Устройство систем электроснабжения и электроосвещения

Федеральное агенство по образованию (Рособразование)

Архангельский государственный технический университет

РЕФЕРАТ

По дисциплине Эксплуатация и монтаж

На тему Устройство систем электроснабжения и электроосвещения

^{(наименование темы)}

Корельский Вадим Сергеевич

Факультет ОСП-ПЭ курс 2 группа 1

Отметка о зачёте

Руководитель ст. преподаватель

И.С.Некрасов

Архангельск

2009

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1 Состав и устройство систем электроснабжения

2 Установки электроосвещения

2.1 Светильники и прожекторы

2.2 Современные электрические источники света

Заключение

Список использованных источников

Введение

В настоящее время электрическая энергия является наиболее широко используемой формой энергии. Это обусловлено относительной легкостью ее получения, преобразования, передачи на большое расстояние и распределения между приемниками. Понятно, что электричество мы используем повсеместно, и его практическую ценность нельзя переоценить. Но как доходит электричество до потребителя? Для этой цели и существует электроснабжение.

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ - совокупность мероприятий по обеспечению электроэнергией различных ее потребителей. Комплекс инженерных сооружений, осуществляющих задачи электроснабжения, называется системой электроснабжения, т. е. система электроснабжения формируется посредством электрических сетей, которые выполняют функции передачи энергии и электроснабжения.

Создание мощных электрических систем обусловлено их большими технико-экономическими преимуществами. С увеличением их мощности появляется возможность сооружения более крупных электрических станций с более экономичными агрегатами, повышается надежность электроснабжения потребителей, более полно и рационально используется оборудование.

1 СОСТАВ И УСТРОЙСТВО СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Для любой индустриально развитой страны характерно широкое применение электрической энергии во всех областях производства и в быту. Электрификацию обеспечивает система электроснабжения. Основными энергетическими ресурсами в настоящее время служат природные запасы горючих ископаемых, гидроресурсы и ядерное топливо. Вблизи этих источников энергии в большинстве случаев размещаются электрические станции. На них первичные виды энергии преобразуются в электрическую энергию, вырабатываемую генераторами переменного тока при напряжениях 6-35 кВ. Изготовление генераторов на более высокое напряжение затруднительно и практически нецелесообразно. Но при таких напряжениях экономичная передача энергии возможна лишь близко расположенным потребителям. Для передачи электроэнергии на более значительные расстояния: порядка сотен километров - нужны более высокие напряжения - несколько сотен тысяч вольт.

Эту функцию: преобразование энергии, передачи на большое расстояние и распределения между приемниками выполняют электрические подстанции. В России, как и в других западных странах, для производства и распределения электрической энергии используют трехфазный переменный ток частотой 50 Гц. Применение трехфазного тока частотой 50 Гц обусловлено большей экономичностью сетей и установок трехфазного тока по сравнению с сетями однофазного переменного тока, а также возможностью применения в качестве электропривода наиболее надежных, простых и дешевых асинхронных электродвигателей.

При данной мощности чем выше напряжение линии электропередачи (ЛЭП), тем меньше должна быть сила тока, а вместе с ней уменьшается падение напряжения в линии и потери энергии на нагревание проводов, если считать постоянной величину сопротивления линии. Таким образом, повышение напряжения линии передачи дает возможность при тех же относительных потерях передавать энергию на более дальние расстояния. По этой причине стремятся применять для линий передач все более высокие напряжения. В частности, в 1986 году было намечено сооружение линий электропередач на напряжение 1,5 млн.В. Применение таких сверхвысоких напряжений дает возможность использовать в народном хозяйстве природные энергетические ресурсы, находящиеся на больших расстояниях от промышленных центров.

Следует отметить, что с повышением напряжения очень быстро возрастают затраты на изолирующие устройства, в частности, на тяжелые гирлянды изоляторов, нести которые должны высокие опоры, увеличиваются размеры и стоимость трансформаторных подстанций, наконец, значительно возрастают ежегодные расходы на обслуживание и поддержание установок более высокого напряжения. Если увеличение напряжения экономически необоснованно, то вызванные этим повышением затраты могут оказаться существенно больше экономики, которую создает уменьшение потерь энергии на нагревание проводов.

При проектировании электроснабжения рабочее напряжение выбирается, с одной стороны, в зависимости от стоимости соответствующего электротехнического оборудования, а с другой стороны, в зависимости от стоимости в данном районе электрической энергии. Весьма приближенно для линий передач средней длинны можно считать экономически целесообразным напряжение 1 кВ на 1 км длинны линии, например для линии передачи длинной 200 км целесообразно применить рабочее напряжение 200 кВ. При выборе напряжения необходимо учесть и то, что оно должно соответствовать шкале стандартных напряжений.

В общем случае генераторы, работающие на электрических станциях, соединяются с линиями передачи через повышающие трансформаторы, установленные на повышающих трансформаторных подстанциях (ТП). Длинными линиями электроэнергия передается в промышленные центры. Но линии передачи являются в системе питательными линиями ПЛ: потребители энергии непосредственно к ним не подключаются, так как напряжение этих линий для потребителей слишком высоко. Затем затруднительно среди города устанавливать опоры линии передачи высокого напряжения. Напряжение желательно понизить настолько, чтобы иметь возможность применить относительно недорогие кабели, проложенные в земле (6-35 кВ).Поэтому напряжение передачи электроэнергии на районных трансформаторных подстанциях (ТП) понижается до 6-35 кВ. Эти подстанции построены на окраине больших городов или на территории больших заводов. От подстанции начинаются распределительные сети. Их напряжение (3-35 кВ) выбирают в зависимости от расстояния от районной ТП до потребителя. Для снабжения групп потребителей относительно небольшой мощности часто служат распределительные пункты (РП), где энергия распределяется между отдельными потребителями, но не трансформируется. Потребительские трансформаторные подстанции находятся в непосредственной близости к потребителям. Их вторичное напряжение 220/127; 380/220 и 660/380 В (при схеме распределения - звезда с нулевым проводом). Наибольшее распространение имеет система 380/220 В.Во вторичную цепь потребительских ТП подключаются лампы электрического освещения(220 В), электродвигатели и.т.п.

Теперь электроэнергия подана на объект и здесь всегда ее встречает вводно-распределительное устройство. Его задача - получить электроэнергию, преобразовать (например, из 380 Вольт в 220 Вольт) и направить (распределить) ее для всех электрических устройств объекта. Есть в каждом здании. Это составная часть системы электроснабжения. От одного до нескольких на здание, в жилом доме одно такое устройство может обслуживать несколько подъездов.

Ещё важный момент. Система электроснабжения любого объекта должна включать в себя и устройства заземления и молниезащиты. Неважно, об электроснабжении какого типа здания идет речь. Это вопрос безопасности.

На пути от генератора до приемника электрическая энергия преобразуется 3-4 раза. Последний вариант (4 раза) применяют в тех случаях, когда напряжение 6-10 кВ недостаточны для распределения энергии по относительно большой площади, а строить для небольших мощностей дорогие понижающие подстанции на 110-500 кВ экономически нецелесообразно. По этим соображениям приходится вводить промежуточное напряжение распределительной сети 35 кВ.

2 УСТАНОВКИ ЭЛЕКТРООСВЕЩЕНИЯ

Установки электроосвещения различных видов выполняют во всех производственных и бытовых помещениях, в общественных, жилых и других зданиях, на улицах, площадях, дорогах, проездах. Кроме установок общего применения имеются специальные, например, для облучения растений в сельском хозяйстве, лечебных целей в медицинских учреждениях, регулирования и управления движением на транспорте и технологическими процессами на производстве и т.д.

Специальные устройства электроосвещения называют осветительными установками. В состав осветительной электроустановки входят источники света, осветительные арматуры, пускорегулирующие устройства, электропроводки, электроустановочные изделия и приборы, щиты, щитки и распределительные устройства. В соответствии с правилами устройства электроустановок (ПУЭ) различают освещение общее, местное, аварийное и охранное.

Общим - называют освещение всего или части помещения; местным - освещение рабочих мест, предметов, поверхностей; комбинированным - сочетание общего освещения с местным, создающим повышенную освещённость непосредственно на рабочих местах.

Общее освещение может быть равномерным и локализованным, когда светильники размещают так, чтобы на основных рабочих местах создавалось повышенная освещённость.

Основным видом освещения для обеспечения нормальной деятельности во всех помещениях и на открытых участках, где в тёмное время суток производятся работы или происходит движение транспорта и людей, является рабочее.

При его нарушении используется аварийное освещение, обеспечивающее временно продолжение работы или эвакуацию людей. Охранное освещение является составной частью рабочего и устанавливается вдоль границ охраняемой территории. К рабочему освещению относят ремонтное (переносное) и свето-ограждающее для дымовых труб и других особо высоких сооружений.

2.1 Светильники и прожекторы

Световой поток большинства источников света распределяется, в пространстве достаточно равномерно.

Для рационального освещения помещения или открытого пространства требуется обычно распределить световой поток источника света вполне определённым образом: направить его вниз, или вверх. Для такого перераспределения светового потока применяют осветительные приборы.

Светильники являются осветительными приборами ближнего действия, служащими для освещения объектов, находящихся на небольшом расстоянии.

Прожектор в отличие от светильников является осветительным прибором дальнего действия и используется для освещения удалённых объектов.

Светильник состоит из источника света и осветительной арматуры.

Главным назначением осветительной арматуры является перераспределение светового потока источника света. Ещё она предохраняет зрение рабочих то чрезмерной яркости источников света, защищает лампу от механических повреждений, защищает полости расположения источника света и патрона то воздействия окружающей среды, служит для крепления источника света, проводов, пускорегулирующих аппаратов.

Оптические системы осветительных приборов предназначены для перераспределения световых потоков источников света. Элементами оптических систем являются: отражатели, преломлятели, рассеиватели, защитные стёкла, экранирующие решётки и кольца.

Отражатели - перераспределяют световой поток лампы. В зависимости от отражения отражатели могут быть диффузными, матовыми или зеркальными.

Рассеиватели - перераспределяют световой поток лампы на основе рассеянного пропускания. Различают диффузные, матовые и матированные рассеиватели. Два последних обладают направленно-рассеянным пропусканием; у матированных рассеивающая способность меньше, чем у матовых.

Преломлятель - перераспределяет световой поток источника света, отразившийся от отражателя, перераспределяется с помощью рассеивателя или преломлятеля. Отдельные типы светильников могут не иметь отражателя или рассеивателя.

2.2 СовременнОе электрические источники света

Электрическое освещение играет большую роль в архитектурном облике интерьера и экстерьера индивидуального дома, а также обеспечивает возможность нормальной жизни и деятельности людей в быту при отсутствии или недостаточности естественного освещения. Здесь важным является и мощность, и форма, и цвет ламп и светильников, а также их расположение.

В настоящее время для электроосвещения применяются лампы накаливания и газоразрядные лампы низкого, которые также называются люминесцентными, и высокого давления.

Лампы накаливания имеют следующие достоинства: малая стоимость, простота, быстрое включение, возможность питания от сети как переменного, так и постоянного тока, высокий коэффициент мощности (отсутствие дополнительных потерь электроэнергии из-за наличия катушек индуктивности).

Основные недостатки ламп: очень низкий коэффициент полезного действия (КПД составляет 2...5%), низкая световая отдача на единицу затраченной мощности, сравнительно малый срок службы (1000...2500 ч).

Разновидностью ламп накаливания являются кварцевые галогенные лампы с галоидным циклом, обеспечивающим возвращение испаряющегося вольфрама на нить накала. Световая отдача этих ламп и срок службы несколько выше, чем у обычных ламп накаливания.

Преимуществами газоразрядных ламп перед лампами накаливания являются более высокие: (в 3...6 раз) КПД, световая отдача (в 5... 8 раз), срок службы (в 5... 8 раз), а также близость спектра светового излучения к дневному.

Их недостатки: большая стоимость, необходимость пускорегулирующей аппаратуры, неустойчивая работа при низких температурах (для ламп низкого давления), низкий коэффициент мощности, а также стробоскопический эффект, благодаря которому одиночными газоразрядными лампами нельзя освещать вращающиеся механизмы из-за возможной возникающей иллюзии их неподвижности.

Здесь уместно сказать несколько слов о спектральном составе электрического освещения. Особенности восприятия человеком цвета освещения исторически сложились таким образом, что спектрально близкое к дневному (более «холодному») люминесцентное освещение требует большего уровня освещенности, так как освещенность днем очень высока. Освещение лампами накаливания имеет спектр, смещенный в сторону красного цвета (более «теплый»), похожий на огонь костра, очага, с гораздо меньшим уровнем освещенности. Этот «сумеречный эффект» является одной из причин повышения нормы освещенности при освещении газоразрядными источниками света. Цвет освещения влияет также на зрительное восприятие габаритов помещений. Так поверхности голубых тонов воспринимаются расположенными дальше, а красных - ближе, чем в действительности. От цвета освещения зависит также «правильный» цвет тканей, меха, иллюстраций, украшений, художественных произведений. Нужная цветопередача достигается применением соответствующих ламп и светильников.

Светильники служат для установки и подключения ламп, а также для перераспределения их светового потока с целью освещения близких объектов. Необходимо выполнять следующие требования к электроосвещению. Для зарядки светильников должны применяться медные провода сечением не менее 0,5 внутри и 1 мм² вне зданий.

Для присоединения к сети настольных, ручных или переносных светильников должны применяться гибкие шнуры и провода с медными жилами сечением не менее 0,75 мм². Каждая групповая линия не должна, как правило, содержать более 20 ламп, считая светильники от штепсельных розеток.

Светильники с люминесцентными лампами (газоразрядными лампами низкого давления) на напряжение 220 В допускается устанавливать на высоте менее 2,5 м от пола только при условии недоступности их токоведущих частей для случайных прикосновений.

Для питания светильников местного стационарного освещения с лампами накаливания должны применяться напряжения: в помещениях без повышенной опасности - не более 220 В, в помещениях повышенной опасности и особо опасных - не более 42 и 12 В.

Коэффициент мощности люминесцентных светильников не должен быть менее 0,95. Светильники должны иметь устройства для подавления радиопомех.

Трансформаторы, питающие светильники на напряжении 40 В и менее, должны быть защищены со стороны высшего напряжения защитными аппаратами на ток, по возможности близкий к номинальному току трансформатора, защита также должна быть предусмотрена на линиях, отходящих со стороны низшего напряжения.

Переносные светильники для освещения погребов, подвалов, не имеющих освещения, должны иметь защитную сетку, крюк для подвески и шланговый провод с вилкой, сетка должна быть укреплена на рукоятке винтами. Патрон должен быть встроен в корпус светильника так, чтобы токоведущие части патрона и цоколя лампы были недоступны для прикосновения.

Штепсельные розетки и вилки напряжением 12 и 40 В не должны подходить к розеткам и вилкам 127 и 220 В.

Провод не должен касаться влажных, горячих и масляных поверхностей.

При эксплуатации осветительных установок необходимым требованием является чистота ламп и арматуры. Загрязнение осветительных приборов резко уменьшает их светоотдачу.

Новые и вышедшие из строя люминесцентные лампы хранят отдельно в надежной таре, т.к. при их разбивании выделяются вредные пары ртути. Негодные лампы необходимо сдавать в специальные пункты приема.

Заключение

Подводя итог данного реферата, можно сказать, что системы электроснабжения и электроосвещения, находится в постоянном развитии, ищутся пути для обеспечения надежности и высокой экономичности функционирования данных систем.

Вот, в целом весь путь электроэнергии до потребителя. Вся система электроснабжения. Стоит также заметить, что для удобства системы электроснабжения делят на внутренние и внешние. Внутренние - это все, что касается электроснабжения здания самого, начиная от вводно-распределительного устройства (ВРУ), которое получает извне от трансформаторной подстанции электричество и распределяет ее для всех электропотребителей этого здания и заканчивая самими потребляющими устройствами. А до ВРУ - это уже наружные электрические сети, внешние системы электроснабжения.

Список использованных источников

1 А.А. Фёдоров Справочник по электроснабжению и электрооборудованию: В 2 т. Т. 1. Электроснабжение [Текст] / Под общ. ред. А. А. Фёдорова. М.: Энергоатомиздат, 1986. - 568 с.

2 А.А.Федоров, Г.В. Сербиновский: Промышленные электрические сети. 2-е изд.,перераб. и доп. [Текст] / М.: Энергия, 1980г.-476с.

3 Л.Е. Старкова. Электрическое освещение. Учеб. Пособие [Текст] / - Вологда: ВоГТУ, 2000.-108с.

4 В.В. Мешков, М.М. Епанешников. «Осветительные установки» [Текст] / М.: Проспект, 1999. - 376с.