Для чего нужно напряжение 10кв

ЛИ́НИЯ ЭЛЕКТРОПЕРЕДА́ЧИ

ЛИ́НИЯ ЭЛЕКТРОПЕРЕДА́ЧИ (ЛЭП), про­тя­жён­ное со­ору­же­ние из про­во­дов, ка­бе­лей, опор, изо­ля­то­ров и вспо­мо­гат. уст­ройств, пред­на­зна­чен­ное для пе­ре­да­чи или рас­пре­де­ле­ния элек­трич. энер­гии от элек­тро­стан­ций к под­стан­ци­ям и по­тре­би­те­лям, а так­же для свя­зи смеж­ных энер­го­сис­тем. По кон­ст­рук­тив­но­му ис­пол­не­нию раз­ли­ча­ют возд. ли­нии (ВЛ), про­во­да ко­то­рых под­ве­ше­ны над зем­лёй или над во­дой, и под­зем­ные (под­вод­ные) ЛЭП, в ко­то­рых ис­поль­зу­ют­ся гл. обр. си­ло­вые ка­бе­ли (см. Ка­бель элек­три­че­ский). Ге­не­ра­то­ры на элек­тро­стан­ци­ях пре­об­ра­зу­ют ме­ха­нич. энер­гию тур­бин в элек­три­че­скую, ко­то­рая по­сту­па­ет в транс­фор­ма­то­ры по­вы­шаю­щей под­стан­ции, да­лее по ЛЭП транс­пор­ти­ру­ет­ся к при­ём­ным под­стан­ци­ям. На при­ём­ных под­стан­ци­ях элек­тро­энер­гия транс­фор­ми­ру­ет­ся с кас­кад­ным сни­же­ни­ем на­пря­же­ния и по­сту­па­ет отд. по­тре­би­те­лям. Воз­душ­ные ЛЭП вме­сте с транс­фор­ма­тор­ны­ми под­стан­ция­ми об­ра­зу­ют элек­три­че­ские се­ти, ох­ва­ты­ваю­щие об­шир­ные тер­ри­то­рии, что по­зво­ля­ет обес­пе­чи­вать элек­тро­энер­ги­ей мно­же­ст­во по­тре­би­те­лей от ог­ра­ни­чен­но­го чис­ла элек­тро­стан­ций.

Классификация ЛЭП

ба­зи­ру­ет­ся на ря­де при­зна­ков, пер­вым из ко­то­рых яв­ля­ет­ся род то­ка. Раз­ли­ча­ют: ли­нии по­сто­ян­но­го то­ка (при­ме­ня­ют­ся ог­ра­ни­чен­но, т. к. элек­тро­пе­ре­да­ча по­сто­ян­но­го то­ка свя­за­на гл. обр. с тех­нич. труд­но­стя­ми соз­да­ния эф­фек­тив­ных не­до­ро­гих уст­ройств для пре­об­ра­зо­ва­ния пе­ре­мен­но­го то­ка в по­сто­ян­ный – в на­ча­ле ли­нии, и по­сто­ян­но­го то­ка в пе­ре­мен­ный – в кон­це ли­нии), трёх­фаз­но­го пе­ре­мен­но­го (по про­тя­жён­но­сти ВЛ по­лу­чи­ли наи­боль­шее рас­про­стра­не­ние в ми­ре), ЛЭП мно­го­фаз­но­го пе­ре­мен­но­го то­ка (шес­ти- и две­на­дца­ти­фаз­ные) – не по­лу­чи­ли ши­ро­ко­го рас­про­стра­не­ния. Од­ной из осн. ха­рак­те­ри­стик ЛЭП яв­ля­ет­ся её про­пу­ск­ная спо­соб­ность, т. е. та наи­боль­шая мощ­ность, ко­то­рую мож­но пе­ре­дать по ЛЭП с учё­том ог­ра­ни­чи­ваю­щих фак­то­ров. Мощ­ность, пе­ре­да­вае­мая по ЛЭП пе­ре­мен­но­го трёх­фаз­но­го то­ка, свя­за­на с её про­тя­жён­но­стью, на­пря­же­ни­ем и то­ко­вой на­груз­кой. По но­ми­наль­но­му на­пря­же­нию ЛЭП под­раз­де­ля­ют­ся на низ­ко­вольт­ные (до 1 кВ) и вы­со­ко­вольт­ные (св. 1 кВ), сре­ди ко­то­рых вы­де­ля­ют ли­нии сред­не­го (3–35кВ), вы­со­ко­го (110–220 кВ), сверх­вы­со­ко­го (330–750 кВ) и ульт­ра­вы­со­ко­го (св. 1000 кВ) на­пря­же­ний. Ос­вое­ние выс­ших уров­ней на­пря­же­ния обу­слов­ле­но не­об­хо­ди­мо­стью пе­ре­да­чи рас­ту­щих по­то­ков элек­тро­энер­гии на уве­ли­чи­ваю­щие­ся рас­стоя­ния и стрем­ле­ни­ем сни­зить по­те­ри от на­гре­ва про­во­дов ВЛ, ко­то­рые про­пор­цио­наль­ны квад­ра­ту то­ка (напр., ток уве­ли­чит­ся в 2 раза, по­те­ри воз­рас­тут в 4 раза). По ко­ли­че­ст­ву па­рал­лель­ных це­пей, про­кла­ды­вае­мых по об­щей трас­се, ВЛ бы­ва­ют од­но­цеп­ные (ВЛ пе­ре­мен­но­го то­ка, имею­щая один ком­плект, т. е. три фаз­ных про­во­да), двух­цеп­ные (ВЛ с дву­мя ком­плек­та­ми фаз­ных про­во­дов) и мно­го­цеп­ные (ВЛ, имею­щие бо­лее двух ком­плек­тов фаз­ных про­во­дов). По то­по­ло­ги­че­ским ха­рак­те­ри­сти­кам раз­ли­ча­ют ра­ди­аль­ные (мощ­ность по­сту­па­ет от един­ст­вен­но­го ис­точ­ни­ка), ма­ги­ст­раль­ные (от­хо­дит неск. от­ветв­ле­ний) и от­ветв­ле­ния (ли­нии, при­сое­ди­нён­ные од­ним кон­цом к др. ЛЭП в её про­ме­жу­точ­ной точ­ке). По функ­цио­наль­но­му на­зна­че­нию ЛЭП бы­ва­ют рас­пре­де­ли­тель­ные (ли­нии ме­ст­ных элек­трич. се­тей), пи­таю­щие (ли­нии се­тей рай­он­но­го зна­че­ния, ко­торые осу­ще­ст­в­ля­ют элек­тро­снаб­же­ние цен­тров пи­та­ния рас­пре­де­лит. се­тей), а так­же сис­те­мо­об­ра­зую­щие и меж­сис­тем­ные, ко­то­рые не­по­сред­ст­вен­но со­еди­ня­ют раз­ные энер­го­сис­те­мы и пред­на­зна­че­ны для вза­им­но­го об­ме­на мощ­но­стью как в нор­маль­ном, так и в ава­рий­ном ре­жи­ме.

Конструкция ЛЭП

вклю­ча­ет про­во­да, изо­ля­то­ры, опо­ры (рис.). Про­во­да воз­душ­ных ЛЭП долж­ны об­ла­дать хо­ро­шей элек­трич. про­во­ди­мо­стью, ме­ха­нич. проч­но­стью, стой­ко­стью про­тив ат­мо­сфер­ных и хи­мич. воз­дей­ст­вий. Осн. про­вод­ни­ком элек­трич. энер­гии ЛЭП в Рос­сии слу­жат алю­ми­ние­вые про­во­да; за ру­бе­жом ши­ро­кое при­ме­не­ние по­лу­чи­ли алю­ми­ние­вые спла­вы, об­ла­даю­щие по­вы­шен­ной ме­ха­нич. проч­но­стью (ал­д­рей, аль­ме­лек, ак­рон), а так­же вы­со­ко­тем­пе­ра­тур­ные спла­вы c цир­ко­ни­ем (ра­бо­чая темп-ра до 150–210 °C). Про­во­да (не­изо­ли­ро­ван­ные) из­го­тав­ли­ва­ют­ся скрут­кой из не­сколь­ких сло­ёв (по­ви­вов) круг­лых или фа­сон­ных про­во­лок; при­ме­ня­ют­ся пре­им. уп­роч­нён­ные (т. н. ста­ле­алю­ми­ние­вые) с сер­деч­ни­ка­ми, сви­ты­ми из про­во­лок ка­нат­ной ста­ли. На ЛЭП но­ми­наль­но­го на­пря­же­ния до 220 кВ ис­поль­зу­ют­ся толь­ко оди­ноч­ные про­во­да в ка­ж­дой из трёх фаз. В ЛЭП на­пря­жени­ем 330 кВ и вы­ше для уст­ра­не­ния по­яв­ле­ния про­тя­жён­но­го ко­рон­но­го раз­ря­да на про­во­дах (вы­зы­ва­ет до­пол­нит. по­те­ри элек­трич. энер­гии) при­ме­ня­ют рас­ще­п­лён­ные фа­зы (вме­сто од­но­го фаз­но­го про­во­да боль­шо­го се­че­ния под­ве­ши­ва­ет­ся неск. скре­п­лён­ных ме­ж­ду со­бой про­во­дов мень­ше­го се­че­ния). Ми­ним. чис­ло про­во­дов в рас­щеп­лён­ной фа­зе уве­ли­чи­ва­ет­ся со­от­вет­ст­вен­но рос­ту но­ми­наль­но­го на­пря­же­ния ЛЭП: 330 кВ – 2; 500 кВ – 3; 750 кВ – 4; 1150 кВ – 8. Уве­ли­че­ние ко­ли­че­ст­ва про­во­дов в фа­зе свы­ше ми­ни­маль­ной по­зво­ля­ет про­пор­цио­наль­но уве­ли­чить про­пу­ск­ную спо­соб­ность ЛЭП (т. е. наи­боль­шую воз­мож­ную ак­тив­ную мощ­ность). За ру­бе­жом и в Рос­сии на вновь со­ору­жае­мых ЛЭП до 35–110 кВ ши­ро­ко при­ме­ня­ют­ся са­мо­не­су­щие изо­ли­ров. про­во­да, что по­зво­ля­ет умень­шить ме­ж­ду­фаз­ные рас­стоя­ния на опо­рах, со­кра­тить ши­ри­ну вы­ру­бае­мых про­сек в лес­ных мас­си­вах.

Элек­трич. изо­ля­ция обес­пе­чи­ва­ет­ся ли­бо гир­лян­да­ми под­вес­ных та­рель­ча­тых изо­ля­то­ров из за­ка­лён­но­го стек­ла, со­еди­няе­мых ме­ха­ни­че­ски в це­поч­ки, ли­бо стерж­не­вы­ми по­ли­мер­ны­ми изо­ля­то­ра­ми, ос­но­ву ко­то­рых со­став­ля­ет стек­ло­пла­сти­ко­вый стер­жень, гер­ме­тич­но за­щи­щён­ный реб­ри­стой обо­лоч­кой, из­го­тов­лен­ной из крем­ний­ор­га­нич. ре­зи­ны. Пре­иму­ще­ст­ва­ми по­ли­мер­ной изо­ля­ции яв­ля­ют­ся: ма­лый вес; удоб­ст­ва хра­не­ния, транс­пор­ти­ров­ки и мон­та­жа; по­вы­шен­ная стой­кость к раз­ру­ше­ни­ям и др. Кре­п­ле­ние про­во­дов к изо­ля­ции и изо­ля­ции к опо­рам осу­ще­ст­в­ля­ет­ся при­ме­не­ни­ем уз­лов и из­де­лий ар­ма­ту­ры возд. ли­ний (за­жи­мы про­во­дов, серь­ги, ско­бы и др.).

Для под­дер­жа­ния про­во­дов на без­опас­ном рас­стоя­нии от зем­ной (вод­ной) по­верх­но­сти ис­поль­зу­ют­ся изо­ля­ци­он­ные под­вес­ки и опо­ры (де­рев., жел.-бе­тон. и ме­тал­ли­че­ские), а так­же иные не­су­щие кон­ст­рук­ции и ес­теств. об­ра­зо­ва­ния (ска­лы, крон­штей­ны и стой­ки на др. инж. со­ору­же­ни­ях). Де­рев. опо­ры (для ЛЭП до 220 кВ вклю­чи­тель­но) в Рос­сии из­го­тов­ля­ют­ся из брё­вен (со­сна, ли­ст­вен­ни­ца), стан­дарт­ные дли­ны ко­то­рых ог­ра­ни­че­ны наи­боль­шим раз­ме­ром 16 м. За ру­бе­жом (США, Ка­на­да) раз­ра­бо­та­ны кон­ст­рук­ции опор, со­стоя­щие из длин­ных клеё­ных де­рев. эле­мен­тов, что де­ла­ет воз­мож­ным при­ме­не­ние де­рев. опор при но­ми­наль­ных на­пря­же­ни­ях до 500 кВ вклю­чи­тель­но. В кон­ст­рук­ци­ях жел.-бе­тон. опор (до 500 кВ вклю­чи­тель­но) стой­ка­ми яв­ля­ют­ся длин­но­мер­ные (до 26 м) ко­нич. и ци­лин­д­рич. тру­бы с внутр. пред­ва­ри­тель­но на­пря­жён­ной ар­ма­ту­рой и цен­три­фу­ги­ро­ван­ным уп­лот­не­ни­ем бе­то­на. По­пе­реч­ные эле­мен­ты та­ких опор (тра­вер­сы) из­го­тов­ля­ют­ся из го­ря­че­ка­та­ных сталь­ных угол­ков. Для про­из-ва ме­тал­лич. опор (для всех на­пря­же­ний) ис­поль­зу­ют­ся уг­ле­ро­ди­стые и низ­ко­ле­ги­ро­ван­ные ста­ли, кон­ст­рук­ци­он­ные алю­ми­ние­вые спла­вы пре­им. ти­па авиа­лей (сис­те­мы Al – Mg – Si). Наи­боль­шее рас­про­стра­не­ние алю­ми­ние­вые опо­ры по­лу­чи­ли в США и Ка­на­де. Кон­ст­рук­тив­ные схе­мы ме­тал­лич. опор очень раз­но­об­раз­ны: од­но­сто­еч­ные и пор­таль­ные, как сво­бод­но­стоя­щие, так и удер­жи­вае­мые в нор­маль­ном про­стран­ст­вен­ном по­ло­же­нии с по­мо­щью рас­тя­жек, при­креп­лён­ных к по­гру­жён­ным в грунт ан­кер­ным пли­там. Стой­ки и тра­вер­сы ме­тал­лич. опор мо­гут иметь кон­ст­рук­цию в ви­де 4- или 3-гран­но­го обе­ли­ска, сто­ро­ны ко­то­ро­го пред­став­ля­ют со­бой со­еди­нён­ные пло­ские ре­шёт­ча­тые фер­мы. В Рос­сии по­лу­ча­ют всё боль­шее при­ме­не­ние ко­нич. мно­го­гран­ные сталь­ные опо­ры, из­го­тав­ли­вае­мые спо­со­бом из­ги­ба лис­то­вой за­го­тов­ки на спец. мощ­ном прес­се с ком­пь­ю­тер­ным управ­ле­ни­ем. Все ме­тал­лич. опо­ры ус­та­нав­ли­ва­ют­ся на фун­да­мен­ты в от­ли­чие от де­рев. и жел.-бе­тон. опор. Ши­ро­ко ис­поль­зу­ют­ся жел.-бе­тон. гри­бо­вид­ные под­лож­ни­ки не­сколь­ких мо­ди­фи­ка­ций, имею­щие опор­ную пли­ту и стой­ку с вы­пу­щен­ны­ми ан­кер­ны­ми бол­та­ми для за­кре­п­ле­ния «баш­ма­ка» опо­ры. Не­дос­тат­ка­ми та­ких фун­да­мен­тов яв­ля­ют­ся боль­шой вес и не­об­хо­ди­мость вы­ка­пы­ва­ния глу­бо­ко­го кот­ло­ва­на для ус­та­нов­ки, его об­рат­ной за­сып­ки и по­сле­дую­ще­го уп­лот­не­ния грун­та. Этих не­дос­тат­ков ли­ше­ны свай­ные фун­да­мен­ты, для ко­то­рых мо­гут при­ме­нять­ся жел.-бе­тон. приз­ма­тич. сваи, за­глуб­ляе­мые в грунт спо­со­бом виб­ров­дав­ли­ва­ния, и сталь­ные вин­то­вые сваи. Фун­да­мен­ты сталь­ных мно­го­гран­ных опор за ру­бе­жом (США) из­го­тав­ли­ва­ют­ся спо­со­бом бе­то­ни­ро­ва­ния в кот­ло­ва­не на мес­те ус­та­нов­ки опо­ры с при­ме­не­ни­ем опа­луб­ки и ар­ма­ту­ры. В Рос­сии на­хо­дят при­ме­не­ние жел.-бе­тон. труб­ча­тые фун­да­мен­ты боль­шо­го диа­мет­ра и гри­бо­вид­ные под­лож­ни­ки, ус­та­нав­ли­вае­мые по кру­гу.

Технические характеристики и защита ЛЭП

Важ­ней­шие ха­рак­те­ри­сти­ки воз­душ­ных ЛЭП: $l$ – дли­на про­лё­та ли­нии (рас­стоя­ние ме­ж­ду со­сед­ни­ми опо­ра­ми); $d$ – рас­стоя­ние ме­ж­ду со­сед­ни­ми про­во­да­ми (фа­за­ми) ли­нии; $λ$ – дли­на гир­лян­ды изо­ля­то­ров; $H$ – пол­ная вы­со­та опо­ры; $h$ – наи­мень­шее (га­ба­рит­ное) до­пус­ти­мое рас­стоя­ние от низ­шей точ­ки про­во­да до зем­ли. Осн. кон­ст­рук­тив­ные па­ра­мет­ры воз­душ­ных ЛЭП 35–750 кВ, спро­ек­ти­ро­ван­ных до 2010 с при­ме­не­ни­ем уни­фи­цир. од­но­цеп­ных и двух­цеп­ных про­ме­жу­точ­ных опор, при­ве­де­ны в таб­ли­це.

Основные конструктивные параметры воздушных ЛЭП

Для умень­ше­ния ко­ли­че­ст­ва ава­рий­ных от­клю­че­ний, обу­слов­лен­ных ат­мо­сфер­ным элек­три­че­ст­вом при гро­зах, ЛЭП ос­на­ща­ют­ся мол­ние­за­щит­ны­ми тро­са­ми, за­кре­п­ляе­мы­ми на опо­рах вы­ше про­во­дов и пред­на­зна­чен­ны­ми для уст­ра­не­ния пря­мых по­па­да­ний мол­нии в про­во­да; пред­став­ля­ют со­бой сталь­ные оцин­ко­ван­ные мно­го­про­во­лоч­ные ка­на­ты или спец. уси­лен­ные ста­ле­алю­ми­ние­вые про­во­да не­боль­ших се­че­ний с це­лью обес­пе­че­ния ра­бо­ты вы­со­ко­час­тот­ных ка­на­лов дис­пет­чер­ской свя­зи. Раз­ра­бо­та­ны и при­ме­ня­ют­ся но­вей­шие кон­ст­рук­ции мол­ние­за­щит­ных тро­сов с вмон­ти­ро­ван­ны­ми в их труб­ча­тый сер­деч­ник оп­ти­ко-во­ло­кон­ны­ми пуч­ка­ми, обес­пе­чи­ваю­щи­ми мно­го­ка­наль­ную связь. В рай­онах с час­то по­вто­ряю­щи­ми­ся и силь­ны­ми го­ло­лёд­ны­ми от­ло­же­ния­ми воз­мож­ны ава­рии из-за про­бо­ев возд. про­ме­жут­ков при сбли­же­нии про­вис­ших тро­сов и про­во­дов, ес­ли от­сут­ст­ву­ет свое­вре­мен­ное плав­ле­ние осад­ка; в та­ких слу­ча­ях при­ме­ня­ют мол­ние­за­щи­ту ЛЭП.

Про­ек­ти­ро­ва­ние ЛЭП вы­пол­ня­ет­ся с учё­том тре­бо­ва­ний ог­ра­ни­че­ния ра­дио­по­мех для при­ём­ни­ков ра­дио- и те­ле­пе­ре­дач и тре­бо­ва­ний сни­же­ния влия­ния элек­тро­маг­нит­но­го по­ля на лю­дей и жи­вот­ных, на­хо­дя­щих­ся под про­во­да­ми дей­ст­вую­щих ли­ний. Под­зем­ная ЛЭП со­сто­ит из од­но­го или не­сколь­ких ка­бе­лей, сто­пор­ных, со­еди­ни­тель­ных и кон­це­вых муфт (за­де­лок) и кре­пёж­ных де­та­лей, а ЛЭП, со­дер­жа­щая мас­ло­на­пол­нен­ный или га­зо­на­пол­нен­ный ка­бель, снаб­жа­ет­ся так­же под­пи­ты­ваю­щей сис­те­мой и сиг­на­ли­за­ци­ей дав­ле­ния мас­ла (га­за). Про­тя­жён­ность ка­бель­ных ли­ний зна­чи­тель­но мень­ше, т. к. их стои­мость на по­ря­док вы­ше ВЛ, хо­тя ши­ри­на от­чу­ж­дае­мой под их трас­су тер­ри­то­рии су­ще­ст­вен­но мень­ше (по­след­нее яв­ля­ет­ся ре­шаю­щим в тех слу­ча­ях, ко­гда трас­са ли­нии про­хо­дит по гор. тер­ри­то­ри­ям, где стои­мость зем­ли, как пра­ви­ло, вы­со­ка и со­ору­же­ние ВЛ не­це­ле­со­об­раз­но по эко­ло­ги­чес­ким и ар­хи­тек­тур­но-пла­ни­ро­воч­ным тре­бо­ва­ни­ям).

Историческая справка

Од­на из пер­вых опыт­ных ЛЭП по­сто­ян­но­го то­ка про­тя­жён­но­стью 57 км при на­пря­же­нии 1,5–2 кВ со­ору­же­на ме­ж­ду го­ро­да­ми Мис­бах и Мюн­хен в 1882 франц. учё­ным М. Де­пре. В 1891 впер­вые в ми­ре осу­ще­ст­в­ле­на элек­тро­пе­ре­да­ча трёх­фаз­ным пе­ре­мен­ным то­ком при на­пря­же­нии 8,5 кВ на 170 км от ГЭС «Lauffen» до г. Франк­фурт-на-Май­не, спро­ек­ти­ро­ван­ная и по­стро­ен­ная М. О. До­ли­во-Доб­ро­воль­ским. Пер­вые ка­бель­ные ли­нии (под­зем­ные, ра­ди­ус дей­ст­вия 1 км, на­пря­же­ние 2 кВ) в Рос­сии поя­ви­лись в кон. 1870-x гг.; элек­тро­энер­гия, по­сту­пав­шая в ка­бель­ную сеть, ис­поль­зо­ва­лась гл. обр. для ос­ве­ще­ния ча­ст­ных до­мов. В 1897 пу­ще­ны в экс­плуа­та­цию на Лен­ских зо­ло­тых при­ис­ках элек­тро­стан­ция трёх­фаз­но­го то­ка и ЛЭП на­пря­же­ни­ем 10 кВ, дли­ной 13 км; в 1914 Р. Э. Клас­сон по­стро­ил ЛЭП «Элек­тро­пе­ре­да­ча» Бо­го­родск – Мо­ск­ва на­пря­же­ни­ем 70 кВ; в 1922 пу­ще­на в экс­плуа­та­цию ЛЭП на­пря­же­ни­ем 110 кВ Ка­шир­ская ГРЭС – Мо­ск­ва. В 1927–29 со­ору­же­на двух­цеп­ная коль­це­вая сеть на­пря­же­ни­ем 110 кВ во­круг Мо­ск­вы; в 1933 по­строе­на пер­вая в СССР ЛЭП на­пря­же­ни­ем 220 кВ Ниж­не­свир­ская ГЭС – Ле­нин­град; в 1950 пу­ще­на в экс­плуа­та­цию опыт­но-пром. ЛЭП по­сто­ян­но­го то­ка Ка­ши­ра – Мо­ск­ва на­пря­же­ни­ем 200 кВ, дли­ной 120 км. В 1952 в Шве­ции всту­пи­ла в дей­ст­вие пер­вая в ми­ре ЛЭП на­пря­же­ни­ем 380кВ, про­тя­жён­но­стью 960 км; в 1956 вве­де­на в экс­плуа­та­цию Юж. цепь двух­цеп­ной ЛЭП Куй­бы­шев (Са­ма­ра) – Мо­ск­ва на­пря­же­ни­ем 400 кВ, про­тя­жён­но­стью 812 км; в 1959 вве­де­ны в экс­плуа­та­цию пер­вые в ми­ре ЛЭП на­пря­же­ни­ем 500 кВ Куй­бы­шев – Урал и Вол­го­град – Мо­ск­ва; в 1964 за­кон­чи­лись ра­бо­ты по пол­но­му пе­ре­во­ду ЛЭП Куй­бы­шев – Мо­ск­ва на на­пря­же­ние 500 кВ и на­ча­лось фор­ми­ро­ва­ние сис­те­мо­об­ра­зую­щей се­ти 500 кВ в Ев­роп. час­ти стра­ны. В 1967 на­ча­лась экс­плуа­та­ция пер­вой в СССР и вто­рой в ми­ре (по­сле Ка­на­ды) опыт­но-пром. ЛЭП на­пря­же­ни­ем 750 кВ Ко­на­ко­во – Мо­ск­ва; в 1972–77 строи­тель­ст­во и по­этап­ный ввод в экс­плуа­та­цию тран­су­кра­ин­ской ма­ги­ст­ра­ли на­пря­же­ни­ем 750 кВ Дон­басс – Днепр – Вин­ни­ца – За­пад­ная Ук­раи­на; в 1975 вклю­че­ние в ра­бо­ту ЛЭП Ле­нин­град­ская АЭС – Ко­на­ко­во на­пря­же­ни­ем 750 кВ, про­тя­жён­но­стью 525 км; в 1985–88 осу­щест­влён по­этап­ный ввод в экс­плуа­та­цию уча­ст­ков пер­вой в ми­ре ЛЭП Эки­ба­стуз – Кок­че­тав – Кус­та­най на­пря­же­ни­ем 1150 кВ, про­тя­жён­но­стью 900 км, Кус­та­най – Че­ля­бинск (500 кВ, 321 км) и Эки­ба­стуз – Бар­на­ул (500 кВ, 697 км).

В Рос­сии об­щая про­тя­жён­ность экс­плуа­ти­руе­мых ЛЭП на­пря­же­ни­ем 35–1150 кВ со­ста­ви­ла ок. 3 млн. км (2010).

Источник



Область применения и принцип действия трансформаторов напряжения

Они встречаются везде, где присутствует необходимость преобразовать высокое напряжение сети в пропорционально более низкое значение. В этом и есть их назначение: преобразование величины напряжения. ТН-ы используют для:

• уменьшения величины напряжения до величины, которую безопасно и удобно использовать в цепях измерения (вольтметры, ваттметры, счетчики), защиты, автоматики, сигнализации
• защиты от высокого напряжения вторичных цепей, а следовательно и человека
• повышения напряжения при испытаниях изоляции различного эо
• на подстанциях ТН используют для контроля изоляции сети, работы в составе устройства сигнализации или защиты от замыканий на землю

Если бы не существовало трансформаторов напряжения, то, например, чтобы измерить напряжение на шине 10кВ, пришлось бы сооружать супермощный вольтметр с изоляцией, выдерживающей 10кВ. А это уже габариты ого-го. А ещё плюс к этому необходимо соблюсти точность измерений. Проблемка, но и это не всё. Если в таком приборе что-то коротнет, то электрик ошибается однажды…. при выборе профессии. 10кВ, а ведь есть и 750кВ, как там померить? Загвоздочка. Поэтому отдаем почести изобретателям трансформаторов, и в частности трансформаторов напряжения. Отвлеклись, продолжаем.

Прежде, чем двигаться дальше, нарисую однофазный ТН, чтобы было наглядно и более понятнее далее в изложении материала.

Значит на рисунке сверху у нас приходит напряжение на выводы А, Х трансформатора напряжения на первичную обмотку(1). Это напряжение номинальное напряжение, первичное напряжение. Далее оно трансформируется до величины вторичного напряжения, которое находится на вторичной обмотке (3). Выводы вторичной обмотки — а, х. Вывод вторичной обмотки заземляются. В — это вольтметр, но это может быть и другое устройство. (2) — это магнитопровод ТНа.

Принцип работы ТН

Принцип действия трансформатора напряжения аналогичен принципу работы трансформатора тока. Обозначим это еще раз. По первичной обмотке проходит переменный ток, этот ток образует магнитный поток. Магнитный поток пронизывает магнитопровод и обмотки ВН и НН. Если ко вторичной обмотке подключена нагрузка, то по ней начинает течь ток, который возникает из-за действия ЭДС. ЭДС наводится из-за действия магнитного потока. Подбирая разное количество витков первичной и вторичной обмоток можно получить нужное напряжение на выходе. Более подробно это показано в статье про векторную диаграмму трансформатора напряжения.

Если на ТН подавать постоянное напряжение, то ЭДС не создается постоянным магнитным потоком. Поэтому ТНы выпускают на переменное напряжение. Коэффициентом трансформации трансформатора напряжения называют естественно отношение напряжения первичной обмотки к напряжению вторичной и записывают через дробь. Например, 6000/100. Когда приходят молодые студенты, они иногда на вопрос какой коэффициент отвечают 60. Не стоит так делать.

Классификация трансформаторов напряжения

ТНы классифицируются по следующим параметрам:

• напряжение первичной обмотки (3, 6, 10 … 750кВ)
• напряжение основной вторичной обмотки (100 В — для однофазных, включаемых между фазами, трехфазных; 100√3 — однофазных, включаемых между фазой и землей напряжение дополнительной вторичной обмотки (100В — однофазные в сети с заземленной нейтралью, 100√3 — однофазные в сети с изолированной нейтралью
• число фаз (однофазные, трехфазные)
• количество обмоток (двухобмоточные, трехобмоточные)
• класс точности (0,1 0,2 0,5 1 3 3Р 6Р)
• способ охлаждения (сухие, масляные, газонаполненные)
• изоляция (воздушно-бумажная, литая, компаунд, газ, масло, фарфор)

На напряжение 6, 10кВ используют литые ТНы, залитые эпоксидной смолой. Эти аппараты устанавливают в распредустройствах. Они занимают меньшие габариты, по сравнению с масляными. Также к их плюсам стоит отнести меньшее количество ухода за ними.

электромагнитные и емкостные

Если открыть объемы и нормы испытаний электрооборудования на странице ТНов, то можно увидеть, что трансформаторы напряжения там разделяются на электромагнитные и емкостные. В чем же состоит различие этих типов оборудования.

Электромагнитными считаем все ТНы в которых преобразование происходит по принципу, описанному выше (магнитные потоки, ЭДС и так далее). Индукционный ток, в брошюрах западных производителей их называют индуктивными, в противоположность емкостным. По моему всё именно так.

А вот емкостные трансформаторы напряжения, или же всё таки емкостные делители напряжения… Тут история умалчивает. Принцип работы такого оборудования можно понять, если нарисовать схему.

Вот, например схема ТН марки НДЕ-М. Они выпускаются на напряжение выше 110кВ. Состоит из емкостного делителя и электромагнитного устройства. Емкостной делитель состоит из конденсаторов С1 и С2. Принцип емкостного делителя в следующем. Напряжение линии Л делится обратно пропорционально величинам емкостей С1 и С2. То есть мы подключаем к С2 наш ТН и напряжение на нем пропорционально входному, которое идет по Л, но гораздо меньше его. Раз рассматриваем НДЕ, то вот табличка величин напряжения для разных классов оборудования.

Электромагнитное устройство состоит из понижающего трансформатора, реактора и демпфера.

Реактор предназначен для компенсации емкостного сопротивления и следовательно уменьшения погрешности.

Электромагнитный демпфер предназначен для устранения субгармонических колебаний, которые могут возникать при включениях и коротких замыканиях в обмотках ТНа.

Чем выше класс напряжения, тем емкостные трансформаторы напряжения выгоднее своих собратьев. За счет снижения размеров изоляции и материалов.

Источник

Напряжением 10 кВ

2015-06-28
1700

Одиночная магистраль, питаемая с одной стороны, проста по конструктивному исполнению, но не обеспечивает высокой надежности электроснабжения, поскольку любое повреждение отражается на питании всех приемников, присоединенных к ней.

Разомкнутые сети применяют по следующим причинам. Во-первых, в разомкнутых схемах почти в два раза ниже токи короткого замыкания, чем в замкнутых. Это позволяет применять дешевую коммутационную аппаратуру, устанавливаемую в цепях напряжением 6 и 10 кВ. Во-вторых, для обеспечения селективности релейной защиты потребуется дорогая и сложная аппаратура, вследствие малых индуктивных сопротивлений кабельных линий, широко применяемых в этих сетях. Экономические и технические преимущества, достигаемые при использовании простой и дешевой коммутационной аппаратуры и релейной защиты, превосходят ущерб, определяемый особенностями разомкнутых распределительных сетей.

В соответствии с ПУЭ [4] питание подстанций, предназначенных для электроснабжения электроприемников первой категории, должно осуществляться при одностороннем питании по двухцепной ЛЭП.

Электрический расчет схемы одностороннего питания сети напряжением 10 кВ начинают с составления расчетной схемы в соответствии с рис. 5. Расчетную схему необходимо привести в пояснительной записке на листе формата А4 в масштабе.

Рис. 5. Расчетная схема одностороннего питания сети 10 кВ

На расчетной схеме кроме длины участков указывают суммарные мощности S_Σ1 – S_Σ3 от нагрузок подстанций S_ТП1 – S_ТП3 с учетом потерь мощности ∆S_ТП1 – ∆S_ТП3, передаваемые по участкам l₁ – l₃.

Суммарная активная мощность, передаваемая по i-му участку сети, определяется по формуле:

где P_Σi и Q_Σi – суммарные активная и реактивная мощности, протекающие по i-му участку.

Например, для участка длиной l₁ суммарную передаваемую активную и реактивную мощности можно определить по формулам:

Величины ΔP_тр1 – ΔP_тр3 и ΔQ_тр1 – ΔQ_тр3 рассчитаны в подразд. 3.2, P_ТП1 и P_ТП2 заданы в исходных данных (см. табл. 1), P_ТП3 рассчитана в разд. 3.

По аналогии с формулой (15) определяются нагрузки подстанций S_ТП1 – S_ТП3 и потери мощности ΔS_ТП1 – ΔS_ТП3 в трансформаторах подстанции:

Зная суммарную мощность и номинальное напряжение сети, принимаемое равным 10 кВ, определяются токи I₁ – I₃, протекающие по участкам, по формуле, А:

При проектировании воздушных линий напряжением до 500 кВ включительно выбор сечения провода производится по нормированным обобщенным показателям. В качестве таких показателей используются нормированные значения экономической плотности тока.

Введем понятие «экономическое сечение провода» F_эк – это сечение, при котором приведенные затраты на линию будут наименьшими. Плотность тока, соответствующая экономическому сечению, называется экономической плотностью тока j_эк. Данная плотность тока не зависит от нагрузки, а определяется только типом проводов (изолированные, неизолированные), материалом, районом проложения линии и временем использования максимума активной мощности Т_max. Время использования максимума нагрузки – это условное время, в течение которого линия, работая с максимальной нагрузкой I_max, передала бы такое же количество энергии, что и при работе по действительному графику I(t) за год.

Значения плотности тока для воздушных линий, нормированные в соответствии с правилами [4], приведены в табл. 7.

Нормированные значения плотности тока для воздушных линий

Экономическая площадь сечения провода определяется по формуле, мм 2 :

где I_экв – эквивалентный расчетный ток, А.

Эквивалентный расчетный ток – это неизменный по длине линии ток, который вызывает в ней те же потери, что и все действительные токи на отдельных участках. Как видно из определения – это условное понятие, которое используется в случае, если в сети, различные участки которой можно выполнить проводами разного сечения, используют провода одного сечения.

Эквивалентный расчетный ток находят по формуле, А:

Рассчитывается экономическая площадь сечения провода для схемы одностороннего питания и округляется до ближайшего стандартного значения. При выполнении курсовой работы на основании расчета рекомендуется выбрать алюминиевые или сталеалюминиевые провода из справочных материалов [2, 3], каталогов или прил. 1 и привести их параметры в расчетно-пояснительной записке.

Далее необходимо проверить выбранные провода по допустимой потере и отклонению напряжения. По нагреву выполнять проверку не обязательно, так как нормированная экономическая плотность тока значительно ниже плотности тока, допустимой по нагреванию (для алюминия j_нагр = 4 А/мм 2 , для меди j_нагр = 7 А/мм 2 ).

Сечение провода проектируемой воздушной линии должно обеспечивать выполнение следующего условия (см. рис. 5): потери напряжения от пункта питания (в данном случае ГПП) до наиболее удаленных приемников (ТП3) в различных режимах не должны быть больше допустимого значения. Для сетей напряжением 10 кВ допустимые потери напряжения в нормальном режиме рекомендуется принимать 8 % от номинального (800 В), а в аварийном – 12 % (1200 В). Расчет необходимо произвести для двух режимов: нормального, когда в работе находятся обе цепи ЛЭП, и аварийного, когда в работе находится одна ЛЭП. При выполнении данного расчета следует обратить внимание на то, что сопротивление линии в нормальном режиме в два раза меньше, чем в аварийном.

Потери напряжения до наиболее удаленной точки сети определяются как сумма потерь напряжения на всех участках, В:

где – потери напряжения на i-м участке, В,

Потери напряжения до наиболее удаленной точки сети, полученные по формуле (23), сравнивают с допустимыми:

Если условие (25) не выполняется для какого-либо из режимов, то необходимо увеличить сечение провода и проверку повторить.

В связи с тем, что режим работы сетей, а также их нагрузок, постоянно меняется, – меняется и напряжение у приемников электроэнергии. Плавные длительные изменения называют установившимся отклонением напряжения. Эту величину определяют как разность между напряжением на зажимах электроприемников и их номинальным напряжением [5], %:

В соответствии с ГОСТ 13109-97 [5] принимаются следующие допустимые отклонения напряжения на шинах наиболее удаленного потребителя: для нормального режима – , для остальных режимов – .

Отклонение напряжения на шинах наиболее удаленной подстанции (ТП3) рассчитывают для двух режимов: для максимальной и минимальной нагрузки. Для этого необходимо по заданному отклонению напряжения найти напряжение на шинах ГПП для обоих режимов по формулам, кВ:

где k_max и k_min – максимальное и минимальное заданные в исходных данных отклонения напряжения на шинах ГПП в относительных единицах (см. табл. 1).

Напряжение на шинах наиболее удаленной подстанции в обоих режимах определяется по формуле, кВ:

Отклонение напряжения на шинах наиболее удаленного потребителя, полученное по формуле (26), сравнивают с допустимым:

Если условие (30) не выполняется для какого-либо из режимов, то необходимо увеличить сечение провода и проверку повторить.

Источник