Електротехніка з основами промислової електроніки 33 група

Добрий день шановні здобувачі освіти!  Навчальна інформація , викладена на даній сторінці,  призначена для самостійного опрацювання учнями,  які знаходяться за кордоном або мають пропуски занять з різних причин та для повторення пройденого матеріалу !!!! 

Виконані завдання надсилати мені на Вайбер!

 02.10.2023 

 Код ЗПК 4 Тема 4. Основні відомості з електробезпеки

Тема: Перша допомога під час враження людини електричним струмом

Мета: Знати прості правила порятунку потерпілого від ураження електричним струмом.

При ураженні електричним струмом необхідно якомога швидше звільнити потерпілого від струмопровідних частин обладнання. Дотик до струмопровідних частин (мережі під напругою) у більшості випадків призводить до судом м’язів, тобто людина самостійно не в змозі відірватися від провідника. Тому необхідно швидко відключити ту частину електрообладнання, до якої доторкається людина. Будь-яке зволікання при наданні допомоги, а також невміння того, хто допомагає, надати кваліфіковану допомогу, призводить до загибелі людини, яка знаходиться під дією струму.

При звільненні потерпілих від струмопровідних частин або проводу в електроустановках напругою до 1000 В відключають струм, використовуючи сухий одяг, палицю, дошку, шапку, сухі рукавиці, рукав одягу, діелектричні рукавиці. Провідники перерізають інструментом з ізольованими ручками, перерубують сокирою з дерев’яним сухим топорищем.

Потерпілого можна також відтягнути від струмопровідних частин за одяг, уникаючи дотику до навколишніх металевих предметів та до відкритих частин тіла потерпілого. Відтягуючи потерпілого за ноги, не можна торкатися його взуття, оскільки воно може бути сирим і стає провідником електричного струму. Той, хто надає допомогу, повинен одягнути діелектричні рукавиці або обмотати їх шарфом, натягнути на них рукав піджака або пальта. Можна також ізолювати себе, ставши на гумовий килимок, суху дошку тощо.

Після звільнення потерпілого від дії струму потрібно відразу ж надати йому необхідну медичну допомогу. Виділяють три стани людського організму внаслідок дії електроструму:

– I стан – потерпілий при свідомості. Слід забезпечити повний спокій, 2-3 годинне спостереження, виклик лікаря.

– II стан – потерпілий непритомний, але дихає. Людину покласти горизонтально, розстебнути комір і пасок, дати нюхати нашатирний спирт, викликати лікаря.

– III стан – потерпілий не дихає або дихає з перервами, уривчасто. Роблять штучне дихання і непрямий масаж серця.

Якщо потерпілий після звільнення від дії електричного струму і надання медичної допомоги прийшов до тями, його не слід одного відправляти додому або допускати до роботи. Такого потерпілого слід доставити в лікувальний заклад, де за ним буде встановлено спостереження, так як наслідки від впливу електричного струму можуть проявитися через кілька годин і привести до більш важких наслідків.

Переглянути відео за посиланням: 

https://www.youtube.com/watch?v=cDimAPYNOPc

 Завдання:

-         Опрацювати теоретичний матеріал. Скласти конспект

 

02.10.2023 

 Код ЗПК 4 Тема 4. Основні відомості з електробезпеки

Тема: Аналіз небезпеки електричних мереж у вагонах

Мета: Знати обов’язки провідника та навчитись виконувати логічні дії під час небезпеки електричних мереж у вагонах

Залізниця – доступний і зручний вид транспорту. Але, як і автомобільні дороги, залізничне полотно таїть у собі масу небезпек. Цей вид транспорту в десятки разів безпечніший, ніж автомобільний. За рік в Україні на залізниці в середньому гине 20-30 чоловік. Саме з причини недотримання елементарних правил поведінки і відбувається більшість трагедій, пов’язаних із залізницею. Найчастіше жертвами травм стають діти і підлітки. Кожна людина повинна не тільки сама неухильно дотримуватися правил поведінки на залізниці, прислухатися до сигналів, але і застерігати інших. Пасажир, який скористався послугами залізничного транспорту, повинен пам’ятати, що знаходиться в зоні підвищеної аварійної небезпеки.

Електробезпека –  це система організаційних і технічних заходів і засобів, що забезпечують захист людей від шкідливого і небезпечного впливу на людину електричного струму, електричної дуги, електричного поля, статичної електрики.

Провідник пасажирського вагона (прийомоздавальник вантажу і багажу) має II групу з електробезпеки і відноситься до електротехнологічний персоналу з правом обслуговування електроустановки до 1000В і понад 1000 В. Ця група дає право тільки обслуговувати низьковольтне і високовольтне електрообладнання вагона включати і вимикати перемикачі й тумблери на електрощиті , контролювати роботу електрообладнання за приладами контролю системі контролю замикання, сигнальними лампами.

Провідникові (прийомоздавальник вантажу і багажу) забороняється проводити ремонтні роботи на електрообладнанні!

Періодичність складання іспиту - через 1 рік.

Не допускаються до роботи особи не пройшли перевірку знань з ЕБ, особи з простроченою датою проходження періодичної перевірки знань.

Особи з групою I I електротехнологічного персоналу повинні мати елементарне технічні знання обслуговування електроустановки, чітко усвідомлювати небезпеку електричного струму і наближення до струмоведучих частин, практичні навички надання першої допомоги постраждалим від електричного струму. Провідники пасажирських вагонів повинні знати пристрій електроустаткування вагону, вміти ним користуватися і знати безпечні прийоми при роботі.

Електричний струм небезпечний тим, що: це невидима для очей, без запаху і кольору небезпека.

- тяжкість результату: втрата працездатності при електричних травмах буває тривала, можливий смертельний результат.

- Струми промислової частоти 50-60 Гц можуть викликати судоми м'язів, в результаті відбувається «приковування» до струмоведучих частин. Людина при цьому не може самостійно звільнитися від дії електричного струму.

Наслідки від ураження електричним струмом залежать від сили і частоти, тривалості його впливу, напряму проходження через тіло людини, стану навколишнього середовища (вологість, провідність статі і т. Д.) Стану організму.

R людини. - Залежить від вологості і чистоти шкіри, щільності контакту.

Rчел = 1000-50 000 Ом.

Електричний струм, проходячи через тіло людини надає:

- термічну дію (опіки)

- електролітичну

- Біологічну

Основні причини ураження електричним струмом є:

- дотик до струмоведучих частин, що перебувають під «напругою»

- попадання під «крокові» напруги

- порушення ТБ

Основні величини:

Смертельна сила струму 0,1 А

Небезпечна сила струму 0,01 А

небезпечні для життя людини напруги вважається

при const I> 120B

при ~ I> 50B. в сухих приміщеннях

> 12B. в сирих приміщеннях

Провідники повинні знати пристрої електрообладнання вагонів, вміти ними користуватися, вміти відключати і включати споживачі, знеструмлення ланцюгів вагона. Всі роботи з електрообладнанням, огляд повинні проводитися при відключених ланцюгах. Очищення розподільчих  щитів проводять –  ел. слюсар, ПЕМ.

Перед відправленням в рейс перевірити справність ел. обладнання: не повинно бути відчуття ел. удару. Роботи, пов'язані з усуненням неполадок в ел. схемі повинен виконувати ПЕМ. Перед включенням кип'ятильника, перевірити наявність води, розетки по коридору використовувати для бритв, пилососа, телефону, перед включенням перевірити справність розеток.

До пристроїв низького струму пас. вагона відносяться споживачі:

Генератор, АКБ, освітлення, система кондиціонування повітря, вентиляції, розетки на 110 В, 220 В, кип'ятильник, водоохолоджувач, ел. плитка, холодильник і т. д.

До високовольтного електроустаткування пас. вагона відноситься:

• Котел з ел. тенами.
• Підвагонна високовольтна магістраль
• високовольтний ящик
• Високовольтне міжвагонне з'єднання
• Холостий приймач, робоча розетка
• Нагрівальні елементи: Wтени = 2кBт. U тени = 500B
• W котла = 48 до Вт, U = 3000В, I = 16 А

Призначення: в даний час парк пасажирських вагонів складається з вагонів з комбінованим опаленням. На вагонах зберігається водяна система опалення з водогрійним котлом. У той же час в середині котла встановлені високовольтні нагрівальні елементи. Для опалення цих вагонів від локомотива, а також стаціонарної високовольтної колонки, прийнята єдина одно провідна система напруги 3000В. Постійного або однофазного змінного струму промислової частоти 50Гц. Різниця укладає в тому, який застосовується струм у контактній мережі на даній ділянці прямування поїзда. При електрифікації залізниць Росії та країн ближнього зарубіжжя використовується два види напруги: 27500 В однофазного змінного струму, або 3000В постійного струму. При змінному струмі напруга перед подачею в підвагонними високовольтну магістраль вагонів необхідно перетворити з 27500В. в напругу 3000В.

Всі елементи ВВО повинні бути заземлені на кузов вагона за допомогою перемичок перерізом 25мм2, елементи котла (кожух, нагрівальні елементи) - перемичками перетином 50мм2. Між кузовом і рамами візків - буксами д / б встановлені заземлювальні перемички, з'єднані болтами. При прийманні вагона перевіряти болтове кріплення. Не вимикайте ВВО ящик, кожух котла, не включати ВВО при відсутності води в котлі, не включати ВВО при тягі в котлі, не мити котел, підлогу в к. ідділенні.

Заземлення - це навмисне електричне з'єднання будь - якої точки системи електроустановки або обладнання з землею або її еквівалентом. Захисне заземлення - це заземлення частин електроустановки, які можуть опинитися під напругою з метою захисту персоналу від ураження ел. струмом. Робоча заземленіе- це заземлення частин електроустановки з метою забезпечення роботи електрообладнання.

Перед подачею високої напруги в високовольтну магістраль складу вагонів від колонки стаціонарного пункту електропостачання про це повинна бути проінформована поїзна бригада. На торцевих дверях головного і хвостового вагонів повинна бути вивішена табличка з написами червоного кольору «Обережно! Рухомий склад під високою напругою!».

При електропостачанні складу вагонів від стаціонарного пункту електропостачання чергові провідники повинні знаходитися в вагоні.

На станціях зміни локомотива при підключенні високовольтної магістралі складу вагонів до електровозу провідник повинен спостерігати за її станом. У разі пробою високовольтної магістралі провідник повинен по ланцюжку через провідників сусідніх вагонів повідомити про це поїзного електромеханіка або начальника поїзда.

Опитування:

1. Чому в провідника пасажирського вагону обов’язково повинно бути посвідчення з електробезпеки?

2. В чому полягає небезпека електричного струму?

3. Що провідники повинні знати та вміти при роботі з електрообладнанням?

4. Охарактнризуйте ВВО.

 

Завдання:

-         Опрацювати теоретичний матеріал. Скласти конспект

  

26.09.2023 (два уроки)

Код ЗПК 4 Тема 4. Основні відомості з електробезпеки

Тема: Дія електричного струму на організм людини

Мета: поглибити  знання про терморегуляцію, функції шкіри, електричний струм. Розглянути  дію електричного струму на організм людини та способи захисту від ураження струмом/

На цьому уроці ви згадаєте терміни: електричний струм, сила току, опір, опірність тіла. Дізнаєтеся нового  про те як впливає електричний струм на організм, шляхи проведення струму в організмі, чинники,  які впливають на ступінь ураження струмом, наслідки ураження електричним струмом.

Перш уявлення про небезпеку електричного струму, про те що електричний розряд діє на людину стало відомо в кінці 18 ст. Вперше описав це  Марат, відомий діяч Великої французької буржуазної революції 1789-1794 рр.

Зазначимо, що  у 1863 р. французький вчений Леруа-де Меркюр, а пізніше австрійський вчений С. Елінек  описали травми від дії струму. Однак, механізм цієї дії на людину був невідомий).

Які ж причини цих уражень?

Сьогодні ми знайдемо відповідь на це питання.

Ураження струмом – складний процес, пов'язаний з біологічною, термічною, електрохімічною та механічною дією на організм.

Дія електричного струму на організм людини може спричинити ураження, що залежать від роду та значення струму, а також від тривалості його дії. Людина починає відчувати дію струму, що проходить через неї, при малому значенні цього струму: для змінного  від 0,6 до  1,5 мА  і  5-7 мА при постійному струмі. 

При збільшенні стуму, що проходить через тіло людини, подразнювальна дія підсилюється і відбувається мимовільне скорочення м'язів (судоми) рук, в результаті чого людина не може забрати руку, котра торкається струмоведучої частини, тобто вона не в змозі самостійно порушити контакт з струмоведучою частиною. Пороговий невідпускаючий струм для 50 % людей становить 15 мА. При більших значеннях струму руки паралізуються, утруднюється дихання і може настати фібриляція серця − безладні скорочення серцевих волокон (фібрил) м’язу, в результаті яких серце перестає нормально працювати і припиняється кровообіг.

Електричний струм, що проходить через біологічні тканини, спричиняє іонізацію їх атомів, змінює потенціал клітин і тканин, що призводить до порушення їх нормального функціонування. Крім того, електричний струм спричиняє термічну (опіки окремих ділянок тіла, нагрівання кровоносних судин, нервів тощо); рефлекторну, біохімічну (електроліз крові та інших органічних рідин) дію. Рефлекторна дія, яка викликає судомне скорочення м’язів, може призвести до розривів тканин і переломів кісток.

Ураження залежить від основних параметрів струму: сили струму, напруги, роду струму (постійний чи змінний) та його частоти.

Сьогодні ми поговоримо про те, як і чому вбиває електричний струм. Запитання дуже складне, оскільки дія струму різна: теплова, хімічна, психологічна. Причин смерті від електричного струму також дуже багато.

Розглянемо основні:

1.     Фібриляція                            

Серце перекачує кров завдяки скороченню серцевих м´язів. Воно відбувається завдяки слабким електричним імпульсам., які генеруються у певних клітинах серця та передаються м´язам серця. Якщо через серце пройде сильний електричний струм,  воно може втратити чутливість і стає просто починає швидко, хаотично і нескоординовано скорочуватись. У такому стані кров уже не поступає. Це і є фібриляція. Кров зупиняється, кисень не поступає і людина може вмерти через 5 хвилин з причини кисневого голоду.

2.     Другою причиною є параліч дихальних м´язів.

Легені збільшуються або зменшуються завдяки м´язам, які  збільшують об´єм легень і тоді повітря втягується в легені. Або зменшують.І тоді повітря виходить з легень.

Цей процес контролюється за допомогою електричних імпульсів, які генерує мозок. Електричний струм може заблокувати м´язи грудної клітини. Вони втрачають чутливість і людина не може вдихнути чи видихнути. Це означає можливість смерті від  задухи. 

3.     Третя причина – це опіки. 

Ми знаємо, що вільні електрони рухаючись у металах стикаються з вузлами кристалічної гратки, передають їй свою енергію і метали нагріваються. Таке нагрівання відбувається і в тілі людини, що викликає опіки органів людини.

60-65% постраждалих від ураження електричним струмом отримують тяжкі опіки, знаки на шкірі. Найнебезпечнішим є проходження струму вздовж осі тіла. Людина фактично згоряє. На людину впливає величина струму і величина напруги. За високої напруги в момент торкання до струмопровідних частин виникає порушення нервових центрів, які контролюють дихання і роботу серця. Найнебезпечнішим є електричний удар, в результаті якого відбувається параліч м´язів рук, ніг, грудної клітини, серця, а також гинуть клітини центральної нервової системи, від чого наступає «клінічна (уявна) смерть.

А які ж чинники впливають на ступінь ураження струмом?

 

1)    Чинники,  які впливають на ступінь ураження струмом.

ü Часу проходження через організм

ü Шляху протікання струму в тілі людини

ü Напруги і частоти струму

ü Опору людини

ü Фізичного стану людини

ü Умов зовнішнього середовища

2)    Шляхи протікання електричного струму через організм людини

Цікаві факти про електричний опір людини

Величина електричного опору людини залежить від індивідуальних особливостей організму. Проте можна навести такі середні цифри:

·        Волога шкіра – 1000 Ом

·        Суха шкіра – 500000 Ом

·        Внутрішні тканини, органи людини – 100 – 500 Ом.

Електричний струм, проходячи через тіло людини, впливає таким чином:

·        До 0,01 А – практично не відчувається

·        0,02 А – болючі відчуття

·        0,03 А – порушується дихання.

·        0,07 А – дихання утруднене

·        0,1 А – фібриляція серця, яка може привести до смерті

·        0,2 А – сильні опіки, зупинка серця.

Змінний струм небезпечніший , ніж постійний.

Струм, що протікає через людину, визначається прикладеною напругою та загальним опором її тіла, який може коливатися у дуже широких межах залежно від стану шкіри (порізи, садно), навколишнього середовища (вологість, температура), параметрів електричного кола тощо. Найбільший опір електричному струму чинить шкіряний покрив.

Вплив напруги мережі на наслідки електротравм. Величина напруги мережі (електроустановки) має вплив на наслідки електротравми, але прямої залежності вцьому немає. Аналіз небезпечних випадків, спричинених дією електричного струму, показує, що враження напругою інколи навіть нижче 36 В призводить до смертельних наслідків, і трапляється, що людина, вражена напругою в тисячі вольт, залишається живою.

Експериментальні дані показують, що за інтенсивністю діяння напруга змінного струму впливає на організм людини сильніше, ніж постійного струму. Так, напруга постійного струму, яку відчуває людина, в 1,5–1,8 раза вища, ніж напруга змінного струму промислової частоти 50 Гц. Різниці між діянням змінного та постійного струму практично не буде, якщо проходження небезпечного струму для людини визначається долями секунди.

Вражаюча напруга змінного струму визначається не за номінальною напругою мережі, а за амплітудним її значенням.

Опір людини – це величина змінна і залежить від багатьох причин. У колі струму, який проходить через тіло людини, основним опором є верхній роговий шар шкіри.

Коли шкіра суха і непошкоджена, її опір складає десятки і навіть сотні кілоом. Опір внутрішніх тканин людського організму дуже малий, не більше 600 –1000 Ом. Це означає, якщо шкіра людини волога або поранена, то її опір не буде перевищувати опору внутрішніх органів. За нормативними документами умовно прийнято величину опору людини 1 000 Ом. Струм, який пройде через тіло людини, також умовно визначається за законом Ома:

Опір людини нелінійно зменшується при збільшенні напруги враження (див. таблицю).

При напрузі 200–300 В виникає електричний пробій верхнього шару шкіри і загальний опір людини зменшується до мінімального.

Опір людини змінюється від тривалості дії струму на її організм, щільності, площини та місця контакту.

Найнебезпечнішим є замикання електричного кола через акупунктурні зони на

тілі людини. Найвразливішими є місця на тиловій частині кисті руки, шиї, скроні, спині, плечі, передній частині ноги. При проходженні через ці точки навіть дуже малий струм призводить до смерті людини. Отже, важливо також ще й те, чи є на частинах тіла, якими робить дотик людина до струмопровідних частин, акупунктурні зони, а також яка тільність там нервових закінчень.

Опір людини великою мірою залежить від індивідуальних особливостей

 організму. Це пояснюється фізичним розвитком людини, її масою, станом нервової системи та ін. Особливо зменшується опір людини, коли вона стомлена, хвора, голодна або перебуває у стані алкогольного сп'яніння.

Вплив напруги враження на опір людини

Ступінь небезпеки враження електричним струмом значно знижується, коли

людина знає, шо через її тіло може пройти електричний струм, ніби чекає цього. Це називається чинником уваги.

Тривалість дії струму на організм людини.

Ступінь враження електричним струмом цілком залежить від тривалості дії його на організм людини.

Серце здорової людини скорочується 60–80 разів за секунду.Тривалість одного серцевого циклу можна вважати таким, щодорівнює одній секунді. 

Тривалість дії струму небезпечна і тим, що при цьому опір шкіри значно зменшується, переважно, через потовиділення, що виникає під час нагрівання у місцях контакту. А це ар означає, що струм враження при тривалій його дії на організм людини зростає, наприклад, з порогового невідпускаючого до фібриляційного.

Отже, чим менша тривалість дії струму на організм людини, тим менший ступінь враження її електричним струмом.

Шлях проходження струму в тілі людини.

При враженні людини електричним струмом можливий будь-який шлях замикання електричного кола через її тіло. Доторкання до струмопровідних частин може здійснюватися в двох, трьох і більше місцях. Найнебезпечнішим є замикання струму через серце і органи дихання, а також дотик до струмопровідних частин чутливими до струму місцями.

Під час проходження струму по шляху голова – руки через серце людини

проходить 7% загального струму, права рука – ноги – 6,7, голова – ноги – 6,8, ліва рука – ноги – 3,7, рука – рука – 3,3, нога – нога – 0,4%.

Струм у тілі людини проходить по тканинах з меншим питомим опором.

Основними чинниками повітряного середовища, які впливають на ступінь враження людини електричним струмом, є волога, температура, атмосферний тиск, електричні та магнітні поля.

 Усне опитування:

1. Які наслідки для людей при ураженні електричним струмом?

2. Які чинники знижують або підвищують небезпеку ураження людини електричним струмом?

3. Назвіть найнебезпечніші зони на тілі людини під час ураженні електричним струмом?

 Завдання:
-         Опрацювати теоретичний матеріал. Скласти конспект

-         Знайти відео про електронебезпеку у вагонах

25.09.2023

Код ЗПК 4 Тема 3. Виробництво, розподіл та споживання електричної енергії

Тема: Тематичне оцінювання №1

Мета: Виявити рівень знань учнів, засвоєних під час вивчення теми програми «Виробництво, розподіл та споживання електричної енергії». 

 Дати письмові відповіді на питання

І варіант

1. Що називається електростанцією?

2. Які основні елементи теплових електростанцій ви знаєте?

3. Електрична мережа. Її характеристика.

4. Назвіть види ліній електропередач та опишіть їх розташування.

5. Чим відрізняється кабель від дроту?

6. Яка оптимальна напруга повинна бути в пасажирському вагоні?

7. Що являє собою тягова підстанція? Структура тягових підстанцій

8. Назвіть типи споживачів електричної енергії в пасажирських вагонах

9. За якими групами розподіляється електрообладнання пасажирських вагонів?

 

ІІ варіант

1. Що називається електростанцією?

2. Як класифікують ТЕС?

3. Електрична мережа. Її характеристика.

4. Назвіть види ліній електропередач та опишіть їх розташування.

5. У чому переваги та недоліки кабельної лінії електропередач?

6. Яка оптимальна напруга повинна бути в пасажирському вагоні?

7. Що являє собою тягова підстанція? Призначення тягових підстанцій.

8. Назвіть типи споживачів електричної енергії в пасажирських вагонах

9. Які вимоги висуваються до електрообладнання пасажирських вагонів?

 

25.09.2023

Код ЗПК 4 Тема 3. Виробництво, розподіл та споживання електричної енергії

Тема: Лабораторно-практична робота №2

Мета: Дослідити, які види ліній електропередач більш використовуються в залізничному транспорті. Пояснити, в чому полягає робота вагонного електрообладнання, описати види та їх будову.

 Опрацювати наступні питання:

- Повітряні лінії, 
- кабель, 
- переваги кабельних ліній,

-суть дешевизни повітряних ліній,

- електрообладнання пасажирських вагонів,

- види та будова

Висновок....

19.09.2023

Код ЗПК 4 Тема 3. Виробництво, розподіл та споживання електричної енергії

Тема: Категорії споживачів споживання електроенергії

Мета: Ознайомитись  з категорією споживачів споживання електроенергії. Навчитись визначати електричні мережі за їх призначенням.

 На цьому уроці розглянемо основні види електроприймачів різного технологічного призначення, електроспоживачів різних галузей промисловості, характер їхніх навантажень і особливості режимів роботи.

Приймачем електроенергії (те ж – електроприймачем, струмоприймачем) називається електрична частина виробничої установки, що одержує електроенергію від джерела та перетворює її в механічну, теплову, хімічну, світлову енергію, в енергію електростатичного та електромагнітного поля.

За технологічним призначенням приймачі електроенергії класифікуються залежно від виду енергії, у який даний приймач перетворює електричну енергію: електродвигуни приводів машин і механізмів; електротермічні установки; електрохімічні установки; установки електроосвітлення; установки електростатичного та електромагнітного поля, електрофільтри; пристрої іскрової обробки, пристрої контролю та випробування виробів (рентгенівські апарати, установки ультразвуку і т.п.).

Сукупність електроприймачів виробничих установок цеху, корпусу, підприємства, приєднаних за допомогою електричних мереж до загального пункту електроживлення, називається електроспоживачем.

 

Категорії електроприймачів – це розподіл споживачів електроенергії по надійності електропостачання.

Споживач електричної енергії – фізична особа, у тому числі фізична особа - підприємець, або юридична особа, що купує електричну енергію для власного споживання.

Перерва в електропостачанні може приводити до різних несприятливих наслідків. Так, наприклад, на металургійних або хімічних виробництвах, а також на деяких шахтах перерва в електропостачанні приводить до розладів безупинних технологічних процесів, до виходу з ладу основного технологічного устаткування, а в інших випадках - до утворення вибухонебезпечних концентрацій газів при припиненні вентиляції, що загрожує життю людей.

Деякі ж виробництва при перервах в електропостачанні несуть тільки витрати від недовипуску продукції. Відповідно до характеру збитку, що може бути нанесений окремому підприємству або народному господарству при раптових перервах електропостачання, усім електроприймачам привласнюють визначену категорію у відношенні забезпечення надійності їхнього електропостачання.

 Різноманіття споживачів електроенергії Правила улаштування електроустановок (ПУЕ) умовно підрозділяють на три основні категорії по безперебійності живлення:

I – електроприймачі, порушення електропостачання яких спричиняє небезпеку для життя людей, значний збиток народному господарству, ушкодження устаткування, масовий брак продукції, розлад складного технологічного процесу, порушення особливо важливих елементів народного господарства;

II – електроприймачі, перерва в електропостачанні яких зв'язана з масовою недовідпусткою продукції, простоєм робітників, механізмів і промислового транспорту, порушенням нормальної діяльності значної кількості міських жителів;

III – всі інші електроприймачі, які не підходять під визначення I і II категорій, що допускають перерви в електропостачанні без істотного збитку для споживачів протягом часу, необхідного для ремонту чи заміни електроустаткування, що вийшло з ладу.

Електроприймачі I категорії повинні забезпечуватися електроенергією від двох незалежних джерел живлення (наприклад, від різних секцій збірних шин підстанції, що нормально працюють роздільно).

На першій ступені розподілу електроенергії (зовнішнє електропостачання) можуть застосовуватися дві системи:

а) повітряні чи кабельні лінії напругою 35 – 220 кВ;

б) жорсткі чи гнучкі струмопроводи напругою 6, 10 і 35 кВ.

При цьому під першою ступеню розподілу енергії мається на увазі мережна ланка між джерелом живлення підприємства і підстанціями глибоких вводу (ПГВ), якщо розподіл виробляється при напрузі 35 – 220 кВ, або між головною знижувальною підстанцією (ГЗП) і високовольтним розподільним пунктом (ВРП), якщо розподіл виробляється при напрузі 6 – 10 кВ.

Під другою ступеню розподілу енергії (внутрішнє високовольтне електропостачання) мається на увазі мережна ланка між ВРП чи розподільним пристроєм (РП) вторинної напруги ПГВ і трансформаторними підстанціями (ТП) чи ж окремими електроприймачами напругою 6-10 кВ: електродвигунами, перетворювачами тощо.

Під третьою ступеню розподілу енергії (внутрішнє низьковольтне електропостачання) мається на увазі мережна ланка між ТП і споживачами електроенергії напругою до 1000 В.

 Опитування:

1. За якими ознаками класифікуються споживачі?

2. Які основні типи електроприймачів застосовують на промислових підприємствах, їх характеристики?

3. У яких режимах можуть працювати споживачі електроенергії?

Завдання:

-         Опрацювати теоретичний матеріал. Скласти конспект

-         Знайти відео про електричні мережі та їх споживачів

19.09.2023

Код ЗПК 4 Тема 3. Виробництво, розподіл та споживання електричної енергії

Тема: Типи споживачів електричної енергії в пасажирських вагонах

Мета: Ознайомитись з типами споживачів електричної енергії  в пасажирських вагонах. Навчатись розрізняти всі типи споживачів та виявляти їх несправність.

 Всі сучасні пасажирські, поштові, багажні і ряд спеціалізованих вагонів (вагони-ресторани, дизельні вагони рефрижераторних секцій та ін.) оснащені складним електричним, холодильним і радіотелевізійним обладнанням.

Електрична енергія використовується для опалення та вентиляції приміщень вагона, освітлення, живлення діагностичної апаратури, приведення в дію різних пристроїв і приладів (екологічно чистих туалетів, знезаражувачем води і т.д.) підвищують комфорт для пасажирів та умови праці поїзної бригади.

Системи електропостачання зазначених вагонів в залежності від розташування джерел електричної енергії та їх використання поділяються на дві групи: системи автономного та централізованого електропостачання. На цьому уроці ви ознайомитеся з типами споживачів електричної енергії  в пасажирських вагонах.

 До основних споживачів електричної енергії пасажирського вагона та вагона електропоїзда належать: система освітлення, система примусової вентиляції та кондиціювання, система керування, контролю, сигналізації, діагностики та індикації, побутові прилади.

1. Система освітлення –

Для освітлення вагона застосовуються як лампи розжарювання, так і люмінесцентні. У порівнянні з лампами розжарювання застосування люмінесцентних ламп дозволяє забезпечити більш високий рівень освітленості приміщень вагона.

2. Система примусової вентиляції та кондиціювання

Установка кондиціонування повітря з компресійної холодильної машиною складається з наступних основних вузлів і систем: компресорного агрегату, конденсаторного агрегату, вузла кондиціонування повітря, систем вентиляції та опалення, приладів автоматичного регулювання та захисту.

Спільним для всіх установок кондиціонування повітря з компресійної холодильної машиною є розташування повітреохолоджувача в просторі між дахом та стелею, а компресорного та конденсаторного агрегатів під рамою вагона. Всі апарати функціонально пов'язані в загальну схему взаємодії і включаються в роботу залежно від заданого режиму установки кондиціювання повітря.

Вентиляція – повітрообмін в приміщенні. Система вентиляції служить для

подачі свіжого повітря і підтримання норм санітарно-гігієнічних умов у

вагонах.

Існують два види вентиляції в пасажирських вагонах:

- Природна (влітку) - через нещільності вагона, відриті двері, вікна; стельові

витяжні дефлектори;

- Припливно-механічна - з допомогою вентиляційної установки.

У вагонах де є система охолодження (кондиціонування) повітря в

обов'язковому випадку застосовується припливно-механічна вентиляція.

При припливно-механічній вентиляції повітря нагнітається у вагон через

повітропровід та вентиляційні решітки, що знаходяться в кожному купе або

пасажирському відділенні, а видаляється повітря з вагона через стельові

витяжні дефлектори, відкриті двері і нещільності в вагоні.

Припливно-механічна вентиляція вагона створює рухомість повітря в зоні

перебування пасажирів, очищає повітря від пилу та хімічних домішок, бере

участь спільно з охолоджувальною установкою в охолодженні пасажирських

приміщень, а при калориферному опаленні - в підігріві повітря і подачі його у

вагон. Повітря, що подається вентиляційною установкою в зимовий час, повинно підігріватися, проходячи через калорифер (водяний або електричний) до температури 20±2 С. Контроль температури повітря, що подається

здійснюється з дистанційного термометру, що знаходиться в котельному

відділенні і в службовому купе провідника.

Будова припливно-механічної вентиляції вагона

Заборні решітки (жалюзі) знаходяться над бічними дверима з робочого

кінця вагона. За забірними гратками встановлено заслінки, з допомогою яких

регулюється подача повітря в вагон: у зимовий і перехідний час року заслінки

повинні бути закриті, а в літній час - повністю відкриті. Рукоятка переведення

заслінок знаходиться в котельному відділенні, має положення: в купейному

вагон – «зима-літо»; у плацкартному вагоні – «закрите-відкрите».

Фільтри призначені для очищення повітря від пилу і інших механічних

домішок, виготовляються з дрібної металевої сітки складеної в декілька шарів і

просочених мастилом. Знаходяться між дахом і стелею в тамбурі з робочої

сторони вагона, їх змінюють залежно від забруднення 1 раз у місяць, 1 раз на

рік, після кожної поїздки.

Вентиляційний агрегат складається з: двох вентиляторів та електродвигуна, дифузора, що з'єднує вентилятори з калорифером, (виготовляється з щільної тканини), калорифера, призначеного для підігріву повітря, що подається в зимовий час року і в перехідний період, конфузора, який з'єднує калорифер з воздуховодом - все знаходиться в стельовому просторі з робочої сторони вагона.

Повітропровід проходить між стелею і дахом вагона від початку до кінця

вагона, по ньому нагнітається повітря в вагон. У повітропроводі відразу ж за

конфузором встановлена протипожежна заслінка призначена для перекриття

повітреходу на випадок пожежі у вагоні, для запобігання поширення полум'я

по повітропроводу.

Пожежна заслінка складається з: заслінки, пружини, легкоплавкої вставки, рукоятки, сигналізатора.

Рукоятка повинна бути опломбована.

Пожежна заслінка може спрацювати автоматично, коли температура повітря в

повітроводі досягне 80-100 С - легкоплавка вставка плавиться і за допомогою

пружини заслінка перекриває повітропровід, сигналізатор втягується в отвір

стелі. Можна привести її в дію і вручну - повернути рукоятку, що знаходиться

в стелі над дверима в проході або в купе провідника на 90 градусів.

Від повітропроводу в кожне купе або пасажирське відділення відходить

вентиляційна решітка, через яку надходить повітря в вагон, зазори

вентиляційних решіток регулюються в заводських умовах, а перевіряються при

деповському ремонті - на початку вагона складають ≈ 10-12 мм., до кінця

вагона поступово збільшуються до 20-24 мм, для того щоб повітря рівномірно

розподілявся по всьому вагону і досягалася хороша вентиляція всіх приміщень

вагона.

Відпрацьоване повітря видаляється з вагона через стельові витяжні

дефлектори - влітку всі повинні бути повністю відкриті, а взимку і в

перехідний час року повністю закриті, крім туалетів та котельного відділення.

Взимку і в перехідний час року відпрацьоване повітря видаляється з вагона

через стельові витяжні дефлектори туалетів та котельного відділення, відкриті

двері, нещільності вагона.

Кондиціювання повітря

У зв'язку з обмеженими можливостями системи вентиляції для

забезпечення комфорту пасажирів застосовується кондиціонер повітря, який

дозволяє в широких межах змінювати температуру повітря.

Вагонні кондиціонери розраховані на  роботу при зовнішніх температурах

від плюс 32 С до мінус 40 С.

В купейних вагонах з чотирьох - і двомісними купе, вагонах-ресторанах та

габариту РІЦ застосовується установка кондиціонування повітря МАБ-П. Ця

установка складається із систем вентиляції, опалення, охолодження й

автоматичного управління.

У систему охолодження заправляється 40 кг хладона-12, а в компресор - 4

кг мастила марки ХФ-12.

З ресивера рідкий хладон-12, очищений від механічних домішок і вологи в

трьох паралельно з'єднаних фільтрах-осушувачах, під високим тиском і з

високою температурою надходить у повітроохолоджувач через запірний

вентиль, соленоїдні вентилі, терморегулювальні вентилі та розподільники.

Після дроселювання хладон у повітроохолоджувачі кипить, віднімаючи тепло

зовнішнього повітря, подаваного вентилятором усередину вагона. Пари, що

утворилися при кипінні хладона по трубопроводу через усмоктувальний

вентиль відсмоктуються і стискуються компресором, а потім через

нагнітальний вентиль і гнучкий патрубок виштовхуються в конденсатор, в

якому вони вентилятором охолоджуються і, конденсуючись, перетворюються в

рідину. Вентилятор і компресор приводиться в дію за допомогою

електродвигунів. З конденсатора рідкий хладон знову надходить у ресивер, і

процес повторюється. При цьому хладон практично не витрачається, можуть

виникнути втрати лише внаслідок витоку не щільності в системі. Контроль за

роботою здійснюється по манометру всмоктування, манометру нагнітання і

манометру тиску мастила, змонтованих на панелі, розташованій в службовому

відділенні.

При нормальній роботі манометр всмоктування повинен показати тиск кипіння

хладона 0,215-0,319 МПа (2,15-3,19 кгс/см2) і відповідно температуру кипіння

від 0 до 9 0С, манометр нагнітання - тиск конденсації хладона 0,66-1,29 МПа

(6,6-12,9 кгс/см2) і відповідно температуру конденсації від 30 до 55 0С, манометр тиску масла - тиск масла 0,3-0,45 Мпа (3-4,5 кгс/см2). Показання

манометра тиску масла обов'язково повинні бути більше на 0,08-0,13 Мпа

(0,08-1,3 кгс/см), ніж манометра всмоктування. Якщо показання манометрів

відрізняються незначно, то система примусової мастила компресора не працює

і установку охолодження повітря необхідно відключити.

 

 

3. Система керування, контролю, сигналізації, діагностики та індикації

Опрацювати теоретичний матеріал з посібника ст.9-16 за посиланням

http://lib.kart.edu.ua/bitstream/123456789/2385/1/%D0%9D%D0%B0%D0%B2%D1%87%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%B8%D0%B9%20%D0%BF%D0%BE%D1%81%D1%96%D0%B1%D0%BD%D0%B8%D0%BA.pdf 

Завдання:

1. Скласти конспект

2. Дати відповідь на питання:

1. За якими групами розподіляється електрообладнання пасажирських вагонів? 

2. В яких умовах працює електрообладнання вагонів? 

3. Які вимоги висуваються до електрообладнання пасажирських вагонів?

18.09.2023 (2 уроки)

Код ЗПК 4 Тема 3. Виробництво, розподіл та споживання електричної енергії

Тема: Тягові підстанції

Мета: поглибити знання  про характеристику тягові підстанції. Навчитись визначати тягові підстанції  електровозів.

Залізницями України на тягу поїздів витрачається більше 83,6% електроенергії і близько 83,3% дизельного палива або сумарно в умовному обчисленні майже три чверті від споживання усіх видів ПЕР (паливно-енергетичних ресурсів ). Але і витрати ПЕР об'єктами стаціонарної нетягової енергетики також служать цілям забезпечення роботи інфраструктури залізниць по здійсненню основного виду діяльності – процесу перевезень. Таким чином, енергозберігаюча діяльність залізниць націлена, в першу чергу, на економію ПЕР, витрата яких пов'язана з процесом перевезень . Джерелом енергозбереження залізниць є подальша їх електрифікація на базі інноваційних технологій та реалізація енергооптимальних режимів роботи СТЕ (система тягового електропостачання).

На цьому уроці ви ознайомитеся з цими поняттями та навчитеся розв’язувати завдання з даної теми. 

 Надійна робота електроустаткування тягових підстанцій є одним з основних чинників, що визначають стабільне тягове електропостачання залізниць. Силові трансформатори є основними елементами електричних мереж та систем електричної тяги, а споживачами перетвореної енергії являється електрорухомий склад залізниць. На залізницях Україні тягове електропостачання здійснюється від 305 стаціонарних та пересувних тягових підстанцій. Використовуються тягові підстанції для живлення електротранспорту і електровозів.

Тягова  підстанція – у загальному випадку, електроустановка для перетворення та розподілу електричної енергії.

Тягові підстанції призначені для зниження електричної напруги і подальшого перетворення струму (тільки для підстанцій постійного струму) для передачі його в контактну мережу для забезпечення електричною енергією електровозів, трамваїв і тролейбусів.

Види

Тягові підстанції бувають постійного і змінного струму.

Тягові підстанції будуються вздовж полотна залізниці на відстані 5-25 км для підстанцій постійного струму і 50-80 км для підстанції змінного струму. Ця відстань залежить як від розмірів руху поїздів, так і від профілю шляху. Отримують електроенергію від підстанцій енергопостачальних організацій по повітряних і кабельних лініях електропередачі напругою 10-220 кВ. Електроенергія надходить у відкритий розподільний пристрій, на знижувальний трансформатор. З знижувального трансформатора електроенергія надходить на тяговий трансформатор, звідки вона подається на перетворювальний агрегат (випрямляч). З перетворювального агрегату випрямлений струм подається на основну та резервну системи шин і розподіляється в контактну мережу через швидкодіючі автомати.

 

РУ-825В СТП-49 київського метрополітену

Тягові підстанції змінного струму мають те ж призначення, що й підстанції постійного струму, за винятком того, що в них відсутні перетворювальні агрегати для випрямлення струму.

Історично склалося так, що тягові підстанції в Україні іноді були єдиними джерелами електричної енергії прийнятного рівня напруги для її подальшого розподілу, тому на всіх тягових підстанціях є розподільний пристрій для розподілу і транспортування електричної енергії напругою 35-0,4 кВ як залізничним, так і незалізничним споживачам.

Тягова підстанція залізниці призначена для розподілу, перетворення електроенергії, живлення тягових (електрорухомого складу) і нетягових залізничних, а також інших споживачів. Тягові підстанції залізниці отримують електроенергію від енергосистеми через систему зовнішнього електропостачання, після чого енергія розподіляється між тяговими (через систему тягового електропостачання) і нетягових споживачами.

Класифікація

За способом приєднання до системи зовнішнього електропостачання:

• Опорна (вузлова) – отримує живлення від мережі зовнішнього електропостачання трьома і більше лініми електропередачі напругою 110 або 220 кВ, і виконує функції джерела для інших тягових підстанцій.
• Тупикова (кінцева) – отримує живлення по двом радіальним ЛЕП від сусідньої підстанції.
• Проміжна – отримує живлення по вводах від двох сусідніх підстанцій. Проміжна ПС в свою чергу буває:
• Транзитна (прохідна) – включається в розтин ЛЕП.
• Відпаєчна – підключається до відпайки(відгалуження) ЛЕП.

За системою електричної тяги:

• Постійного струму 3,3 кВ. За типом перетворювачів бувають:
• Випрямляючі
• Випрямляючо-інверторні
• Змінного струму 27,5 кВ або 2х27,5 кВ.
• Стикові (зінного/постіного струму).

За значенням напруги живлення:

• 35, 110, 220 кВ

За системою керування:

• Телекеровані
• Нетелекеровані

За способом обслуговування:

• Без чергового персоналу
• З чергуванням вдому
• З постійним черговим персоналом

За типом розміщення:

• Стаціонарні
• Пересувні

Схеми зовнішнього електропостачання тягових підстанцій

Як правило відстань між сусідніми тяговими підстанціями не перевищує: 15 км на постійному струмі і 50 км – на змінному.

Кожна тягова підстанція отримує живлення від двох незалежних джерел, так як електрифіковані залізниці є споживачем першої категорії. Живлення тягових підстанцій може здійснюється по одноланцюгової ЛЕП, Дволанцюговий ЛЕП на загальних і на роздільних опорах.

• При живленні від одноланцюгової лінії між опорними підстанціями розташовуються не більше трьох транзитних підстанцій.
• При живленні від дволанцюговий лінії на загальних опорах:
• для ЛЕП-220 кВ – не більше п'яти транзитних при електричній тязі як на змінному, так і постійному струмі;
• для ЛЕП-110 кВ – не більше п'яти транзитних при електричній тязі на постійному і трьох - на змінному струмі.
• При живленні від дволанцюговий лінії на роздільних опорах:
• для ЛЕП-220 кВ – не більше п'яти підстанцій (2 транзитні 3 цих відгалужень) при електротязі як на постійному, так і на змінному струмі;
• для ЛЕП-110 кВ – не більше п'яти підстанцій (2 транзитні 3 цих відгалужень) при електричній тязі на постійному і трьох (2 транзитні 1 цих відгалужень) – на змінному струмі.

Структура тягових підстанцій

Ввід

На тягові підстанції залізниці надходить енергія напругою 110, 220 кВ, на деякі старі тягові підстанції постійного струму може надходити напруга 35 кВ.

Тягові підстанції мають від 2 (на транзитних, підключених до цих відгалужень, тупикових підстанціях) до 6 (на опорних підстанціях) вводів.

Розподільче устаткування високої напруги

Розподільний пристрій (РУ). Зазвичай це РУ-110 або 220 кВ, від них через понижуючі трансформатори енергія надходить на РУ-6, 10, 35 кВ, а також на тягове РУ-27,5 кВ.

На деяких підстанціях постійного струму РУ високої напруги може бути 35 кВ, в цьому випадку від нього живляться: через перетворюючі агрегати тягове РУ-3,3 кВ, трансформатори власних потреб, РУ-6, 10 кВ, а також нетягових споживачі.

Схеми РУ високої напруги різняться в залежності від типу підстанції.

Розподільні пристрої низької напруги

На тягових підстанціях змінного струму РУ 6 (10) і 35 кВ використовуються тільки для живлення нетягових споживачів. Для живлення тягових споживачів, а також трансформаторів власних потреб використовується РУ-27,5 кВ.

На тягових підстанціях постійного струму РУ-6, 10 кВ використовуються для живлення: через перетворюючі агрегати РУ 3,3 кВ, трансформаторів власних потреб, а також нетягових споживачів. РУ 35 кВ використовується тільки для живлення нетягових споживачів, за винятком випадків, коли РУ-35 кВ є основним.

Перетворювальні агрегати

Випрямлячі та інвертори, використовуються на тягових підстанціях постійного струму для живлення РУ-3,3 кВ випрямленою струмом і для повернення енергії, що виробляється при рекуперативному гальмуванні з контактної мережі в загальну мережу змінного струму.

Фідери

Фідери – приєднання до розподільчих устаткувань тягової підстанції контактної мережі та інших споживачів електроенергії. 

 

Завдання:

1. Скласти конспект

2.  Дати відповідь на питання:

- Що таке тягова  підстанція? Види тягової  підстанцї?

- За якими показниками класифікують тягові підстанції?

- Яка величина напруги  надходить до тягових підстанцій? 

- Охарактеризуйте розподільче устаткування високої та низької напруги. 

 

12.09.2023 (2 уроки)

Код ЗПК 4 Тема 3. Виробництво, розподіл та споживання електричної енергії

Тема: Кабельні і повітряні лінії електропередач

Мета: навчитись розрізняти повітряні та кабельні лінії електропередач; ознайомитись з елементами ліній електропередач.

Кабельна лінія електропередач

Кабельною лінією називається лінія для передавання електроенергії одним або кількома паралельно прокладеними кабелями зі з'єднувальними, стопорними і кінцевими муфтами та кріпильними деталями.

Кабельні лінії порівняно з повітряними мають низку переваг, до яких частково належать триваліший термін роботи, відсутність опор, велика надійність в експлуатації. Вони не загромаджують вулиць, проїздів, виробничих територій, але вартість їх значно більша від вартості повітряних ліній. Кабельні лінії використовують для каналізації електроенергії напругою до 35 кВ.

       Прокладання кабельної лінії виконують згідно з Правилами будови електроустаткування (ПБЕ), а також інструкціями та проектами. Траси кабельних ліній обирають з найменшими витратами кабелів із забезпеченням їх збереження від механічних пошкоджень, корозії та вібрації, при цьому уникають перетину кабелів один з одним, кабелями іншого призначення, трубопроводами. 

 Основні елементи кабельних ліній.

Будь-який кабель, а зараз їх багато різновидів залежно від призначення та робочої напруги, складається зі струмопровідної жили, ізоляції й захисних оболонок. Струмопровідні жили виготовлені з міді або алюмінію і можуть бути одно- і багатожильними. За числом жил кабелі можуть бути одно-, двох-, три- і чотирижильними. Ізоляцію кабелів до 1000 В виконують гумовою, а понад 1000 В – із багатошарового просоченого паперу і різних пластиків (поліетилену, полівінілхлориду й ін.).

Захисні оболонки перешкоджають проникненню вологи, газів і кислот, їх виготовляють алюмінієвими та хлорвініловими. Для механічної міцності цих оболонок зверху накладається стальна або дротяна броня.

Трижильні кабелі виготовляють на напругу 1, 3, 6, 10, 35 кВ, а чотирижильні – на 1 кВ. В чотирижильному кабелі четверта жила має площу поперечного перерізу вдвічі меншу від перерізу кожної з основних жил.

Силові кабелі випускають перерізом від 2,5 до 300 мм2, жили кабелів можуть бути круглими або сектороподібними. Для сигналізації, керування і зв'язку використовують багатожильні кабелі, в яких кількість жил сягає від десятка до сотень. Кабелі укладають на кабельних спорудах.

Для з’єднання, відгалуження та окінцювання кабелів використовують кабельні муфти. 

 Будова кабельних ліній електропередачі

Кабельними називають споруди, призначені для розміщення в них кабелів і кабельних муфт. До цих споруд належать кабельні тунелі, канали, шахти, поверхи, блоки, подвійні підлоги, кабельні камери, естакади, галереї.

Кабельний тунель – це закрита споруда з розташованими в ній опорними конструкціями для розміщення на них кабелів і кабельних муфт з вільним проходом по всій довжині, який дає змогу здійснювати прокладання кабелів, ремонт та огляд кабельних ліній.

Кабельним каналом називається закрита і заглиблена в ґрунт, підлогу, перекриття непрохідна споруда, призначена для розміщення в ній кабелів, прокладання, огляд і ремонт яких можна здійснювати тільки при знятому перекритті.

Кабельний поверх – це частина будівлі, обмежена підлогою та перекриттям або перекриттям з відстанню між підлогою й виступними частинами перекриття не менше як на 1,8 м.

Кабельною шахтою називається вертикальна кабельна споруда, висота якої в кілька разів більша від розміру її сторони.

Кабельний блок – це кабельна споруда з трубами (каналами) для прокладання в них кабелів з належними їм колодязями.

Кабельна камера – це підземна кабельна споруда, що закривається глухою знімною бетонною плитою й призначена для укладання кабельних муфт або для протягування кабелів у блоки.

Камера, що має люк для входу в неї, називається кабельним колодязем.

 Кабельною естакадою називається надземна відкрита горизонтальна чи нахилена протяжна кабельна споруда.

Кабельна галерея – це наземна закрита цілком або частково горизонтальна чи нахилена протяжна прохідна кабельна споруда. Кабелі прокладають в каналах, в трубах, на лотках, на тросах, в землі.

Повітряні лінії

Електрична повітряна лінія (ПЛ) – пристрій, призначений для передавання й розподілення електричної енергії по проводах, розташованих на відкритому повітрі і прикріплених до різних опорних конструкцій.

Основні елементи з яких складається повітряна лінія:

 а) проводи, призначені для передавання і розподілу електричної енергії;

 б) опори, які потрібні для підтримування проводів і тросів на певній відстані від поверхні землі, води або інженерних споруд;

в) ізолятори, що забезпечують ізоляцію проводів від опор;

 г) арматура, яка потрібна для закріплення проводів на ізоляторах, а ізоляторів — на опорі;

д) грозозахисні троси, призначені для захисту проводів від розрядів блискавки.

Захисні троси монтують на верхній частині опори, над фазними проводами ліній 110 кВ і вище.

В електричних мережах напругою 35 кВ і менше захисні троси не використовуються.

Вимоги до арматури:

1.     Велика механічна міцність;

2.     Хороша шарнірність;

3.     Висока стійкість до корозії;

4.     Хороша електрична провідність.

Класифікація арматури:

1.     Зчіпна;

2.     Підтримуюча;

3.     Натяжна;

4.     З’єднувальна;

5.     Захисна;

6.     Контактна;

7.     Для кріплення штирьових ізоляторів;

8.     Спіральна.

Основні елементи ПЛ:

1.     Траса — положення осі ПЛ на земній поверхні.

2.     Пікети (ПК) — відрізки, на які розбита траса, довжина ПК залежить від номінальної напруги ПЛ і типу місцевості.

Нульовий пікетний знак означає початок траси.

Центровий знак на трасі ПЛ, що будується, означає центр розташування опори.

3.     Виробничий пікетаж — установка пікетних і центрових знаків на трасі у відповідність з відомістю розставляння опор.

4.     Фундамент опори – конструкція, що закладена в грунт або спирається на нього і передавальна йому навантаження від опори, ізоляторів, дротів (тросів) і від зовнішніх дій (ожеледі, вітру).

5.     Основа фундаменту – нижньої частини котловану, що сприймає навантаження.

6.     Прогін (довжина прогону) – відстань між центрами двох опор, на яких підвішені дроти. Розрізняють проміжний проліт (між двома сусідніми проміжними опорами) і анкерний проліт (між анкерними опорами). Перехідний проліт – проліт, що перетинає яку-небудь споруду або природну перешкоду (річку, яр).

7.     Кут повороту лінії – кут α між напрямами траси ПЛ в суміжних прольотах (до і після повороту).

8.     Стріла провисання – вертикальна відстань між нижчою точкою проводу в прольоті і прямій, що сполучає точки його кріплення на опорах.

9.     Габарит проводу – вертикальна відстань від проводу в прогоні до тих об'єктів, що перетинаються трасою інженерних споруд, поверхні землі або води.

10. Шлейф – відрізок проводу, що сполучає на анкерній опорі натягнуті проводи сусідніх анкерних прогонів.

Класифікація ПЛ:

І. По роду струму:

1.     ПЛ змінного струму

2.     ПЛ постійного струму

В основному, ПЛ служать для передачі змінного струму і лише в окремих випадках використовують лінії постійного струму.

ІІ. За призначенням:

1.     наддалекі ПЛ напругою 500 кВ і вище (призначені для зв'язку окремих енергосистем)

2.     магістральні ПЛ напругою 220 і 330 кВ (призначені для передачі енергії від потужних електростанцій, а також для зв'язку енергосистем і об'єднання електростанцій усередині енергосистем — приміром, сполучають електростанції з розподільними пунктами)

3.     розподільні ПЛ напругою 35, 110 і 150 кВ (призначені для електропостачання підприємств і населених пунктів великих районів — сполучають розподільні пункти із споживачами)

4.     ПЛ 20 кВ і нижче, що підводять електроенергію до споживачів

5.     ПЛ до 1000 В (ПЛ нижчого класу напруги)

6.     ПЛ вище 1000 В

7.     ПЛ 1-35 кВ (ПЛ середнього класу напруги)

8.     ПЛ 110-220 кВ (ПЛ високого класу напруги)

9.     ПЛ 330-500 кВ (ПЛ надвисокого класу напруги)

10. ПЛ 750 кВ і вище (ПЛ ультрависокого класу напруги)

ІІІ. По режиму роботи нейтралей в електроустановках:

1.     Трифазні мережі з незаземленими (ізольованими) нейтралями (нейтраль не приєднана до заземлювального пристрою або приєднана до нього через апарати з великим опором).

В Україні такий режим нейтралі використовується в мережах напругою 3-35 кВ з малими струмами однофазних замикань на землю.

2.     Трифазні мережі з резонансно-заземленими (компенсованими) нейтралями (нейтральна шина приєднана до заземлення через індуктивність).

 В Україні використовується в мережах напругою 3-35 кВ з великими струмами однофазних замикань на землю.

3.     Трифазні мережі з ефективно-заземленими нейтралями (мережі високої і надвисокої напруги, нейтралі яких сполучені із землею безпосередньо або через невеликий активний опір).

4.     Мережі з глухозаземленою нейтраллю (нейтраль трансформатора або генератора приєднується до заземлюючого пристрою безпосередньо або через малий опір).

IV. По режиму роботи залежно від механічного стану:

1.     ПЛ нормального режиму роботи (дроти і троси не обірвані)

2.     ПЛ аварійного режиму роботи (при повному або частковому обриві дротів і тросів)

3.     ПЛ монтажного режиму роботи (під час монтажу опор, дротів і тросів)

 

Причини встановлення повітряних ліній електропередачі:

·        незначний обсяг земляних робіт при будівництві ПЛ;

·        простота експлуатації і ремонту ПЛ;

·        можливість використання опор повітряних ліній напругою до 1000 В для підвішування на них проводів радіомережі, місцевого телефонного зв'язку, зовнішнього освітлення, телеуправління, сигналізації;

·        нижча вартість спорудження (1 км ПЛ дешевший (приблизно на 25 - 30%) порівняно з вартістю спорудження кабельної лінії такої самої довжини.

Ожеледові утворення надзвичайно небезпечні, оскільки створюють на проводах повітряної лінії додаткові і часто надто значні навантаження, які можуть стати причиною обривання проводів і навіть руйнування опор лінії.

Район ожеледності характеризується за товщиною стінок криги, яка утворюється на проводах повітряної лінії.

 За цими ознаками розрізняють такі чотири райони ожеледності:

І район - товщина стінок криги на проводі до 5 мм;

II район - товщина стінок криги на проводі від 6 до 10 мм;

ІІІ район - товщина стінок криги на проводі від 11 до 15 мм;

IV район - товщина стінок криги на проводі від 16 до 20 мм.

Якщо товщина стінок криги, що утворюється на проводах повітряної лінії, перевищує 20 мм, то цю місцевість зараховують до особливого ожеледного району. 

Завдання:

-         Опрацювати теоретичний матеріал. Скласти конспект.

-         Знайти цікаву інформацію про повітряні електромережі.

 

11.09.2023

Код ЗПК 4 Тема 3. Виробництво, розподіл та споживання електричної енергії

Тема: Лабораторно-практична робота №1

Мета: Підвести підсумки з визначень електро-енергетичних систем пасажирських вагонів , станцій електричних мереж. Визначити тип споживання електричної енергії в роботі залізничного транспорту.

Описати наступні визначення:

1) Види електростанцій

2) Електричні мережі

3) Розташування електростанцій

Висновок:......

08.09.2023

Код ЗПК 4 Тема 3. Виробництво, розподіл та споживання електричної енергії

Тема: Електричні мережі

Мета: поглибити знання учнів про характеристику електричних мереж. Навчати визначати електричні мережі .

Електрична мережа або електромережа – взаємопов'язана мережа, призначена для постачання та розподілу електричної енергії від постачальників до кінцевих споживачів.

Вона складається з генерувальних станцій, високовольтних ліній електропередавання та розподільних ліній, які доправляють енергію до розподільних пристроїв підстанцій, ввідних пристроїв, ввідно-розподільних пристроїв, та головних розподільних щитів.

Великі, просторово суміжні та електрично з'єднані електромережі, називають об'єднаними електромережами, невеликі просторово розділені електромережі – острівними. Електричні мережі на облавку транспортних засобів і літаків, називаються бортовими. Історична назва для електромережі – освітлювальна мережа, оскільки електрична енергія спочатку замислювалася та застосовувалася майже винятково для освітлення лампами розжарення.

Електростанції можуть бути розташовані у віддалених місцях – в районах паливних ресурсів, на дамбах, джерелах геотермальної енергії, чи пустелях, для отримання енергії сонця. Щоби передати електроенергію до промислових районів чи звичайних споживачів, потрібно підвищити напругу за допомогою силового трансформатора і вже тоді постачати її мережею ліній електропередач.

 

Опрацюйте інформацію з посібника ст. 8-12 за посиланням:

https://www.dstu.dp.ua/Portal/Data/6/30/6-30-kl9.pdf

Завдання:

-         Опрацювати теоретичний матеріал. Складіть конспект

-         Знайти відео про електричні мережі

 

08.09.2023 (2 урока)

Код ЗПК 4 Тема 3. Виробництво, розподіл та споживання електричної енергії

Тема: Електричні станції

Мета: ознайомити учнів з видами електричних станцій. Навчати розрізняти види електростанцій за призначенням.

 Електростанція (електрична станція) – промислове підприємство або комплект обладнання для виробництва електроенергії з різних форм первісної енергії.

Система електропостачання включає в себе:

- джерела живлення підприємства електроенергією,

- його електричні мережі,

- апаратуру управління і регулювання струму і напруги,

Сукупність приймачів електроенергії на виробництві, об'єднана спільним технологічним циклом, називається споживачем електроенергії.

Джерелами живлення електричних систем служать електричні станції, які в залежності від виду використовуваної енергії природного джерела діляться на теплові, гідроелектричним, атомні, а також приливні, вітряні, геотермальні, тощо.

Електрична станція – це промислове підприємство, що виробляє електроенергію і забезпечує її передачу споживачам по електричній мережі. На електростанції відбувається перетворення енергії будь-якого природного джерела в механічну енергію обертання турбіни і далі за допомогою електричних генераторів – в електроенергію.

Типи електричних станцій.

Гідроелектрична станція (ГЕС) являє собою сукупність споруд, що створюють напір води, що підводять воду до турбін і відвідних відпрацьовану воду з будівлі станції. Технологічна схема ГЕС вигідно відрізняється від схем роботи всіх інших електростанцій простотою процесів і надійністю елементів.

На теплових станціях (ТЕС) енергія, що виділяється при згорянні кам'яного вугілля, торфу, сланців, газу, нафти і палив інших видів, перетворюється а електроенергію по принциповій технологічній схемі (рис.1б). Видобуток, доставка і підготовка палива до спалювання в котлоагрегатах - складні і дорогі процеси. Теплова енергія, що отримується при згоранні палива, передається воді для отримання в котлоагрегате перегрітої пари високого тиску (до 30 МПа) і температури (до 650ºС).

Головні недоліки ТЕС – складність процесів і низький ККД. Лише 30-40% теплоти, отриманої при згорянні палива, використовується корисно. А інша частина теплоти (70-60%) віддається охолоджуючої воді при конденсації пари і димових газах. Ця енергія безповоротно втрачається. Але це в конденсаційних станціях (КЕС).

Існують ще ТЕЦ – теплоелектроцентралі. У них існує проміжний відбір пара з турбіни, який направляється споживачам або використовується для отримання гарячої води, що йде на потреби теплопостачання. У ТЕЦ, таким чином, здійснюється комбіновані виробництво і відпуск двох видів енергії – електричної і теплової. Повний ККД теплоцентралей, на яких в основному встановлюють агрегати потужністю від 100 до 250 Мвт, становить 60-75% в залежності від типу турбін. Будівництво ТЕЦ в Україні активно триває.

Атомні електростанції (АЕС) – це теж теплові двигуни станції, але використовують в якості природного джерела енергії паливо особливого виду - ядерне пальне. У технологічній схемі (рис.1в) роль котла виконує атомний реактор. Теплота, що виділяється в реакторі при розподілі ядер урану або плутонію, передається теплоносію - важкій воді, гелію або ін. Від теплоносія теплова енергія передається парогенератору. Далі - та ж схема перетворення енергії пари в механічну енергію парової турбіни і в електричну енергію, що і на ТЕС.

В даний час переважне розвиток мають ТЕС. Це обумовлено меншими питомими капіталовкладеннями і термінами будівництва ТЕС. Техніко-економічні показники АЕС знаходяться між показниками ТЕС і ГЕС.

https://jak.koshachek.com/articles/klasifikacija-elektrichnih-stancij-studopedija.html

 Завдання:

Дайте відповідь на питання (усно)

- Перелічіть відомі вам види електростанцій.

- Які види електричних станцій використовують в залізничній промисловості найбільше?

Домашнє завдання

-         Опрацювати теоретичний матеріал.

-     Знайти відео про один з видів електричних станцій.  

05.09.2023 (2 урока)

Тема: Електроенергетичні системи пасажирських вагонів

Мета: поглибити знання учнів про характеристику енергетичних систем. Навчати визначати енергетичні системи пасажирських вагонів.

 Залізницями України на тягу поїздів витрачається більше 83,6% електроенергії і близько 83,3% дизельного палива або сумарно в умовному обчисленні майже три чверті від споживання усіх видів ПЕР. Але і витрати ПЕР об'єктами стаціонарної нетягової енергетики також служать цілям забезпечення роботи інфраструктури залізниць по здійсненню основного виду діяльності – процесу перевезень. Таким чином, енергозберігаюча діяльність залізниць націлена, в першу чергу, на економію ПЕР, витрата яких пов'язана з процесом перевезень . Джерелом енергозбереження залізниць є подальша їх електрифікація на базі інноваційних технологій та реалізація енергооптимальних режимів роботи СТЕ.

На цьому уроці ви ознайомитеся з цими поняттями та навчитеся розв’язувати завдання з даної теми.

 З початком реформування залізниць вирішальним моментом розробки 65 подальших етапів реалізації енергетичної стратегії є оцінка можливого залишкового і доступного потенціалу підвищення енергоефективності перевезень, який може бути задіяний у найближчій і віддаленій перспективі.

Ставиться задача з визначення для основних технічних засобів і технологій у всіх сферах діяльності залізниць технічно досяжних і економічно виправданих граничних значень показників, що впливають на енергоспоживання (реальний потенціал енергозбереження):

 - для організації процесу перевезень – це комплекс показників експлуатаційної роботи, що істотно впливають на енергоспоживання (обсяг перевезень, середня маса поїзда, технічна і дільнична швидкості, маршрутизація вантажопотоків, частка порожнього пробігу вагонів і локомотивів, затримки поїздів у заборонних сигналів, обмеження швидкості руху поїздів, введення пасажирських поїздів у графік).

- для пасажирських вагонів – мінімальний рівень витрати паливо- 66 енергетичних ресурсів на опалювання і вентиляцію вагонів, сервісне обслуговування пасажирів. При цьому повинні дотримуватися всі санітарні і екологічні нормативи комфортного перевезення пасажирів;

- для пристроїв колії – мінімальний рівень опору колійних конструкцій руху поїзда.

Основними енергозберігаючими технічними рішеннями і технологіями, на які має бути орієнтована енергетика залізниць на перспективу, є:

- створення нового покоління енергетично ефективного рухомого складу на основі останніх досягнень науково-технічного прогресу в цій області;

- часткове заміщення дизельного палива і бензину зрідженим і стислим природним газом з розвитком в наступному біопаливної складової, паливних елементів і інших альтернативних видів енергоресурсів;

- підвищення рівня напруги передачі енергії до електрорухомого складу на електрифікованих ділянках залізниць;

- використання накопичувачів енергії в основних технологічних процесах і технічних засобів її генерації, включаючи теплову і механічну енергію;

- підвищення ефективності рекуперативного гальмування, як одного з істотних факторів енергозбереження в електричній тязі;

- застосування енергоефективних технологій управління процесом перевезень, у тому числі з використанням на рухомому складі пристроїв і систем супутникової навігації;

- перехід на перетворювальну техніку на основі досягнень в області силових керованих напівпровідникових елементів і безмасляне, бездугове комутаційне електроустаткування, а також на сухі трансформатори;

- активний перехід на високоекономічні засоби світлової сигналізації і освітлення, у тому числі на основі світлодіодної техніки;

- створення єдиної системи управління якістю електроенергії в цілях дотримання встановлених показників її якості і споживаної реактивної потужності на основі використання фільтр-пристроїв, накопичувачів електроенергії, систем контролю і управління цими показниками;

- широкомасштабне впровадження засобів технічного діагностування і, передусім, в електроенергетиці;

- застосування в пасажирських вагонах, будівлях, спорудах і комунікаціях теплоізоляційних матеріалів нового класу і сучасних енергоекономічних кліматичних пристроїв;

- перехід при створенні вантажних і пасажирських вагонів на матеріали і конструкції зі зниженим коефіцієнтом тари (алюмінієві сплави, конструкційні пластики та ін.);

- використання досягнень в області надпровідності, водневої енергетики, теплових насосів, паливних елементів, технологій утилізації відходів виробництва, вітрової і сонячної енергії, енергоефективних і озонобезпечних холодагентів;

- застосування новітніх технологій навчання для фахівців, які обслуговують і експлуатують ресурсо- і енергозберігаючі засоби, що впроваджуються.

 Завдання:

1. Опрацювати теоретичний матеріал, законспектувати основні відомості.

2.  Дати усно відповіді на питання:

 - Що таке енергетика?

- Які види електричного струму використовують в пасажирських вагонах?

- Надайте характеристику електроенергетичної системи в цілому та конкретно в пас. вагонах.

3.   Знайти інформацію про електричні станції пасажирських вагонів.

04.09.2023

Код ЗПК 4 Тема 3. Виробництво, розподіл та споживання електричної енергії

Тема: Виробництво, розподіл та споживання електричної енергії, як єдиний процес

Мета:поглибити знання учнів про електричну енергію та її характеристики. Навчати теоретичним знанням про процес виробництва, розподілу та споживання електричної енергії.

       Електрична енергія має величезне значення у житті людини. Вона приводить в рух трамваї, тролейбуси, електропоїзди. В промисловості електричне енергія приводить в рух верстати для обробки різних матеріалів, для плавки металу, для керування супутниками та космічними кораблями. 

Електрична енергія в господарстві держави і побуті. 

https://disted.edu.vn.ua/courses/learn/6390

В електротехніці всі пристрої, які виробляють електричну енергію називають джерелами електричної енергії, а прилади і машини , що працюють за рахунок електроенергії  називають споживачами електричної енергії.

 Виробництво електричної енергії

Електроенергія виробляється шляхом перетворення інших видів енергії, наприклад рухомої води, енергії вітру або сонячної енергії. На теплових й атомних електростанціях хімічна, або ядерна енергія, спочатку перетворюються на теплову, а тільки потім в енергію електричного струму.

Вітчизняна об’єднана енергетична система (ОЕС) становить сукупність електростанцій, електро- та тепломереж, що функціонують в режимах генерації, передачі та розподілу теплової та електричної енергії. На сьогодні виробництво електроенергії в Україні здійснюється на атомних, теплових, гідроелектростанціях. Також генерація електричної енергії відбувається на станціях, що працюють на альтернативних джерелах (СЕС, ВЕС тощо).

Розподіл електричної енергії

Розподіл електричної енергії – це діяльність із транспортування електричної енергії від електроустановок виробників електричної енергії або електроустановок оператора системи передачі мережами оператора (тобто, різних обленерго) системи розподілу, крім постачання електричної енергії.

Для здійснення діяльності з розподілу електричної енергії підприємство зобов’язане отримати ліцензію. Рішення про її видачу приймає Національна комісія, що здійснює державне регулювання у сферах енергетики та комунальних послуг, на підставі заяві та після розгляду поданих документів.

Оператор системи розподілу (далі – ОСР) надає послуги з розподілу електричної енергії користувачу БЕЗПЕРЕРВНО, крім випадків, передбачених договором про надання послуг з розподілу електричної енергії та Кодексом системи розподілу (далі – Кодекс).

Споживання електричної енергії

За даними Міненерго, загальне споживання електроенергії в Україні у 2021 році становило 154 826 млн кВт•год. Водночас 29 343 млн кВт•год було втрачено в процесі розподілу (приблизно 19%). Решту обсягу склало «чисте» (нетто) споживання.

Структура споживання електроенергії в Україні за основними групами споживачів:

• Промисловість – 41,7%
• Населення – 30,9%
• Комунально-побутове господарство – 12,0%
• Транспорт – 4,9%
• Сільське господарство – 2,9%
• Будівництво – 0,8%
• Інші непромислові споживачі – 6,8%

Частки промислових споживачів у загальному енергоспоживанні в Україні:

Промисловість загалом – 41,7%, зокрема:

• паливна – 2,6%
• металургійна – 23,0%
• хімічна та нафтохімічна – 3,5%
• машинобудування – 2,8%
• виробники будівельних матеріалів – 2,1%
• харчова та переробна – 3,5%
• інша – 4,2%

Держстат відстежує стан такого показника, як продуктовий енергетичний баланс України. Сьогодні найсвіжіші дані — за 2020 рік. Вони дещо деталізують наведені вище дані Міненерго (принципово структури енергоспоживання у 2020 та 2021 роках мало відрізнялися).

Продуктовий енергетичний баланс України

• Загальне кінцеве споживання електроенергії – 113 510 млн кВт•год.
• Промисловість – 40,4%, зокрема:
• чорна металургія – 13,4%
• хімічна та нафтохімічна – 3,5%
• кольорова металургія – 1,3%
• неметалеві мінеральні продукти – 2,1%
• транспортне обладнання – 0,7%
• машинобудування – 2,2%
• гірничодобувна – 8,4%
• харчова та тютюнова – 4,0%
• целюлозно-паперова та поліграфічна – 0,8%
• деревообробна та дерев'яні вироби – 0,7%
• будівництво – 0,8%
• текстильна та шкіряна – 0,3%
• інші види промисловості – 2,1%
• Транспорт — 5,0%, зокрема:
• залізничний – 4,1%
• трубопровідний – 0,2%
• інші види транспорту – 0,7%
• Побутовий сектор – 32,2%
• Торгівля та послуги – 19,0%
• Сільське господарство – 3,3%
•  

Споживання енергії (Вт•год) визначається як потужність споживачів (Вт), помножена на час роботи (година). Цей параметр для одного споживача може змінюватися в широких межах залежно від умов його роботи. Тому зазвичай наводять середні параметри.

Наприклад, вважається, що весь Київ споживає в середньому приблизно мільйон кВт електроенергії на годину.

За даними НКРЕКП, середньомісячне споживання електроенергії у 2018 році на одне домогосподарство в Україні склало 164 кВт•год, а в країнах ЄС – 304 кВт•год.

Станом на сьогодні в багатьох підприємств зовсім інші значення споживання електроенергії, а деякі з них повністю зруйновано або виведено в простій.

Завдання:

1. Дати усно відповідь на питання:

 - Що являє собою електрична енергія, або електроенергія?

 - Охарактеризуйте всі показнники електроенергії, як єдиний процес.

2. - Опрацювати теоретичний матеріал. Скласти короткий конспект

-    Знайти інформацію або відео про застосування електроенергії в залізничній промиловості (Додаткове завдання на підвищений рівень)