим _______________ , _____________________ и сопротивлением
Электрический ток бывает ____________________ и ___________________
Защитная аппаратура предназначена — для защиты электрических цепей от ____________________
При эксплуатации электрического оборудования нередко приходится иметь дело со схематическим обозначением на всевозможных графических изображениях. В них иногда бывает тяжело разобраться даже бывалым электрикам из-за большого разнообразия их типов, которые отличаются назначением и принципом исполнения. Именно поэтому необходимо детально рассмотреть деление на виды электрических схем и особенности каждой из них.
Общая классификация
Само понятие подразумевает под собой комплекс условных обозначений, которые предназначены для определения каких-либо конструктивных элементов или частей. В соответствии с правилами и требованиями ГОСТ 2.701-84 выделяют несколько видов, отличающихся как сферой применения, так и типом устанавливаемых обозначений.
Разделение по видам приведено в таблице ниже:
Таблица: разновидности схема
| № | Вид схемы | Буквенное обозначение |
| 1 | Электрические | Э |
| 2 | Гидравлические | Г |
| 3 | Пневматические | П |
| 4 | Газовые (кроме пневматических) | X |
| 5 | Кинематические | К |
| 6 | Вакуумные | В |
| 7 | Оптические | Л |
| 8 | Энергетические | Р |
| 9 | Деления | Е |
| 10 | Комбинированные | С |
Так, для одного и того же устройства или объекта, при необходимости, могут разрабатываться сразу несколько схем, поясняющих принцип подключения, работы или реализации функций. Для электротехнического оборудования схемы подразделяются на несколько типов:
- Принципиальные или полные – обозначаются цифрой 3;
- Структурные – обозначаются цифрой 1;
- Функциональные – обозначаются цифрой 2;
- Общие – обозначаются цифрой 6;
- Монтажные или схемы соединений – обозначаются цифрой 4;
- Подключений – обозначаются цифрой 5;
- Расположения и объединенные – обозначаются цифрой 7 и 0 соответственно.
При составлении конкретной схемы используется, как правило, буквенно-цифровые обозначения, к примеру, для электрической функциональной маркировка будет выглядеть как Э2, для газовой структурной Х1 и т.д.
Принципы графического обозначения каких-либо элементов на схемах определяются отраслевыми и государственными стандартами. Они же устанавливают требования к расположению составных частей, их размеры, нанесение шифров, наименований или маркировок.
Определение и назначение каждой электросхемы
Каждый вид электрической схемы реализуется в виде чертежа или графического изображения, выполненного вручную или посредством печатных приспособлений. Основные отличия обусловлены описанием тех или иных функций, указанием последовательности, принципа действия или привязкой к чему-либо.
Они устанавливают:
- требования к изображениями;
- принципам расположения компонентов;
- оформления чертежей;
- нанесению обозначений и технических характеристик.
Далее детально рассмотрим особенности каждого вида электрических схем.
Принципиальная (полная)
Принципиальная схема предназначена для пояснения принципа действия того или иного устройства. Наиболее часто ее применяют для различных распределительных устройств в силовых цепях, каких-либо приборов и т.д.
Пример принципиальной схемы
На принципиальных схемах обязательно указываются действующие электрические компоненты и проводимые связи между ними, силовые контакты и электрически узлы, соединяющие радиодетали. В свою очередь, такие электрические схемы подразделяются на два подвида: однолинейные и полные.
Однолинейные также называют первичными цепями, на них, как правило, обозначается силовая часть оборудования или электроустановки. С другой стороны однолинейная схема широко распространена для обозначения трехфазных цепей, где все оборудование на трех фазах имеет идентичное расположение и подключение. За счет чего в однолинейном варианте демонстрируется только одна фаза с некоторыми отступлениями в местах, где оборудование на разных фазах отличается.
Кроме силовых цепей существуют и слаботочные, для питания защит, средств измерительной техники и различных электронных устройств. Такие схемы вторичных цепей называются полными, так как показывают полную картину всего оборудования, выделяя даже состояние некоторых контактов и частей оборудования. Увы, из-за сложности современной аппаратуры, далеко не все устройства можно изобразить на одном листе, поэтому полные бывают элементными и развернутыми.
Структурная
На структурных схемах осуществляется общее изображение устройства, все компоненты или отдельные узлы которого выполняются в виде блоков, обозначающих оборудование, а связи между блоками могут говорить о тех или иных операциях, связующих отдельные блоки между собой.
Структурная схема
Этот тип графического изображения призван дать общее представление об устройстве и принципе действия, поэтому на них часто проставлены стрелочки, имеются поясняющие надписи и прочие обозначения, упрощающие понимание процесса или поясняющие работу прибора. Для работы с таким изображением не нужно иметь электротехнического образования, так как ее обозначения будут понятны даже не искушенному в электричестве человеку.
Функциональная
Функциональная схема является более детальным вариантом структурной, на ней также все элементы изображаются отдельными блоками. Главное отличие в том, что каждый блок имеет уже индивидуальную форму обозначения в соответствии с его функциональным назначением. Возможно также выделение различных видов связей между частями, объединение деталей в блоки и т.д.
Функциональная схема
Общая
Общая схема предназначена для изображения мест расположения электрических аппаратов на местности или в пределах электроустановки. Определяет основные типы электрических соединений этих аппаратов, места их реализации и т.д. Данный тип является обязательным при разработке различных конструкторских документов на этапе проектирования. Но кроме общей, конструкторская документация включает в себя еще две не менее важные схемы – соединений и подключений.
Схема соединений (монтажная)
Схема соединения используется для графического изображения мест подключения электрооборудования. На ней указываются конкретная привязка к частям зданий, распредустановок, по отношению к которым и должен осуществляться монтаж электрооборудования, благодаря чему такой тип схем еще называют монтажными.
Наиболее часто монтажные схемы используются для обозначения разводки электрических цепей в здании, широко применяются во время ремонта, чтобы обозначить места прокладки проводки, установки распределительных коробок и вывода точек подключения к приборам и контактам аппаратов.
Монтажная схема
На рисунке выше приведен пример монтажной схемы, как видите, для каждого варианта могут устанавливаться свои условные обозначения, указываемые отдельно. Имеются привязки к каждой конкретной комнате и планируемому электрооборудованию, осветительным приборам и т.д. В дальнейшем она используется не только для монтажных работ, но может применяться и в процессе эксплуатации.
Подключений
Схема подключения используется для указания принципов соединения различных электрических или электронных блоков в единую систему. Иногда предполагается, что блоки имеют территориальное разделение, в других ситуациях они могут находиться в пределах одного распределительного устройства, шинной сборки или стойки. Ее пример приведен на рисунке ниже:
Схема подключения
В зависимости от сложности графического изображения и количества отображаемых подключений оно может дополняться таблицами соединений для пояснения порядка расположения выводов и подключения изделия.
Расположения
Также входит в состав проектной документации и помогает определить местоположения всех частей электроустановки относительно друг друга и других значимых объектов.
Схема расположения
На схеме расположения могут наноситься:
- составные части всего объекта, а при необходимости и связи между всеми частями;
- соединительные провода, кабели, шнуры и т.д. в упрощенном виде;
- наименование каждого элемента, его тип и документ, на основании которого он применяется.
Такое изображение может выполняться как в двухмерном, так и в трехмерном пространстве. Но в любом случае изображение должно соблюдать масштаб по отношению к натурным размерам и расстояниям.
Трехмерная схема расположения
Объединенная
Объединенная схема
Объединенная схема строиться на основании нескольких типов изображений, рассмотренных нами ранее. Такое построение призвано упростить работу электромонтажников или проектировщиков за счет объединения различной информации в единое целое. Но на практике далеко не всегда целесообразно объединять несколько типов графических элементов. Это связанно со сложностью некоторых приборов и устройств, в которых из-за нагромождения элементов довольно сложно объединять разные изображения.
Электрика и освещение
Однолинейная схема электроснабжения загородного дома
Что такое однолинейная схема электроснабжения и зачем нужна
Пример оформления однолинейной схемы электроснабжения промышленного предприятия
Виды однолинейных электрических схем
В зависимости от того, на каком этапе выполнения работ по созданию электрической сети объекта составляется однолинейная схема, зависит её вид и прямое предназначение. На этапе разработки проектной документации составляется расчётная однолинейная схема, служащая основным документом для расчёта параметров системы электроснабжения. Именно этот документ необходим для последующих согласований с органами, выдающими технические условия для подключения объекта строительства к действующим электрическим сетям, каковыми являются электросетевые организации в месте размещения объекта-потребителя электрической энергии.
Расчётная схема квартирного щита загородного дома
Исполнительная схема 2-трансформаторной подстанции
На основе однолинейных разрабатываются прочие электрические схемы системы электроснабжения: структурные и функциональные, принципиальные и монтажные.
Принципы проектирования однолинейной схемы электроснабжения
Что должна включать однолинейная схема электроснабжения
На однолинейных схемах электроснабжения должна быть отражена следующая информация, а именно:
- граница зоны ответственности организации, поставляющей электрическую энергию, и её потребителя;
К сведению! Граница зоны ответственности отображается в Договоре на электроснабжение конкретного объекта.
- вводно-распределительные устройства (ВРУ) или ГРЩ, а также трансформаторные подстанции, стоящие на балансе потребителя с отображением устройств АВР (автоматическое включение резерва), если таковые имеются;
Важно! При наличии в системе электроснабжения автономного источника питания он должен быть отражён на однолинейной схеме в обязательном порядке.
-
с указанием коэффициента трансформации трансформаторов тока при использовании счётчиков, работающих на вторичном токе в 5 Ампер;
- информация обо всех имеющихся на объекте распределительных шкафах как силового оборудования, так и системы освещения;
- длины магистральных электрических линий с указанием марки кабелей, проводов и способов их прокладки;
- технические параметры и состояние в рабочем положении всех устройств автоматического отключения, к которым относятся автоматические выключатели, УЗО и предохранители;
- данные обо всех электрических нагрузках, подключаемых к отображаемому на схеме оборудованию, с указанием их мощности, тока и cos ϕ.
Этапы проектирования
Наличие однолинейной схемы электроснабжения является обязательным условием для получения разрешения на подключение объекта строительства к сетям электроснабжающей организации, поэтому прежде, чем приступать к её разработке, необходимо запросить технические условия.
В связи с этим все работы по проектированию схемы электроснабжения можно разбить на несколько этапов:
- Запрос и получение технических условий;
- Разработка однолинейной схемы электроснабжения на основании полученных документов;
- Согласование разработанной документации в организации, выдавшей технические условия.
Правила оформления, требования ГОСТов
При оформлении однолинейной схемы электроснабжения необходимо соблюдать требования ГОСТов, регламентирующих этот процесс, а именно:
Вариант оформления однолинейной схемы электроснабжения в соответствии с данными ГОСТами приведён наследующем рисунке.
Расчётная однолинейная схема электроснабжения жилого дома
Условные обозначения, используемые при составлении однолинейных схем
Все элементы системы электроснабжения отображаются на схеме в виде графических изображений, которые регламентированы нормативной литературой, указанной в предыдущем разделе статьи. Электрические коробки и шкафы различного назначения изображаются следующим образом.
Электроустановочные изделия (розетки и выключатели), в зависимости от конструкции и типа исполнения, отображаются вот так Приборы электрического освещения изображаются следующим образом Силовые трансформаторы и трансформаторы тока изображаются так Электроизмерительные приборы имеют следующий вид на схемах электроснабжения, в соответствии с ГОСТ Пересечение электрических линий и места соединения электропроводки, а также заземление выглядят следующим образом Коммутационные устройства (автоматические выключатели и пускатели, короткозамыкатели и отделители, а также прочие аппараты) изображаются так Для того чтобы узнать, как правильно оформить исполнительную документацию, необходимо изучить все требования ГОСТов или воспользоваться специальной компьютерной программой, которая учтёт все эти требования в автоматическом режиме при её использовании
Программы для оформления исполнительной документации
В настоящее время чтобы оформить разработанную однолинейную схему в соответствии с требованиями ГОСТ, достаточно просто только наличия персонального компьютера и специального программного обеспечения, позволяющего выполнить эту работу. Существует несколько видов компьютерных программ, предназначенных для этих целей:
Видео: cоветы опытного электрика
В настоящем видеосюжете мы расскажем, как сделать однолинейную схему электроснабжения дома на основе трёхфазного распределительного щита.
А если у вас есть вопросы к автору статьи, не стесняйтесь оставлять их ниже в комментариях.
ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ. ТРЕБОВАНИЯ К СИСТЕМЕ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
Основным документом, определяющим структуру и состав электроустановок, являются Правила устройства электроустановок, в дальнейшем кратко называемые ПУЭ. Этот документ регулярно (один раз в 10 лет) пересматривается, перерабатывается и дополняется. .
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ГОРОДСКИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ
Распределительные пункты и трансформаторные подстанции оснащают основным и вспомогательным электрооборудованием. Основным называют оборудование, непосредственно участвующее в передаче и распределении электрической энергии. Вспомогательное предназначено для обеспечения названных .
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ГОРОДСКОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ
СХЕМЫ ПИТАНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ В ГРС
На рис. 1-4 приведены фрагменты схем ГРС, соответствующие питанию потребителей различных категорий надежности электроснабжения. Наиболее простой является схема с радиальной линией W1 и магистральной .
Читайте также: