Количества трансформаторов

шой ток, называемый темновым током, обусловленный наличием в неосвещенном полупроводнике некоторого количества свободных носителей заряда.

При приложении, разности потенциалов к металлам их энергетический уровень смещается относительно друг друга. Уровни Ферми в металлах становятся различными, что приводит к возрастанию количества свободных энергетических уровней и потока электронов (туннельный ток.) иа одного металла в другой.

ловушек в валентную зону, так как переход этих электронов в зону проводимости затруднен из-за наличия в ней достаточного количества свободных электронов. В этих условиях преобладают реком-бинационные процессы, а генерация практически прекращается.

Опыты показывают, что в реальных диэлектриках пробой наступает при значении напряженности поля, меньшем той, при которой разрываются внутримолекулярные связи. Из табл. П. 1 приложения 2 видно, что электропроводность диэлектриков очень мала, но не равна нулю, что свидетельствует о наличии в них некоторого (хотя и малого) количества свободных заряженных частиц.

Металлы характеризуются наличием большого количества свободных электронов, которые беспорядочно перемещаются в междуатомном пространстве. При обычных условиях только отдельные электроны выходят из металла, преодолевая притягивающее действие его положительно заряженных ионов. В результате на поверхности металла формируется двойной электрический слой ( 14.1). Этот слой образует электрическое поле, препятствующее дальнейшему выходу электронов из металла. Разность потенциалов в этом поле между электрическими слоями называют потенциальным барьером.

чем ионы. Электроны начинают ионизировать молекулы газа при достижении скорости свыше 1000 км/с. При достаточной напряженности электрического поля ударную ионизацию могут производить и ионы. Для завершения пробоя воздуха, проявляющегося внешне в виде искры, проскакивающей между электродами, необходимо, чтобы процесс увеличения количества свободных зарядов в данном искровом промежутке привел к достаточной плотности свободныхзарядов. Это достигается благодаря некоторым вторичным явлениям, сопутствующим ударной ионизации, например вследствие выхода дополнительных свободных электронов из катода под воздействием фотонов, излучаемых атомами газа, возбудившимися под влиянием соударений с электронами. Имеет место также фотоионизация молекул газа. Современные представления о механизме пробоя воздуха, началом которого является ударная ионизация, связывают его завершение с неравномерным распределением зарядов в промежутке между электродами. Большое значение имеет тот факт, что в зоне ионизации вследствие большей подвижности электронов по сравнению с ионами всегда возникает положительный пространственный заряд: электроны быстрей покидают зону ионизации, а ионы «оседают» в ней. При формировании искрового разряда после прохождения первой лавины электронов за ней остается положительный пространственный заряд, в который втягиваются электроны вторичных (дочерних) лавин, что приводит к образованию плазмы, состоящей в основном из ионов и электронов. Головка канала плазмы, имеющей избыточный положительный заряд, передвигается к катоду. Когда эта головка :—• так называемый стример — подходит к катоду, напряженность в этом месте поля резко возрастает, усиливая ионизацию. Образующаяся при этом масса новых свободных электронов устремляется по каналу плазмы к аноду.

Ток электронной проводимости характерен для металлических проводников. Металлы, как мы уже отмечали в главе третьей, характеризуются наличием большого количества свободных электронов, легко перемещающихся через кристаллическую решетку. Электроны движутся хаотически в разных направлениях, подобно молекулам газа. Поэтому совокупность свободных электронов в проводниках рассматривают как своего рода электронный газ.

Удельная проводимость и удельное сопротивление проводников. Как указывалось выше, данные материалы обладают высокой проводимостью из-за наличия значительного количества свободных электронов, которая выражается в сименсах на метр (См/м) и может быть определена по формуле

Если теперь в полупроводник IV группы таблицы Менделеева ввести элемент III группы, например алюминий, то все три валентных электрона примесного атома будут участвовать в образовании ковалентных связей, одна из четырех связей с ближайшими атомами основного вещества окажется незавершенной ( 8.1, в). В незаполненную связь около атома алюминия за счет тепловой энергии может перейти электрон от соседнего атома основного вещества. При этом образуются отрицательный ион алюминия и свободная дырка, перемещающаяся по связям основного вещества и, следовательно, принимающая участие в проводимости кристалла. Примесь, захватывающая электроны, называется акцепторной. Для образования свободной дырки за счет перехода электрона от атома основного вещества к атому примеси требуется значительно меньше энергии, чем для разрыва ковалентных связей кремния. В силу этого количества дырок может быть значительно больше количества свободных электронов и проводимость кристалла будет дырочная.

От количества свободных носителей и их подвижности и зависит проводимость вещества. В чистых полупроводниковых веществах, о которых пока шла речь, количество свободных носителей за счет генерации пар (и рекомбинации) при обычной температуре мало, что и определяет низкую проводимость чистых веществ. Иная ситуация наблюдается при наличии примесей.

Согласно классической электронной теории высокая электропроводность металлов объясняется наличием в них огромного количества свободных электронов или электронов проводимости, находящихся в состояний беспорядочного движения и заполняющих объем проводника наподобие газа —электронного газа. При движении электроны сталкиваются с ионами кристаллической решетки, направление их движения, скорость, кинетическая энергия при этом изменяются,

Широкое развитие электрификации железных дорог должно быть обеспечено выпуском достаточного количества трансформаторов для питания выпрямителей, а также специальных трансформаторов для установки на электровозах, работающих на участках, питаемых переменным током. Значительно должны быть расширены выпуск и диапазон мощностей трансформаторов для питания электрических печей, трансформаторов, заполненных негорючей жидкостью, и различных реакторов.

Широкое развитие электрификации железных дорог должно быть обеспечено выпуском достаточного количества трансформаторов для питания выпрямителей, а также специальных трансформаторов для установки на электровозах, работающих на участках, питаемых переменным током. Значительно должны быть расширены выпуск и диапазон мощностей трансформаторов для питания электрических печей, трансформаторов, заполненных негорючей жидкостью, и различных реакторов.

этом возникает необходимость в установке дополнительного количества трансформаторов, что подтверждается данными табл. 6.3.

Цеховые электрические сети можно разделить на магистральные, радиальные и смешанные. Линия, питающая распределительную сеть цеха или отдельных мощных потребителей, является главной магистралью. Для главных магистралей ( 6.7) изготовляются комплектные шинопроводы типов ШМА, для распределительных сетей — типа ШРА. Число отходящих от подстанции питающих магистралей на'должно превышать количества трансформаторов.

Расчет выполняется последовательно сверху от шестого до третьего уровня (до определения количества трансформаторов КТП). Результаты согласовываются с расчетами снизу для второго и третьего уровней, выполненных методом упорядоченных диаграмм или другими способами. Если расчетные электрические нагрузки, определенные всеми перечисленными способами для одних и тех же уровней, различаются не более чем на 10%, то результат считается удовлетворительным. Формализация профессионально-логического анализа осуществляется на основе кластер-анализа, теории распознавания образов и других специальных методов. Пока комплексный метод не принят к использованию многими проектными организациями, так как его широкое внедрение не обеспечено организационно (отсутствуют методические материалы и директивные указания, не создано информационных банков данных по электропотреблению предприятий различных отраслей и др.).

Очень важным является вопрос выбора количества трансформаторов цеховой подстанции. В практике электроснабжения можно встретить вариант двух трансформаторов на суммарную мощность примерно 200% нагрузки, что позволяет обеспечить резервирование всех потребителей, но приводит к высокой суммарной мощности и установке тяжелых выключателей в РУ — 10,5 кВ. На 15.2 представлена схема электроснабжения блока листопрокатных цехов одного из металлургических заводов. В схему электроснабжения включены слябинг с потребляемой мощностью около 10 MB-А, широкополосный стан горячей прокатки с потребляемой мощностью около 45 MB-А и цех холодной прокатки металла с потребляемой мощностью около 20 MB-А (на

8. Определение полной расчетной мощности силовой и осветительной нагрузок цеха (установки). Выбор с учетом компенсации реактивной мощности при необходимости мощности и количества трансформаторов в зависимости от требований надежности электроснабжения и категории электроприемников.

Выбор режима работы нейтралей в СССР сложился исторически и объясняется следующими факторами. В сетях с малыми токами замыкания на землю обеспечиваются возможности: сохранения в работе линии, имеющей замыкание на землю, на срок, в течение которого могут быть приняты меры по включению резерва; снижения стоимости заземляющих устройств, что весьма существенно вследствие большого числа установок 6 —35 кВ; уменьшения на 33 % количества трансформаторов тока и сокращения количества реле защиты. В то же время в этих сетях повышение стоимости линий и аппаратуры из-за необходимости выбирать их изоляцию на повышенное в /3 раз напряжение по отношению к земле (возникающее в режимах работы двумя здоровыми фазами) относительно невелико.

Потери электрической энергии в трансформаторах составляют значительную величину и должны быть доведены до возможного минимума с помощью правильного выбора мощности и количества трансформаторов, рационального режима их работы, а также исключения х. х. при малых загрузках.

2) Применение системы 380/220 В обеспечивает возможность питания силовых и осветительных нагрузок от общих трансформаторов, что в свою очередь приводит к уменьшению количества трансформаторов и, следовательно, их суммарной мощности по сравнению с системой 220/127 В.