Класс высшего напряжения 35 кв

Как определить напряжение ЛЭП?

Большинство обывателей никогда не задумывается об окружающих их линиях электропередач. Чаще всего такое отношение обуславливается отсутствием практического использования этого знания в быту, однако в некоторых ситуациях такая осведомленность может обезопасить от поражения электрическим током и даже спасти жизнь. Поэтому далее мы рассмотрим, как определить напряжение ЛЭП посредством доступных вам факторов.

Классификация ВЛ

Специалисты в области электротехники прекрасно ориентируются не только в обслуживаемых электроустановках, но и в мерах безопасности, которые необходимо соблюдать при выполнении работ и нахождении в непосредственной близи от трасы ВЛ. Однако если вам чужды понятия электробезопасности в части эксплуатации электроустановок, то все попытки порыбачить под опорами ВЛ или произвести какие-либо погрузочно-разгрузочные работы в охранной зоне могут закончиться плачевно.

Именно для предотвращения поражения электрическим током все ваши действия должны производиться в безопасной зоне. Чтобы определить это пространство или зону ЛЭП, вы должны иметь хотя бы элементарные представления о существующих разновидностях.

Все ЛЭП можно разделить по нескольким категориям в зависимости от величины номинального напряжения:

• Низковольтные – это ЛЭП, используемые для питания напряжение до 1 кВ, чаще всего на 0,23 и 0,4 кВ;
• Среднего напряжения – номиналом в 6 и 10 кВ, как правило, применяются в распределительных сетях для питания объектов на расстоянии до 10 км, на 35 кВ для питания поселков, передачи электроэнергии между ними;
• Высоковольтные – это ЛЭП электрических сетей между городами, подстанциями на 110, 154, 220 кВ;
• Сверхвысокие – в них напряжение передается на большие расстояния с номиналом 330 и 500 кВ;
• Ультравысокие – используются для питания от электростанции до распределительных узлов, передают напряжение номиналом в 750 или 1150 кВ.

В целях безопасности для каждого из типа линий предусмотрено расстояние вдоль воздушных ЛЭП, как на постоянной основе, так и при выполнении каких-либо работ. Эти величины регламентированы п.1.3.3 «Правил Охраны Труда При Работе В Электроустановках«, которые приведены в таблице ниже:

Таблица: допустимые расстояния до токоведущих частей, находящихся под напряжением

Соблюдение вышеперечисленных минимальных расстояний обязательно, так как их несоблюдение приведет к пробою воздушного промежутка . Также существует охранная зона высоковольтных ЛЭП, в которой запрещается строительство домов, размещение технических средств и постоянное нахождение человека.

Определение напряжения ЛЭП

Разумеется, что кабельные линии электропередач в большинстве своем скрыты, да и находящиеся на открытом воздухе далеко не всегда можно различить визуально.

А вот воздушные линии можно определить по:

• Типу применяемых в ЛЭП опор;
• Внешнему виду и числу изоляторов;
• Проводам;
• Размеру охранной зоны;
• Буквенной маркировке на опорах (Т – 35кВ, С – 110кВ, Д – 220кВ).

Буквенная маркировка на опоре

Поэтому далее рассмотрим систему определения величины напряжения ЛЭП по основным визуальным критериям.

По количеству проводов

В зависимости от числа проводов все ЛЭП подразделяются таким образом:

• На напряжение 0,23 и 0,4кВ число проводов будет составлять 2 и 4 соответственно, в некоторых случаях присутствует еще один провод заземления;
• Для напряжения ВЛ 6 – 10кВ используются 3 провода;
• В линиях от 35 до 220кВ один провод для каждой фазы, помимо них могут монтироваться провода грозозащиты. Нередко на опорах ЛЭП устанавливаются сразу две линии то есть 6 проводов.
• При напряжении 330кВ и выше фаза выполняется не одним, а несколькими проводами, уже применяется расщепление фазных проводов для минимизации потерь.

По внешнему виду опор

Помимо этого, многое можно сказать о напряжении в ЛЭП по виду установленных опор. Как указано в таблице выше, каждый номинал напряжения имеет допустимое минимальное безопасное расстояние. Поэтому, чем он больше, тем выше располагаются провода. Соответственно, габариты и конструкция опоры должна обеспечивать допустимые расстояния в стреле провеса.

Сегодня опоры подразделяются по материалу, из которого они изготовлены:

По конструктивному исполнению встречаются:

Внешнему виду и числу изоляторов

Чем выше напряжение в ЛЭП, тем большей электрической прочностью должны обладать изоляторы. Соответственно сопротивление электрическому току повышается за счет увеличения длины пути тока утечки, чем выше напряжение, тем больше сам изолятор, тем больше ребер расположено на рубашке, помимо этого ребра могут усиливаться несколькими кольцами. Еще одним приемом для повышения диэлектрической устойчивости ЛЭП по отношению к опоре является сборка из нескольких последовательно включенных изоляторов – гирлянда ВЛ.

Чем больше гирлянды изоляторов, тем выше разность потенциалов они могут выдержать, однако не стоит путать с параллельно собранными изоляторами, они предназначены для повышения надежности в местах прохода ЛЭП над дорогами, другими линиями, коммуникациями и сооружениями.

Фото примеры внешнего вида

Чтобы сопоставить изложенную выше информацию с ее практической реализацией следует разобрать особенности каждого класса напряжения. Для лучшего понимания, как неискушенному обывателю с первого взгляда определить величину напряжения в ЛЭП, рассмотрим наиболее распространенные примеры.

ВЛ-0.4 кВ

Это линии минимального напряжения, передающие питание к бытовым нагрузкам, опоры выполнены железобетонными или деревянными конструкциями. Изоляторы, как правило, штыревые из фарфора или стекла по одному на каждой консоли, число проводов 2 или 4, размеры охранной зоны составляют 10м.

ВЛ-10 кВ

Эти линии не сильно отличаются от низкого напряжения, как правило, имеют 3 провода, также располагаются на железобетонных стойках, значительно реже на деревянных. Охранная зона для ЛЭП 6, 10кВ составляет также 10м, изоляторы немного больше, имеют более ярко выраженную юбку и ребра.

ВЛ-10кВ

ВЛ-35 кВ

Линии переменного тока на 35кВ устанавливаются на металлические или железобетонные конструкции, оснащаются крупными изоляторами штыревого или подвесного типа (гирлянда от 3 до 5 штук). Могут иметь разделение на несколько линий – три или шесть проводов на опоре, охранная зона составляет 15м.

ВЛ-35кВ

ВЛ-110 кВ

Конструкция опоры для ЛЭП 110кВ идентична предыдущей, но для подвешивания проводов применяется гирлянда из 6 – 9 изоляторов. Охранная зона составляет 20м.

ВЛ-110кВ

ВЛ-220 кВ

Для каждой фазы ЛЭП выделяется только один провод, но он значительно толще, чем при напряжении 110кВ, допустимое приближение не менее 25м. В гирлянде чаще всего 10 или 14 изоляторов, но в некоторых ситуациях встречаются конструкции из двух гирлянд по 20 единиц.

ВЛ-220кВ

ВЛ-330 кВ

ЛЭП с напряжением 330кВ для передачи допустимой мощности уже используют расщепление, поэтому в каждой фазе присутствует два провода. В гирлянде от 16 до 20 изоляторов, охранная зона составляет 30м.

ВЛ-330кВ

ВЛ-500 кВ

Такие ЛЭП сверхвысокого напряжения имеют расщепление на 3 провода для каждой фазы, в гирляндах устанавливается более 20 единиц. Охранная зона также 30м.

ВЛ-500кВ

ВЛ-750 кВ

Здесь применяются исключительно металлические опоры, в каждой фазе используется от 4 до 5 расщепленных жил в форме квадрата или пятиугольника. Изоляторов также более 20, а допустимое приближение ограничено территорией в 40 м.

ВЛ-750кВ

ВЛ-1150 кВ

Такая ЛЭП редко встречается, но в ее фазах расщепление состоит из 8 жил, расположенных по кругу. Гирлянды содержат около 50 изоляторов, а охранная зона составляет 55 м.

ВЛ-1150кВ

Источник

Класс напряжения

Класс напряжения — это типовое значение линейного (междуфазного) напряжения в электрических сетях, которое является номинальным для различных групп оборудования: трансформаторов, линий, генераторов, реакторов и прочих. Класс напряжения определяет требуемый уровень электрической изоляции электрооборудования. Порядок класса напряжения определяет то, для каких целей и задач применяется это оборудование. В частности, низкие напряжения используются для распределения мощности между мелкими потребителями на малые расстояния, средние классы — для распределения мощности между средними потребителями и группами потребителей на умеренной дистанции, высокие и сверхвысокие классы — для распределения мощности между крупными потребителями и для передачи мощности на большие расстояния. Иными словами низкие и средние классы напряжения характерны для распределительных сетей, в то время как высокие и сверхвысокие классы — для системообразующих сетей, связывающих отдельные энергосистемы.

Содержание

Необходимость применения различных классов напряжения

На заре электроэнергетики, когда идея объединенных энергосистем ещё не возникла, электрические сети использовались изолированно на отдельных предприятиях, аналогично тому, как до этого применялись механические передаточные системы. Каждое из предприятий стремилось построить свою собственную станцию и управлять её самостоятельно. Идею электростанции, как независимого объекта, имеющего своей целью исключительно выработку и продажу электроэнергии как товара, одним из первых предложил Сэмюэль Инсулл [1] . И если прежде низких классов напряжения, которые могли быть различны, было достаточно для нужд промышленности, поскольку задачи совместной работы предприятий не стояло, то теперь в новых реалиях возникло два ключевых вопроса: как передать мощность от электростанций сразу нескольким потребителям — проблема удаленности источников электроэнергии от районов потребления, и как обеспечить совместимость по напряжению всех используемых установок?

Если второй вопрос разрешился с точки зрения электроэнергетики сравнительно просто: был введен стандарт на классы напряжения, что обеспечило их совместимость, то первый из них оказывается напротив крайне сложным, поскольку передача на большое расстояние создает сразу несколько инженерных проблем. Ниже приводятся основные их них:

Чем выше напряжение, тем меньше потери мощности. Данную закономерность хорошо описывает формула потерь в элементе сети по параметрам конца передачи:

где [math]\Delta\dot[/math] — потери мощности в передаче, МВА; [math]P[/math] , [math]Q[/math] — мощности в конце передачи, МВт и МВар; [math]V[/math] — модуль напряжения в конце передачи, кВ; [math]R[/math] , [math]X[/math] — активное и реактивное сопротивления передачи, Ом. Эта формула очевидно показывает, что при передаче одной мощности при увеличении напряжения потери мощности квадратично уменьшаются.

Чем выше напряжение, тем выше предел передаваемой мощности. Для любой передачи существует предел передаваемой активной мощности, определяемые статической устойчивостью, который в простейшем случае на основании уравнения угловой хараткеристки передачи определяется следующим выражением:

[math]\displaystyle P_ = \frac,[/math]

где [math]U_1, U_2[/math] — напряжения по концам передачи, кВ; [math]X[/math] — реактивное сопротивление передачи, Ом; [math]P_[/math] — предел передаваемой мощности мередачи, МВт. Нетрудно видеть, что с ростом напряжения предел передаваемой мощности квадратично растет.

Наиболее рациональный класс напряжения с точки зрения минимума потерь и капиталловложений определяется на этапе долгосрочного планирования режимов работы электрической сети.

Классификация классов напряжения

По уровню напряжения все классы напряжения условно разделяют на следующие группы:

• Ультравысокий класс напряжения — от 1000 кВ.
• Сверхвысокий класс напряжения — от 330 кВ до 750 кВ.
• Высокий класс напряжения — от 110 кВ до 220 кВ.
• Средний класс напряжения — от 1 кВ до 35 кВ.
• Низший класс напряжения — до 1 кВ.

Максимально допустимые рабочие напряжения превышают номинальные значения на 15 % [math](U_<\text<ном>>\le 220\text< кВ>)[/math] , на 10 % [math](220 \lt U_<\text<ном>> \lt 500\text< кВ>)[/math] и на 5 % [math](500 \le U_<\text<ном>>\text< кВ>)[/math] . Шкалы номинальных напряжений генераторов и вторичных обмоток трансформаторов выбраны выше на 5—10 % номинальных напряжений потребителей, линий электропередачи, первичных обмоток трансформаторов с целью облегчения поддержания номинального напряжения у потребителей.

Классы напряжения
Класс напряжения, кВ	0,22	0,38	0,66	3	6	10	13,8	15,75	18	20	35	110	150	220	330	500	750	1150
Максимально допустимое рабочее напряжение, кВ	0,253	0,437	0,759	3,6	6,9	11,5	15,87	18,11	20,7	23	40,5	126	172	252	363	525	787	1207,5
Электрические сети, кВ	0,22	0,38	0,66	3	6	10	—	—	—	20	35	110	150	220	330	500	750	1150
Генератор, кВ	0,23	0,4	0,69	3,15	6,3	10,5	13,8	15,75	18	20	—	—	—	—	—	—	—	—
Первичная обмотка трансформатора, кВ	0,22	0,38	0,66	3; 3,15	6; 6,3	10; 10,5	13,8	15,75	18	20	35	110; 115	150; 158	230	330	500	750	1150
Вторичная обмотка трансформатора, кВ	0,23	0,4	0,69	3,15; 3,3	6,3; 6,6	10,5; 11	—	—	—	22	36,75; 38,5	115; 121	158; 165	242	347	525	787	—

Читайте также:  Модуль напряжение электрического поля в плоском воздушном конденсаторе

Комментарии к вопросу о классах напряжения

Учёт режима работы нейтрали

При расчетах коротких замыканий следует обращать особое внимание на класс напряжения, поскольку в зависимости от класса может быть различным режим работы нейтрали в сети. В частности, на низших и средних классах напряжения нейтраль в подавляющем большинстве случаев оказывается изолированной — это позволяет при адекватных затратах на повышенный уровень изоляции облегчить режим работы сети, а именно фактически исключить фактор однофазных замыканий, которые, являясь наиболее вероятными среди оных в сетях всех уровней, при изолированной нейтрали не представляют существенной угрозы и, что особенно важно, не приводят к нарушению электроснабжения потребителей [2] . Таким образом, для расчётчика класс напряжения должен в данной ситуации, как минимум, указать на необходимость уточнения состояния нейтрали и учет этого фактора в дальнейших расчётах.

Повышенное напряжение базисного узла

Во многих практических расчётах можно столкнуться с тем, что напряжение базисного узла задается повышенным и редко совпадает с номинальной величиной. В частности, для сетей 110 кВ величина составляет 115 (121) кВ, для сетей 220 кВ — 230 (242) кВ. Объяснений данному факту может быть несколько.

В первую очередь это может быть обусловлено тем, что в соответствии с указаниями по расчёту коротких замыканий при учете тока подпитки от внешней системы необходимо задавать напряжение этой системы выше номинала на 5 %. Эта мера направлена на намеренное завышение расчётного тока короткого замыкания, чтобы исключить неопределенность, связанную с составом оборудования и режимом внешней сети.

Второе объяснение менее убедительно по сравнению с первым, но имеет под собой вполне логичное основание. Как правило, базисный узел задается на шинах мощной электростанции района, либо на шинах подстанции высокого или сверхвысокого напряжения, связывающей район с внешней системой. Опыт расчётов подсказывает, что в большинстве случаев мощность именно вытекает из базисного узла, а не наоборот. В начале передачи, опять же как правило, напряжение выше, чем на приемном конце, а на электростанции напряжения в нормальном режиме выше, чем у потребителей. Таким образом, умышленное завышение напряжения базисного узла имеет своей целью отразить указанную физическую закономерность.

Цветовое обозначение классов напряжения

В отечественной практике расчётов и управления энергосистемами при графическом отображении электрических схем сетей и систем принято использовать унифицированное цветовое обозначение классов напряжений. При этом есть несколько стандартов и несколько вариантов цветовых схем классов напряжения, в частности внимания заслуживают прежде всего Стандарт СО ЕЭС и Стандарт ФСК ЕЭС. Таблицах ниже указаны общепринятые цветовые обозначения раздичных классов напряжения по этим стандартам [3] [4] .

Цветовая схема согласно стандарту СО ЕЭС
Класс напряжения	Образец цвета	Цвет в системе RGB
1150 кВ	205:138:255
750 кВ (800 кВ ППТ)	065:065:240
500 кВ	184:000:000
400 кВ (ЛЭП, цепи ППТ)	135:253:194
330 кВ	000:204:000
220 кВ	204:204:000
	128:128:000
150 кВ	170:150:000
110 кВ	070:153:204
27 — 60 кВ	194:090:090
6 — 24 кВ	164:100:164
Генераторное напряжение	204:100:204
Без напряжения	204:204:204
	150:150:150
Заземлено	255:153:000
Перегрузка	255:000:000
Неизвестно	140:140:140

Цветовая схема согласно стандарту ФСК ЕЭС
Класс напряжения	Образец цвета	Цвет в системе RGB
1150 кВ	205:138:255
750 кВ (800 кВ ППТ)	000:000:200
500 кВ	165:015:010
400 кВ	240:150:30
330 кВ	000:140:000
220 кВ	200:200:000
150 кВ	170:150:000
110 кВ	000:180:200
35 кВ; 20 кВ	130:100:050
10 кВ	100:000:100
6 кВ	200:150:100
до 1 кВ	190:190:190
Генераторное напряжение	230:070:230
Обесточено	255:255:255
Заземлено, ремонт	205:255:155

Разница палитр, как не трудно заметить, не драматична и не препятствует использованию ни одной из них, но предагаемый стандартом ФСК вариант, подразумевает работу в программном комплексе с черным фоном, из-за чего обесточенные участки предлагается показывать белым цветом. Таким образом, ориентация на цветовую схему стандарта СО ЕЭС является более удобной для рядовых расчётов. Категорически соблюдать требования к классам напряжения необходимо только при сотрудничестве непосредственно с соответствующими организациями.

Источник