Привет студент

Термоэлектрические генераторы

В простейшем виде термоэлектрический генератор (ТЭГ) представляет собой батарею термопар, у которых одни концы спаев нагреваются, а другие охлаждаются. Благодаря разности температур кондов спаев термопар создается термо-ЭДС и во внешней цепи протекает ток.

Термоэлементы рассчитаны на работу при разности температур в 300 °С, при этом каждый элемент генерирует напряжение около 0,12...0,14 В. Число элементов в батарее определяется требуемой величиной выходного напряжения. Практика имеет опыт получения ТЭГ с напряжением до 120 В, токами до 500 А и суммарным КПД около 5 %. По виду вольт-амперной характеристики ТЭГ близок к источнику тока, при этом наибольшая мощность отдается при согласованной нагрузке (R_BH =R_H).

Автономные источники (АИП) с ТЭГ содержат термоэлектрический блок, систему хранения и подачи топлива.

Основой АИП является унифицированный ТЭГ, непосредственно преобразующий тепло, получаемое при сжигании углеводородного, газового или жидкого топлива в электрическую энергию.

Блок электропитания представляет собой теплоизолированный контейнер для размещения ТЭГ, аппаратуры поддержания качества электроэнергии и автоматического управления элементами буферных аккумуляторных батарей емкостью до 190 А-ч, агрегата редуцирования давления газа при использовании в качестве топлива газа или системы подачи и дозирования жидкого топлива (керосина, осветительного или авиационного топлива).

Основным типом собственных электростанций предприятия связи являются дизель-генераторные станции. Электростанции предприятий связи могут занимать как отдельные здания, так и часть помещения технического здания, внутри которого находятся электроустановки. В состав дизель-генераторной установки входят дизельные двигатели с системами охлаждения и запуска, синхронные генераторы, устройства контроля и автоматики, устройства отбора и распределения электроэнергии и АВР, а также топливная система с необходимыми емкостями.

Режимы работы установки зависят от степени автоматизации устройств управления. На предприятиях связи в основном применяются установки с так называемой третьей степенью автоматизации, при которой автоматически обеспечивается поддержание частоты вращения, температуры охлаждающей жидкости, остановка с выдачей сигнала при повышении допустимой температуры и скорости вращения, снижении давления масла, пуск двигателя с выполнением необходимых предпусковых работ, прием нагрузки, пополнение расходных емкостей, управление работой вентиляции и отопления помещения электростанции. Кроме того, автоматически поддерживаются в заданных пределах такие электрические выходные параметры, как напряжение и частота переменного тока.

Собственная электростанция должна обеспечивать электроснабжением аппаратуру связи, сеть общего аварийного освещения, электродвигатели систем отопления и вентиляции и заряд аккумуляторных батарей устройств бесперебойного электропитания. Выбор мощности дизель-генераторной установки следует проводить с учетом особенностей потребления устройств бесперебойного электропитания, в том числе коэффициента спроса нагрузки. Применение в электроустановке предприятия связи устройств бесперебойного электропитания с «плавным стартом» позволяет заметно уменьшить установочную мощность дизель-генератора и улучшает качество переходного процесса при замещении сети переменного тока.

Аккумуляторы, представляющие собой приборы многократного действия, находят самое широкое применение в электроустановках предприятий телекоммуникаций, прежде всего для реализации систем бесперебойной подачи электрической энергии постоянного и переменного тока к аппаратуре. При этом они не только во многом определяют стоимость оборудования и надежность работы ЭПУ, но и, как правило, определяют уровень выходного напряжения ЭПУ постоянного тока во всех режимах ее функционирования.

В простейшем случае аккумулятор представляет собой два электрода различной природы, ионная проводимость между которыми обеспечивается электролитом. Обычно электроды представляют собой металлические каркасы, на которые наносятся активные вещества, непосредственно участвующие в электрохимической реакции. При подключении нагрузки между электродами (разряде аккумулятора) химическая энергия активных веществ, входящих в состав электродов преобразуются в электрическую энергию, а сами активные вещества при этом превращаются в продукты разряда. Для того чтобы электрохимическая реакция при разряде аккумулятора проходила успешно, активное вещество одного из электродов (отрицательного) выполняется из металлов, атомы которых легко отдают электроны со своей внешней орбиты (свинец РЬ, кадмий Cd, литий Li и др. ). Активное вещество другого электрода (положительного) должно обеспечивать свободное поглощение этих электронов. При заряде аккумулятора подводимая от внешнего источника электрическая энергия в основном расходуется на регенерацию продуктов разряда. В ЭПУ и устройствах электропитания телекоммуникационной аппаратуры наиболее часто применяются кислотные аккумуляторы, электролитом в которых является водный раствор серной кислоты (в жидком или связанном виде). В отдельных случаях находят применение щелочные никель-кадмиевые или никель-металлогидридные аккумуляторы. Кроме того, в последнее время все шире применяются литиевые аккумуляторы. Каждый из перечисленных типов аккумуляторов имеет свои достоинства и недостатки.

Функции трансформаторной подстанции сводятся к приему высокого напряжения, подводимого с помощью линий электропередачи, преобразованию его в низкое напряжение 380/220, защите оборудования подстанции и распределению электроэнергии. Как правило, на предприятиях связи применяются подстанции закрытого типа, которые могут встраиваться в основное здание или располагаться в отдельном строении. Для подстанций применяется типовое оборудование, выпускаемое промышленностью. К этому оборудованию относятся понижающие трансформаторы, высоковольтные выключатели или высоковольтные разъединители, высоковольтные предохранители, измерительные трансформаторы, разрядники для защиты воздушных вводов аппаратуры и приборы низкого напряжения.

Высоковольтные выключатели применяются для включения и отключения высоковольтных цепей. Выключатели могут срабатывать автоматически и имеют ручной привод. Для напряжений 6 и 10 кВ наибольшее распространение получили масляные выключатели, у которых размыкаемые контакты помещены в трансформаторное масло. Сочетание выбора момента размыкания контактов при переходе мгновенного значения тока через нуль и помещение контактов в масло позволяет разрывать высоковольтную цепь при больших токах. На практике применяются различные конструкции масляных выключателей, которые выбираются при конкретном проектировании. Высоковольтные разъединители представляют собой рубильники, смонтированные на высоковольтных изоляторах. Разъединители служат для обесточивания цепи при проведении работ на электрооборудовании. Пользоваться разъединителями можно только при снятой нагрузке.

Высоковольтные предохранители предназначаются для защиты от коротких замыканий и перегрузок силовых цепей. Предохранители делаются закрытого типа с наполнением, чтобы при его сгорании ограничить распыл металла.

Нормы качества электроэнергии, поставляемой потребителям, устанавливаются в так называемой точке общего присоединения, т. е. в точке электрической сети общего назначения, электрически ближайшей к сетям рассматриваемого потребителя, к которой присоединены или могут быть присоединены электрические сети других потребителей.

Следовательно, качество электроэнергии в точке общего присоединения зависит от качества поставляемой электроэнергии и характера потребления питаемых электроприемников. Качество электроэнергии у потребителей, присоединенных к системам электроснабжения общего назначения, регламентируется государственным стандартом ГОСТ 13109. Нормы, установленные этим стандартом, являются теми уровнями, при которых обеспечивается электромагнитная совместимость электрических систем общего назначения и электрических сетей потребителей электроэнергии. Эти нормы являются обязательными во всех режимах работы системы электроснабжения, кроме режимов, вызванных стихийными бедствиями и непредвиденными ситуациями со стороны, не являющейся энергоснабжающей организацией и потребителем.

Стандартом устанавливаются показатели качества электроэнергии, нормы, которым должны соответствовать эти показатели, и методы оценки соответствия показателей указанным нормам. В приложении к стандарту указываются наиболее вероятные виновники ухудшения показателей качества электроэнергии. Например, энергоснабжающая организация может отрицательно влиять на отклонения напряжения, так как основными причинами, вызывающими недопустимые отклонения и колебания напряжения, являются низкий уровень эксплуатации электрических сетей и электроустановок, перегрузка сетей низкого напряжения, а также отсутствие местного регулирования. Энергоснабжающая организация также влияет на отклонения частоты, длительность провалов и импульсные напряжения.

В отношении обеспечения надежности электроснабжения электроприемники предприятий связи разделяются на три категории.

К первой категории относятся электроприемники, перерыв в электроснабжении которых может повлечь за собой опасность для жизни людей и потерю важной информации, передаваемой по каналам связи. Из состава электроприемников первой категории выделяется особая группа электроприемников, бесперебойное электроснабжение которых обеспечивает передачу информации, влияющей на ход сложных технологических процессов в области экономики, обороны и здравоохранения людей.

Ко второй категории относятся электроприемники, перерыв в электроснабжении которых может вызвать временные потери в передаче информации, не относящейся к понятию «важной информации», о которой упоминалось выше.

К третьей категории электроприемников относятся остальные, не подпадающие под. определение первой и второй категорий. К таким электроприемникам предприятий связи можно отнести светильники наружного освещения, устройства электроотопления и систем горячего водоснабжения, вентиляции вспомогательных помещений.

Конкретный перечень предприятий связи с указанием категорий электроприемников приводится в нормативных документах по проектированию.

Основными источниками электрической энергии (источниками электроснабжения) для большинства предприятий связи являются электрические сети энергосистем. Предприятия связи стремятся по возможности располагать в местах, где они могут быть обеспечены наиболее надёжными и дешевыми источниками электроэнергии, каковыми и являются в настоящее время электрические сети энергосистем.

Под энергетической системой (ЭС) понимается совокупность электростанций, электрических и тепловых сетей, соединенных между собой и связанных общностью режимов в непрерывном процессе производства, преобразования, передачи и распределения электрической и тепловой энергии при общем управлении этими режимами.

Электрическая часть энергосистемы — это совокупность электрических станций, электроустановок и электрических сетей энергосистемы. Электрическая часть энергосистемы и питающиеся от нее приемники электрической энергии, объединенные общностью процесса производства, передачи, распределения и потребления электроэнергии, составляют понятие электроэнергетической системы.

Электрической сетью называется совокупность электроустановок для передачи и распределения энергии, состоящая из подстанций, распределительных устройств, воздушных и кабельных линий электропередачи, работающих на определенной территории.

Стеклоцементная гидроизоляция с 1963 г. применена на стройках Украины, РСФСР, Грузии, Молдавии, Армении, Прибалтики, Крыма, Сахалина, Кольского полуострова, Урала для обеспечения водонепроницаемости емкостей с пресной и морской водой, плавательных бассейнов, очистных сооружений, пожарных емкостей, мазутохранилищ, технологических емкостей предприятий химической промышленности, насосных станций, подвальных помещений, санузлов, стыков крупнопанельных зданий.

Накоплен опыт ее устройства по бетонным и железобетонным основаниям, кирпичной кладке, кладке из мелких и крупных блоков, шлакобетону, деревянным конструкциям, грунту. В зависимости от величины подпора жидкости толщина стеклоцементной гидроизоляции 5...25 мм. Качественно выполненная гидроизоляция толщиной 10 мм выдерживает давление до 1500 кПа. Эта особенность объясняется дисперсным армированием и свойствами расширяющегося цемента.

Устройство стеклоцементной гидроизоляции заключается, в укладке слоев стеклоцемента контактным методом или методом напыления на хорошо подготовленную и обильно смоченную изолируемую поверхность с последующим правильным уходом за твердеющим стеклоцементом. Контактный метод малопроизводителен и обычно применяется там, где нет большого фронта работ, в стесненных условиях (отдельные места в железобетонных конструкциях, места входа трубопроводов, пробоины в емкостях). В этих случаях можно использовать полоски стеклосеток, срезы стекловолокна, рубленый стеклоровинг, которые вручную обильно пропитывают водоцементной суспензией и послойно укладывают в места, требующие герметизации. Каждый слой уплотняют торцеванием щеткой. Уложенную изоляцию закрывают пленкой или мокрой ветошью.

Стеклянным волокном армируют не только плотный цементный камень, получая конструкционный стеклоцемент, но и ячеистый бетон (газобетон, пенобетон) с целью улучшения его физико-механических свойств. Это перспективное направление совершенствования материалов. Для этой цели в качестве арматуры применяют утолщенное штапельное базальтовое волокно, стойкое в ячеистом портландцементном камне, вследствие его большой толщины и низкого модуля упругости ячеистого бетона. Чтобы образовалась равномерная ячеистая масса, объемно армированная базальтовыми волокнами, необходимо соблюдать определенные условия. Введение волокна в обычную растворомешалку с ленточными лопастями приводит к его комкованию и не обеспечивает пропитку волокон цементным вяжущим. Такой смеситель не пригоден для диспергирования волокна как в газоцементной, так и в пеноцементной массе. Замена в смесителе ленточных лопастей на гребенчатые принципиально меняет характер процесса перемешивания. Установка в чаше смесителя неподвижных рассекателей между траекториями движения лопастей еще более ускоряет процесс диспергирования волокон и позволяет работать на смесях с меньшим водотвердым отношением.

Анализ процессов диспергирования штапельных волокон в разных смесителях позволил установить оптимальные их обороты: 100...120 об/мин. Из стандартных смесителей наиболее приемлем смеситель СБ-97, в котором частоту вращения вала повышают до 120 об/мин.

К летательным аппаратам тяжелее воздуха относятся: планеры, самолеты, самолеты-снаряды, ракеты, вертолеты, автожиры, винтокрылы, орнитоптеры.

Планер представляет собой бездвигательный аппарат тяжелее воздуха, подъемную силу которому создает неподвижное относительно корпуса крыло. Движение планера вперед создается действием составляющей его силы веса.

Взлет планера может производиться с помощью резинового амортизатора, лебедки, на барабан которой наматывается трос, прикрепленный к планеру, или с помощью самолета-буксировщика.