Розвиток і вдосконалення льотної промисловості України (стр. 10 из 18)

Відповідно до нормативних документів всі електроприймачі по надійності і безперебійності електропостачання підрозділяються на три категорії.

До першої категорії прийнято відносити ті електроприймачі, порушення електропостачання яких може спричинити за собою небезпеку для життя людей, значний збиток народному господарству, викликаний пошкодженням устаткування, масовим браком продукції або розладом складних тяжко відновлювальних технологічних процесів, а також порушенням режиму роботи особливо важливих об'єктів. Електроприймачі першої категорії у свою чергу розділяються на дві групи: групу 1А і групу 1Б. До електроприймачів групи 1А відносяться такі електроприймачі, перерва в електропостачанні яких не допустима, оскільки створює особливу небезпеку для життя людей і завдає збитку державні інтересам. Злектропріємникі групи 1А, як правило, особливо чутливі до якості електроенергії. До електроприймачів групи 1Б відносяться таки електроприймачі, які допускають короткочасну (на десяті долі секунди) перерву в електропостачанні. Електроприймачі групи 1Б у меншій мірі, ніж електроприймачі групи 1А, чутливі до якості електроенергії.

До другої категорії відносяться електроприймачі, перерва в електропостачанні яких спричиняє за собою масовий недовипуск продукції, простої робітників, устаткування, промислового транспорту, порушення нормальної життєдіяльності людей, Електроприймачі другої категорії допускають перерву в електропостачанні на час автоматичного включення резервних джерел живлення.

До третьої категорії відноситься решта електроприймачів, не відповідних під визначення першу і другу категорії. Електроприймачі третій категорії допускають перерви в електропостачанні на якийсь час, необхідне для ремонту або заміни несправного устаткування, але не більше одних діб.

У складі споживачів електричної енергії різних об'єктів є електроприймачі всіх трьох категорій. Забезпечення їх електроенергією здійснюється СЕП, яку можна представити тією, що складається з системи зовнішнього електропостачання, системи внутрішнього електропостачання і системи автономного електропостачання. Система зовнішнього електропостачання забезпечує прийом електричної енергії від держенергосистеми і передачу її через системи внутрішнього і автономного електропостачання до електроприймачів об'єкту для їх тривалого живлення. Система внутрішнього електропостачання здійснює прийом, виробництво і розподіл електроенергії між електроприймачам споруд об'єкту. Розподіл електроенергії усередині найвідповідальніших споруд об'єкту здійснюється системою автономного електропостачання. Як правило, основними електроприймачами системи автономного електропостачання є електроприймачі першої категорії. Ці електроприймачі вимагають організувати своє електропостачання від двох незалежних джерел, тобто таких джерел, один з яких зберігає свою працездатність при пошкодженнях і аваріях іншого джерела. Одним з таких джерел є держергосистема, іншим резервним джерелам може служити дизель-електричні, газо- і паротурбіні, атомні і інші електричні станції.

При зникненні напруги зовнішньої мережі на введеннях системи автономного електропостачання електроприймачі першої категорії в період підготовки і включення в роботу резервного джерела одержують електричну енергію від установок гарантованого живлення (УГЖ).

УГЖ є електроустановкою, що забезпечує електропостачання електроприймачів без перерви або з допустимою перервою від моменту часу зникнення напруги, що поступає від основного джерела, до моменту часу появи напруги, що поступає від резервного джерела.

На рис. 4.1 приведений один з можливих варіантів структурної схеми системи автономного електропостачання, що містить основне (ОД) і резервне (РД) джерела, установку гарантованого живлення УГЖ і комутаційну апаратуру, представлену автоматичними вимикачами QF1 – QF5. До складу УГЖ (рис. 4.1.) входять розподільні устрої РУ1 і РУ2, перетворювач (ПЕ) і накопичувач (НЕ) енергії. В даному варіанті системи автономного електропостачання як основне джерело в переважній більшості випадків використовується держенергосистема, а як резервне джерело застосовується дизель-електрична станція. Переважне застосування дизель-електричних станцій (ДЕС) в порівнянні з газотурбінними установками (ГТУ) електрохімічними генераторами (ЕХГ) радіоізотопними термоелектричними генераторами (РІТЕГ) ядерними енергетичними установками (ЯЄУ) з термоелектричними (ТЕЛП) і термоемісійними (ТЕМП) перетворювачами пояснюється їх кращими техніко-економічними показниками, приведеними в таблиці 4.1

Таблиця 4.1 – Питомі характеристики джерел електроенергії

Типджерела	ККД,%	Питомівитратипалива,кг/кВт·год	Питома потужність,Вт/кг	Питома габаритна потужність,кВт/м3	Питомавага,кг/кВт	Питомавартість,гр./кВт·год	Термін дії,років
ДЕС	42	0,22 ÷ 0,3	320	8 ÷ 20	3 ÷ 7	0,05÷0,09	10
ГТУ	28	0,3 ÷ 0,5	1600	20 ÷ 90	0,5 ÷ 3,0	0,05÷0,09	10
ЕХГ	70	0,04 ÷ 0,4	70 ÷ 200	250	5 ÷ 14	2	2
РІТЕГ	5	0,6·10-7÷10-5	10 ÷ 20	10 ÷ 15	20 ÷ 100	25	10
ЯЕУ зТЕЛП	8	0,55·10-6	50 ÷ 100	30	60 ÷ 70	50	10
ЯЕУ зТЕМП	12	0,35·10-6	50 ÷ 100	30	60 ÷ 70	800	1

Перетворення електроенергії в УГЖ може проводитися як електромашинними, так і статичними агрегатами. Як накопичувачі енергії переважне поширення отримали механічні і електрохімічні накопичувачі. Частіше за все УГЖ забезпечують електропостачання електроприймачів електроенергією з параметрами, аналогічними параметрам напруги і частоти промислової мережа. Разом з тим у ряді випадків застосовують УГЖ змінного струму підвищеної частоти і УГЖ постійного струму. При виборі типу УГЖ в даний час виходять з вимог, що пред'являються приймачами електроенергії до її якості, величини потужності електроприймачів, типу резервного джерела електроенергії і часу переведення електропостачання з основного джерела живлення на резервне.

Відповідно до прийнятою в даний час класифікації УГЖ розрізняють по наступних ознаках:

- по роду вихідного струму: на установки змінного струму і установки постійного струму. Установки змінного струму можуть бути однофазними і трифазними, промислової і підвищеної частоти;

- по типу перетворювача енергії з електромашинними і статичними перетворювачами;

- по типу накопичувачів енергії: на установки з механічними і електрохімічними накопичувачами енергії;

- за способом включення в систему електропостачання: на встанови з послідовним і паралельним включенням;

- по можливих перервах електропостачання: на установки, що не допускають перерви і навіть розриву синусоїди вихідної напруги, і установки, що допускають короткочасну перерву в електропостачанні;

- за способом резервування: на установки, що працюють в режимі навантаженого резерву, і установки, що працюють в режимі не навантаженого резерву і що знаходяться або у вимкненому стані, або в режимі холостого ходу.

Основним елементом, що визначає готовність УГЖ до прийняття навантаження після відключення основного джерела, є накопичувач енергії. Основні техніко-економічні характеристики застосовуються в даний час і перспективних накопичувачів енергії приведені в таблиці 4.2.

Таблиця 4.2 –Техніко-економічні характеристики накопичувачів енергії

Тип накопичувача енергії	Питома енергоємність w , кДж/кг	Питома Потужність Р, Вт/кг	Число циклів (число годин)
Упругие аккумуляторы на базе:-стальных пружин-резиновых элементов-газовых элементов Аккумуляторные батареи:-свинцово-кислотные-никель-кадмиевые-серебряно-цинковыеЛитиевый элементТопливный элементМаховичный аккумулятор на базе:-стального диска с отверстиями-стального диска равной прочности-ленточного супермаховика-супермаховика из стекловолокна-супермаховика из кварцевой нити-супермаховика из алмазного волокна	0,323,228641104006001510120120 ÷ 150650500010000	10480104808015080 ÷ 15070 ÷ 200200500104104104104	1071000 ÷ 50001073001000 ÷ 3000100010000 год.5000 год105 год.105 год.105 год.

4.2 Установки гарантованого живлення з електромашинними перетворювачами і механічними накопичувачами енергії

Розглянемо основні схеми УГЖ з електромашинними перетворювачами і механічними накопичувачами енергії. Основною особливістю цих УГЖ є наявність в них інерційних маховиків, що володіють запасом кінетичної енергії, достатнім для здійснення переходу з основного джерела живлення на резервне без перерви в електропостачанні. УГЖ даного типу можуть виконуватися як на постійному, так і на змінному струмі. Рід струму визначається вибором типу генератора і залежить в першу чергу від складу приймачів електричної енергії.

На рис. 4.2 представлені найпростіші варіанти схем УГЖ з механічними накопичувачами енергії. Так, на рис. 4.2, а зображена схема УГЖ, у якої електромашинний перетворювач (ЕМП) виконаний у складі асинхронного електродвигуна (АД) М і синхронного генератора G. На валу, що сполучає електродвигун і генератор, розміщений інерційний маховик (ІМ). В нормальному режимі роботи за наявності, напруги на введенні основного джерела (ОД) електродвигун обертає маховик і генератор змінного струму, який підключений до шин гарантованого живлення (ШГЖ). При відключенні основного джерелами, подається команда на запуск резервного джерела (РД). Під час перемикання з основного джерела на резервне електроприймачі, підключені до шин ШГЖ, одержують електроенергію від генератора G приводиться в обертання маховиком. Автоматичні вимикачі QF1 і QF2 забезпечують комутацію ЕМП і захист двигуна від коротких замикань і перевантажень. Автоматичний вимикач дозволяє забезпечити живлення електроприймачів ШГЖ безпосередньо від основного джерела. При цьому ЕМП працює в режимі холостого ходу, вимикач QF2 вимкнений. При такій організації роботи УГЖ немає втрат енергії, пов'язаних з процесами перетворення енергії в ЕМП, проте має місце перерва в електропостачанні при переведенні з основного джерела на резервне. Час перерви визначається часом включення вимикача QF2.