Электрические сети, распределение электрической энергии

Электрические сети ЭЭС обеспечивают возможность ЭС выдавать мощности, передавать их на расстояния, преобразовывать параметры ЭЭ и распределять ее по некоторой территории, вплоть до конечных потребителей. Классификацию электрических сетей можно провести по уровням напряжений, размерам территорий, назначению, конфигурации, конструктивному исполнению и т.д.

Уровни напряжения сетей. Электрические сети ЭЭС на протяжении от ЭС до потребителей имеют несколько ступеней трансформации напряжений. Дело в том, что генераторы ЭЭ проектируются на одни уровни напряжений, приемники — на другие. Передачу ЭЭ на определенные расстояния наиболее выгодно (по потерям) осуществлять с использованием иных, чем у генераторов и приемников, уровней напряжения. Все это и определяет необходимость многоуровневых напряжений в электрических сетях, которая достигается с помощью трансформаторов. Всего в России используются 16 уровней линейных напряжений, из которых четыре ниже 1 кВ (40, 220, 380 и 660 В) и 12 — выше 1 кВ (3, 6, 10, 20, 35, 110, 150, 220, 330, 500, 750, 1150 кВ). Напряжения до 1 кВ называют низкими напряжениями (НН), от 3 до 35 кВ — средними напряжениями (СН), от 110 до 220 кВ — высокими напряжениями (ВН), от 330 до 750 кВ — сверхвысокими напряжениями (СВН), а напряжение 1150 кВ — ультравысоким напряжением. Выбор уровня напряжения определяется назначением сети.

Местные, районные и региональные сети. По размерам территорий сети подразделяют на местные (UHOM < 35 кВ), районные (UHOM = 110...220 кВ) и региональные (UHm> 330 кВ). Региональные сети связывают отдельные районы и небольшие энергосистемы в региональные объединенные энергосистемы (ОЭС) — для этой цели обычно используются сети напряжением 330 кВ, а также связывают ОЭС между собой.

Системообразующие и распределительные сети. Распределение ЭЭ.

Системообразующие электрические сети объединяют отдельные ЭС на параллельную работу и формируют районные энергосистемы, а также объединяют последние и ОЭС. Эти сети осуществляют передачу ЭЭ к понижающим подстанциям. Для передачи ЭЭ в таких сетях используются воздушные ЛЭП высокого напряжения (ВН) и сверхвысокого напряжения (СВН). Воздушная ЛЭП включает провода, укрепляемые над землей с помощью опор, изоляторов и арматуры. Опоры ЛЭП с напряжением менее 300 кВ могут иметь разные конструкции (см. 14.4).

Типы опор

Рис. 14.4. Типы опор: а — П-образная деревянная опора ВЛ напряжением 35-110 кВ: 1 — пасынок;

  • 2 — стойка; 3 — траверса; 4 — раскосы; 5 — ригель; б — железобетонная опора ВЛ напряжением 25-220 кВ: 1 — стойка; 2 — траверса; 3 — тросостойка; в — железобетонная двухцепная опора ВЛ напряжением 35-110 кВ; г,д — двухцепная и одноцепная металлические опоры: 1 -ствол; 2 — траверса;
  • 3 — тросостойка; 4 — оттяжка; 5 — анкерная плита

Элементами ЛЭП высокого напряжения (U >500 кВ), представленной на рис. 14.5 служат провода 1 фаз А, В, С, которые крепятся с помощью арматуры 5 к гирлянде изоляторов 4, отделяющих провода от металлической заземленной конструкции опор 3. Сама опора устанавливается на фундаменты 6, обеспечивающие ее устойчивость, и в верхней своей части содержат стойки, к которым крепятся тросы 1, обеспечивающие защиту проводов от ударов молнии.

Распределительные электрические сети (РЭС) служат для распределения ЭЭ, получаемой от источников (ЭС и понижающих напряжение подстанций), по территории электроснабжаемого района и для непосредственной ее подачи к потребителям. В РЭС используются сети разного уровня напряжений:

  • • до 1 кВ — в пределах кварталов городов, поселков, цехов предприятий;
  • • 6—10 кВ — в пределах микрорайонов городов, крупных поселках и предприятий, сельскохозяйственных районов и узлов железнодорожного транспорта;
  • • 35и110кВ — при расстояниях от одного до нескольких десятков километров.

Имеется тенденция повышения уровней напряжения РЭС. Так, если вновь

создаваемая системообразующая сеть напряжением 750 кВ проходит в районах расположения сетей 220 и даже 330 кВ, то последние могут перейти в разряд региональных сетей.

Опора воздушной линии

Рис. 14.5. Опора воздушной линии:

1 — провода фаз (А, В, С); 2 — защитные тросы (71, 72); 3 — опора; 4 — гирлянда изоляторов; 5 — элементы арматуры; 6 — фундаменты

В РЭС могут применяться как воздушные ЛЭП, так и кабельные линии. В сельской и малонаселенной или малозастроенной местности применяются воздушные ЛЭП как более дешевые в сравнении с линиями кабельными. В городах и на промышленных предприятиях передача ЭЭ осуществляется с использованием кабельных линий, прокладываемых в земле в траншеях или в специальных сооружениях — кабельных каналах, блоках, туннелях, эстакадах, галереях, служащих для защиты кабелей и удобства их ремонта. Пример прокладки кабелей напряжением до 10 кВ в траншее показан на рис. 14.6.

Прокладка кабелей в траншее

Рис. 14.6. Прокладка кабелей в траншее

Силовые кабели на напряжение 6 и 10 кВ выполняются трехжильными (рис. 14.7), каждая токопроводящая жила 1 (фаза) окружена фазной изоляцией 2, а все жилы— поясной изоляцией 3. В качестве фазной и поясной изоляции в кабелях среднего напряжения применяется бумага, пропитанная маслоканифольным составом. В промежутках между фазной и поясной изоляцией находится специальный заполнитель 4. Поверх поясной изоляции наложена металлическая оболочка 5, которая выполняется из свинца или алюминия и служит для защиты гигроскопической изоляции. Для механической и коррозионной защиты поверх металлической оболочки находятся защитные покровы из двух стальных лент, называемых броней 7, и наружный покров Между броней и металлической оболочкой 5 расположена подушка 6.

Сечение трехжильного кабеля

Рис. 14.7. Сечение трехжильного кабеля:

1 — токопроводящая жила; 2 — фазная изоляция; 3 — поясная изоляция; 4 — заполнитель; 5 — металлическая оболочка; 6 — подушка; 7 — броня; 8 — наружный покров

В РЭС используются два основных способа передачи и распределения ЭЭ:

  • 1) от источников питания (электростанция, понижающая подстанция) отходят распределительные линии, к которым подсоединяются потребители. Такой способ предполагает большое число присоединённых линий на источниках. Это увеличивает общую протяженность линий и требует увеличения распределительных устройств и коммутационного оборудования;
  • 2) к источникам присоединены только несколько крупных (с большим сечением проводов и кабелей) линий. Эти линии оканчиваются в распределительных пунктах напряжением 6, 10 кВ или на распределительных щитах напряжением до 1000 кВ, к которым подсоединяется необходимое количество распределительных линий. При этом в подобных пунктах и на щитах отсутствует трансформация напряжения и осуществляется только разделение потоков энергии. Такое двухзвенное устройство РЭС позволяет уменьшить количество коммутационного оборудования у источников, а также сократить протяженность линий между этими источниками и районом расположения потребителей.

Выбор способа распределения ЭЭ зависит от стоимости необходимого оборудования, особенностей месторасположения источника и потребителей (плотности застройки территории и т.д.) и других факторов надежности электроснабжения.

Режим нейтрали распределительных сетей:

  • • сети 6—10 кВ — трехпроводные, нейтраль которых соединяется с землей через специальное устройство — дугогасящий реактор, ограничивающий величину токов однофазных КЗ на землю;
  • • сети 380/220 В — четырехпроводные, так как основные потребители, включая освещение, однофазные, подключаются между фазным проводом и нейтральным проводом, нейтраль трансформаторов (в подстанциях 6/0,38, 10/0, 38 кВ) у них глухо заземлена на 380, 220 В;
  • • сети 660/380 В — трехпроводные (к ним подключаются трехфазные приемники, в основном двигатели) с глухозаземленной нейтралью.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >