Коллектив авторов - Большая энциклопедия техники

По определенным значениям наибольшей передаваемой мощности и количеству часов применения максимума за определенный срок, которые находятся по электрическим расчетам и в соответствии с технико-экономическими вариантами перспективы развития системы электропередачи на ближайшие несколько лет, происходит выбор напряжения, количества цепей, размера сечения линий электропередачи. Показатель экономичности мощных линий электропередачи – это стоимость передачи 1 кВт/ч электрической энергии, которую находят по расчетам, основанным на ежегодных расходах, которые составляются из финансирования амортизации линий электропередачи, стоимости обслуживания и ремонта этих линий, а также из стоимости потерянной электрической энергии.

Для увеличения пропускных качеств линий электропередачи на дальние расстояния используются статические конденсаторы, которые включаются в каждую цепь данной линии электропередачи дальнего расстояния между переключаемыми объектами или на самих объектах между их шинами. В последнем случае получается продольная компенсация. Продольная компенсация значительно снижает проблемы, связанные с большим расстоянием передачи электроэнергии. Также пропускные качества можно увеличить, включив в линии электропередачи специальные шунтирующие реакторы. Особенностью использования линий электропередачи на дальние расстояния можно считать малую разность напряжений в концах линии электропередачи при очень большом коэффициенте мощности. Но, несмотря на все эти облегчающие работу и увеличивающие дальность электропередачи, аппараты, дальность передачи электрической энергии имеет ограничения, что составляет значительную проблему при электрификации отдаленных объектов. Для решения этой проблемы М. О. Доливо-Добровольский в 1919 г. предложил развивать технику передачи электрической энергии постоянным током высокого напряжения. Система линий электропередачи постоянного тока высокого напряжения состоит из воздушной (кабельной) линии электропередачи постоянного тока, выпрямительной установки и инверторной установки. В этой системе выпрямительная установка преобразует переменный ток в постоянный на одном конце, а инверторная преобразует постоянный ток в переменный – на другом.

Линии электропередачи делятся на линии передачи высокого напряжения и линии передачи низкого напряжения.

1. Линии передачи высокого напряжения состоят из проводов, опорных пунктов, изоляции, кабелей, каналов, траверс, арматуры и другого оборудования, которое предназначается для передачи электрической энергии на дальние расстояния и под высоким напряжением. Под высоким напряжением предполагается напряжение более 250 В. Но линии чаще всего работают под напряжением более 500 В. Применяются линии передачи высокого напряжения в качестве линий электропередачи с напряжением в 35, 110, 220 и 400 кВ для передачи огромного количества электрической энергии на дальние расстояния, но находят свое применение и в распределительных станциях.

2. Линии передачи низкого напряжения составлены практически из тех же составляющих, но с учетом эксплуатации данных линий под низким, а не высоким напряжением. Низкое напряжение – это напряжение, значение которого составляет менее 250 В. Такие линии электропередачи представляют собой завершающее звено в распределении электрической энергии к потребителям, также такие линии применяются для связывания низковольтных источников тока с низковольтными сетями и токоприемниками. Линии передачи низкого напряжения применяются в цехах предприятий, в сельскохозяйственной электрификации, на электротранспорте, для соединения бытовых потребителей и т. д.

Линии передачи низкого напряжения имеют повышенную изоляцию. Они делятся на воздушные и кабельные. Первые используют воздух как изоляцию между проводами. Провода крепятся в такие места, которые соответствуют безопасности не только самой электроснабжающей линии, но и окружающих ее объектов.

Опоры линии передачи низкого напряжения – это деревянные столбы, которые обычно обрабатывают антисептиками для предотвращения процессов гниения древесины. Кабельные линии передачи низкого напряжения меньше подвержены воздействию внешних факторов, но за их состоянием намного сложнее следить, да и ремонт таких линий также сопряжен с определенными сложностями, что ограничивает их применение. Степень нагрузки на кабельные линии должна быть меньше, чем у воздушных линий того же сечения, что обусловлено затрудненным охлаждением таких линий.

Машина переменного тока – это электронное устройство:

1) для получения переменного тока (напряжения);

2) преобразования электрической энергии переменного тока в механическую;

3) преобразования электрической энергии переменного тока в электрическую энергию другого напряжения или частоты.

К машинам переменного тока относятся асинхронные и синхронные двигатели, сельсины.

Основой конструкцией асинхронного двигателя является неподвижная часть, именуемая статором, и вращающаяся часть, называемая ротором, в статоре размещается обмотка, создающая магнитное поле. Имеется разновидность асинхронных двигателей с фазным ротором. Фазный ротор имеет трехфазную обмотку (для трехфазного двигателя). Концы фаз объединены в общую точку, а начала фаз выведены к трем контактным кольцам, которые размещаются на валу. На кольца крепятся неподвижные контактные щетки, к которым подключают пусковой реостат. При запуске двигателя сопротивление пускового реостата плавно уменьшают до нуля. Ротор вращается асинхронно, т. е. частота вращения его меньше частоты вращения поля статора.

В отличие от асинхронного двигателя в статоре синхронного электродвигателя размещается обмотка, подключаемая к сети трехфазного тока и образующая вращающееся магнитное поле, а ротор двигателя состоит из сердечника с обмоткой возбуждения.

Через контактные кольца обмотка возбуждения подключается к источнику постоянного тока. Ток, протекающий в обмотке возбуждения, создает магнитное поле, намагничивающее ротор. Частота вращения синхронного двигателя, в отличие от асинхронного двигателя, постоянна при различных нагрузках. Синхронные двигатели находят применение для привода машин постоянной скорости (насосы, компрессоры, вентиляторы).

Сельсины – это информационные электрические машины переменного тока. Они вырабатывают напряжения, амплитуды и фазы которых определяются угловым положением ротора. Сельсины предназначены для осуществления согласованного вращения или поворота механизмов без общего механического вала. Используются два режима работы сельсинов: индикаторный и трансформаторный. В индикаторном режиме происходит передача на расстояние угла поворота механической системы, в трансформаторном режиме передается сигнал, воздействующий на исполнительный механизм таким образом, чтобы заставить его отработать заданный поворот.