Области применения сетей различных видов и напряжений

Электроэнергетические сети предназначены для передачи и распределения электрической энергии от источников к электроприемникам. Они позволяют передавать большие количества энергии на значительные расстояния с малыми потерями, что является одним из основных преимуществ электрической энергии по сравнению с другими видами энергии.

Электроэнергетические сети представляют неотъемлемую часть электроэнергетических систем и установок любого назначения в промышленности, сельском хозяйстве.

Первоначальную передачу электрической энергии пытались осуществлять на постоянном токе. Первые опыты, еще не имеющие практического значения, относятся к 1873 — 1874 г. (Французский инженер Фонтен (1873 г. — 1 км) и русский военный инженер Пироцкий (1874 г. — 1 км).

Изучать основные закономерности при передачи электроэнергии начали во Франции и в России одновременно и независимо (М.Депре — 1880 г и Д.А. Лачинов – 1880г.). Д.А.Лачинов в журнале «Электричество» опубликовал статью «Электромеханическая работа», где теоретически рассмотрел соотношения между основными параметрами ЛЭП и предложил для повышения к.п.д. увеличить напряжение; 2 кВ передавалось на расстояние 57 км (Мисбах — Мюнхен).

В 1889 г. М.О. Доливо-Добровольский создал связанную трехфазную систему, изобрел трехфазный генератор и асинхронный двигатель. В 1891г. впервые в мире осуществлена передача электроэнергии трехфазного переменного тока на расстоянии 170 км. Таким образом была решена главная проблема XIX века – централизованное производство электроэнергии и передачи ее на большие расстояния.

С 1896 по 1914 г. происходило промышленное внедрение ЛЭП на дальние расстояния, повышение их параметров, специализация сетей, создание разветвленных местных сетей, появление энергосистем:

1896 г. — в России появляется первая ЛЭП-10 кВ трехфазного тока длинной 13 км и мощностью 1000 кВт на Павловском прииске в Сибири.

1900 г. — создана энергосистема в г. Баку, связавшая две станции: на 36,5 и 11 тыс кВт кабельной ЛЭП-20 кВ.

1914 г. — в эксплуатацию вступила линия 70 кВ от районной электростанции «Электропередача» до Москвы протяженностью 76 км, мощностью 12000 кВт.

Необходимо отметить, что несмотря на то, что Россия была передовой страной по разработке принципов и способов передачи и распределения энергии, она к 1913 г. имела лишь 325 км сетей 3-35 кВ и занимала 15-е место по производству электроэнергии, уступая даже Швейцарии.

1920 -1940 г. — этап бурного количественного развития, обеспечивающего индустриализацию страны и построение промышленной базы, а так же практического использования электроэнергии и электрических сетей.

Этот этап начался разработкой и осуществлением плана ГОЭЛРО. Решая задачи плана ГОЭЛРО, энергетики построили за эти годы ряд ЛЭП 35 и 110 кВ, создали Московскую, Ленинградскую, Бакинскую и Донецкую энергосистемы, увеличили к 1940 г. по сравнению с 1913 г. количество сетей 10 и более кВ в 70 раз. Появляются первые ПЭС (с воздушными шестовыми, а затем плановыми кабельными сетями), начинают широко электрифицироваться сооружения укреп, районов, аэродромы, базы флота.

1922 г. — вступила в эксплуатацию первая в России ЛЭП-110 кВ протяженностью 120 км (Кашира — Москва).

1932 г. — начало эксплуатации сети 154 кВ Днепровской Энергосистемы.

1933 г. — построена первая ЛЭП-229 кВ Ленинград — Свирь.

1945 г. — по настоящее время — освоение напряжений до 1 млн. и более В, укрупнение энергосистем, создание межсистемных связей, широкое внедрение электроэнергии на военных объектах:

1950 г. — построена опытно-промышленная ЛЭП-200 кВ постоянного тока (Кашира – Москва).

1956 г. — вступила в строй первая в мире ЛЭП-400 кВ от Волжской ГЭС до Москвы.

1961 г. — первая в мире ЛЭП-500 кВ (Волжская ГЭС — Москва) связала энергосистемы Центра, Средней и Нижней Волги и Урала.

1962 г. — в строй вступила ЛЭП-800 кВ постоянного тока (Волгоградэнерго –Донбасс).

1967 г. — введена в эксплуатацию ЛЭП-750 кВ Конаково — Москва с пропускной способностью до 1250 мВт, а в 70-е годы построена ЛЭП-750 кВ, (Конаково – Ленинград).

С первых лет развитие электроэнергетического хозяйства шло по пути создания энергосистем, в которые входили электростанции, соединенные высоковольтными ЛЭП для параллельной работы. Сооружение ЛЭП-500 кВ от Волжской ГЭС до Москвы и на Урал положило начало формированию Единой энергосистемы Европейской части России (ЕЕЭС).

Непрерывно происходит рост протяженности ЛЭП и освоение более высоких напряжений классов 1125 кВ переменного тока и 1500 кВ постоянного тока. Общая протяженность сетей в стране к началу 80-х годов составила свыше 4 млн. км.

В настоящее время, в электроустановках напряжением до 1 кВ наибольшее распространение получили сети напряжением 380/220 В. При этом напряжении возможна передача мощности до 100 кВт на расстояние до 200 м.

Напряжение 660/380 В используется в силовых сетях объектов с мощными приемниками. При этом напряжении передаваемая мощность составляет 200. 300 кВт на расстояние до 250 м.

Напряжение 6 и 10 кВ широко используются в питающих воздушных и кабельных линиях большинства объектов мощностью до 1000 кВт при длине линий до 15 км.

Номинальное напряжение 20 кВ имеет ограниченное распространение (только сети Псковской области).

Напряжения 35. 220 кВ применяются в основном в воздушных линиях, питающих объекты от госэнергосистемы при мощности более 1000 кВт и длине линий свыше 15 км. Они позволяют передавать мощности 10. 150 МВт на расстояния соответственно 200. 500 км. Напряжения выше 220 кВ в сетях военных объектов пока не применяются.

Сети с номинальным напряжением 330. 750 кВ получили название сверхвысокого напряжения. Для них характерна передача значительной мощности более 500 МВт на сверхдальние расстояния, т.е. более 500 км.

В области строительства и эксплуатации линий сверхвысокого и ультравысокого напряжений наша страна уже многие годы занимает первое место в мире.

Введены в эксплуатацию линии электропередач напряжением 1500 кВ постоянного тока Экибастуз-Центр, протяженностью 2414 км и линия электропередач напряжением 1150 кВ переменного тока Сибирь-Казахстан-Урал, протяженностью 2700 км.

На территории РФ образовались две системы высоких и сверхвысоких напряжений: 110 . 330 . 750 кВ для западной зоны страны и 110. 220. 500 кВ с дальнейшим развитием последней системы напряжением 750 и 1150 кВ для центральной зоны страны и Сибири.

Экономические облаете номинальных напряжений в зависимости от длины линии и передаваемой по ней активной мощности показаны на рисунке.

Экономические области номинальных напряжений а) для напряжений 20. 150 кВ; б) для напряжений 220 . 750 кВ.

Однако в настоящее время из за того, что республика Казахстан стала независимым государством, часть межсистемной связи, а именно Средняя Азия-Сибирь отключена и энергия по этому участку сети не передается.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

ЛИ́НИЯ ЭЛЕКТРОПЕРЕДА́ЧИ

Том 17. Москва, 2010, стр. 516-518

Скопировать библиографическую ссылку:

• 
• 
• 
• 
• 

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.

Источник

Высоковольтные ЛЭП

Перемещение электроэнергии осуществляется при помощи ЛЭП. Такие установки должны быть надежды, а также безопасны для людей и экологии. В этой статье говорится о том, что представляет собой воздушная линия электропередачи, а также представлено несколько простых схем.

Что это такое

Аббревиатура расшифруется как линии электропередач. Эта установка необходима для передачи электрической энергии по кабелям, находящимся на открытой местности (воздухе) и установленными при помощи изоляторов и арматуры к стойкам или опорам. За точку начала и конца линий электропередач принимают линейные входы или линейные выходы РУ, а для ветвления — специальная опора и линейный вход.

• промежуточные которые находятся на прямых участках трассы установок, их используют только для удержания кабелей;
• анкерные в основном монтируются на прямых границах ВЛ;
• концевые стойки — это подвид анкерных, они ставятся в начале и конце ВЛ. При стандартных условиях функционирования установки, они принимают нагрузку от кабелей;
• специальные стойки используются для изменения положения кабелей на ЛЭП;
• декорированные стойки, помимо поддержки, они выполняют роль эстетичной красоты.

Линии электропередач можно условно разделить на воздушные и подземные. Последние все больше набирают популярность из-за удобства прокладки, высокой надежности и снижения потерь напряжения.

Обратите внимание! Эти линии различаются методом прокладки, особенностью конструкции. В каждой есть свои плюсы и минусы.

При работе с ЛЭП необходимо соблюдать все правила безопасности, потому что во время монтажа можно получить не только травмы, но и погибнуть.

Технические характеристики линий электропередач

• l — промежутки между стойками или опорами ЛЭП;
• dd — пространство ме­ж­ду со­сед­ни­ми кабельными линиями;
• λλ — можно расшифровать как протяженность гир­лян­ды ЛЭП;
• HH — высота стойки;
• hh — самое малое разрешенное рас­стоя­ние от низкой отметки кабеля до почвы.

Расшифровывать все характеристики установок сможет не каждый. Поэтому за помощью можно обратиться к профессионалу.

Ниже представлена таблица линий электропередач, обновленная в 2010 году. Более полное описание можно находить на форумах электрики.

Номинальное напряжение, кВ

40 115 220 380 500 700 Промежуток l, м 160-210 170-240 240-360 300-440 330-440 350-550 Пространство d, м 3,0 4,5 7,5 9,0 11,0 18,5 Протяженность гирлянды X, м 0,8-1,0 1,4-1,7 2,3-2,8 3,0-3,4 4,6-5,0 6,8-7,8 Высота стойки Н, м 11-22 14-32 23-42 26-44 28-33 39-42 Параметр линии h, м 6-7 7-8 7-8 8-11 8-14 12-24 Количество кабелей в фазе* 1 1 2 2 3 4-6 Объем сечений
проводов, мм2 60-185 70-240 250-400 250-400 300-500 250-700

Чтобы понизить число ава­рий­ных выключений, которые возникают при плохих погодных условиях, линии электростанций снабжаются грозо­за­щит­ны­ми канатами, которые устанавливаются на стойках вы­ше кабелей и используются для подавления пря­мых по­па­да­ний грозы в ЛЭП. Они похожи на металлические оцин­ко­ван­ные мно­го­про­во­лоч­ные тросы или специальные уси­лен­ные алюминиевые кабели малого се­че­ния.

Производятся и используются такие устройства от молний с встроенными в их труб­ча­тый стержень оп­ти­ко-во­ло­кон­ны­ми жилами, которые дают мно­го­ка­наль­ную связь. На территориях с постоянно по­вто­ряю­щи­ми­ся и силь­ны­ми морозами, лед откладывается на провода и образуются ава­рии из-за пробивания воздушных линий при приближении про­вис­ших канатов и кабелей.

Рабочая температура линий электропередач составляет от 150 до 200 градусов. Внутри провода не имеют изоляцию. Они должны обладать высокой степенью проводимости, а также устойчивостью к механическим повреждениям.

Ниже описано, какие линии электропередач используются для передачи электроэнергии.

ЛЭП используются для перемещения и распространения электроэнергии. Виды линий можно поделить:

• по виду расположения кабелей — воздушные (находятся на открытом воздухе) и закрытые (в кабель-каналах);
• по функциям — сверхдальние, для магистралей, распределительные.

Воздушные ЛЭП также можно разделить на подвиды, который зависят от проводников, типа тока, мощности, применяемого сырья. Ниже подробно описаны эти классификации.

Переменного тока

По типу тока ЛЭП можно подразделить на две группы. Первая из них — это линии электропередач постоянного тока. Такие установки помогают свести к минимуму потери при перемещении энергии, потому используются для передачи тока на дальние расстояния. Этот вид ЛЭП достаточно популярен в европейских государствах, но в России такие линии электропередач можно пересчитать по пальцам. Многие железные дороги работают на переменном токе.

Постоянного тока

Вторая группа — это линии электропередач постоянного тока, в которых энергия всегда одинакова независимо от направления и сопротивления. Почти все установки в России питаются постоянным током. Их проще произвести и эксплуатировать, но потери при перемещении тока очень часто достигают 10 кВт/км за полгода на ЛЭП с напряжением 450 кВ.

Классификация ЛЭП

Такие установки могут классифицироваться по назначению, напряжению, режиму работы и так далее. Ниже подробно описан каждый этот пункт.

По роду тока

В последние годы передача электроэнергии выполняется в основном на переменном токе. Такой метод популярен, потому что, большее количество источников электроэнергии выдают переменное напряжение (за исключением индивидуальных источников, например солнечные батареи), а главным потребителем выступают установки переменного тока.

Схема монтажа проводов ВЛ

Очень часто передача электроэнергии на постоянном токе более благоприятна. Для понижения потерь в ЛЭП, при передаче электрической энергии на любом виде тока, при помощи трансформаторов (ТТ) поднимают напряжение.

Также при выполнении передачи от установки к потребителю на постоянном токе нужно превращать электрическую энергию из переменного тока в постоянный, для этого существуют специальные выпрямители.

По предназначению

По назначению линии электропередач можно разделить на несколько видов. По расстоянию линии делятся на:

• сверхдальние. На таких ЛЭП напряжение будет свыше 500 киловольт. Их применяют для перемещения энергии на дальние расстояния. В основном они необходимы для того, чтобы объединять разные энергосистемы или их элементы;

Классификация ВЛЭП

• магистральные. Такие линии бывают с напряжением 220 или 380 кВ. Они объединяют друг с другом большие энергетические центры или разные установки;
• распределительные. К этому виду относятся системы с напряжением в 35, 110 и 150 кВ. Применяются для объединения районов и малых питающих центров;
• подводящие электрическую энергию к людям. Напряжение — не выше 20 кВ, самые популярные виды на 6 и 10 кВ. Эти ЛЭП подводят энергию к распределительным точкам, а потом и к людям в дом.

По напряжению

По базисному напряжению такие ЛЭП в основном разделяют на две главные группы. С низким напряжением до 1 кВ. ГОСТами указываются четыре основных напряжения, 40, 220, 380 и 660 В.

С напряжение выше 1 кВ. ГОСТом здесь описано 12 параметров, средние показатели — от 3 до 35 кВ, высокие — от 100 до 220 кВ, самые высокие — 330, 500 и 700 кВ и ультравысокие — больше 1 МВ. Его также называют высоковольтным напряжением.

По системе функционирования нейтралей в электроустановках

Такие установки можно разделить на четыре сети:

• трехфазные, в которых не присутствует заземление. В основном эта схема применяется в сетях напряжением до 35 кВ, где перемещаются малые токи;
• трехфазные, в которых есть заземление с помощью индуктивности. Эту установку также называют резонансно-заземленного вида. В таких воздушных линиях применяется напряжение 3-35 кВ, где перемещаются токи большой величины;
• трехфазные, в которых присутствует полное заземление. Такой режим функционирования нейтрали применяется в воздушных линиях со средним и высоким напряжениями. Здесь нужно использовать трансформаторы тока;
• глухозаземленная нейтраль. Здесь работают воздушные линии с напряжением меньше 1,0 кВ или больше 220 кВ.

Процесс монтажа

По режиму работы в зависимости от механического состояния

Также бывает и такое разделения ЛЭП, где предусматривается внешнее состояние всех частей установки. Это линии электропередач в хорошем состоянии, где кабели, стойки и другие элементы почти новые. Основной акцент делается на качество кабелей и канатов, на них не должно быть механических повреждений.

Также бывает аварийное положение, где качество кабелей и канатов достаточно низкое. В таких установках необходимо проводить незамедлительный ремонт.

• линии электропередач хорошего режима работы — все составляющие новые и не повреждены;
• аварийные линии — при явных видимых повреждениях проводов;
• линии монтажного вида — в процессе монтажа стоек, кабелей и канатов.

Определять состояние линий электропередач необходимо только опытному электромонтеру.

Если установка аварийная, то это может привести к ряду последствий. Например, энергия будет подаваться не постоянно, возможно короткое замыкание, оголённые провода при соприкосновении могут вызвать пожар. Если ЛЭП вовремя не подверглась монтажу и случились ненепоправимые последствия, то это может грозить огромными штрафами.

Подземные кабельные линии электропередач

Предназначение ВЛ электропередач

Такими ВЛ называются установки, которые используются для перемещения и рас­пределения электрической энергии по кабелям, находящимся на открытом воздухе и удерживающимися, при помощи специальных стоек. ВЛ устанавливаются и используются в самых различных погодных условиях и гео­графической местности, склонны к атмосферному влиянию (осадки, перепады температур, ветры).

Поэтому воздушные линии необходимо устанавливать с учетом погодных факторов, загрязнения атмосферы, требований прокладки (для города, поля, деревни) и прочее. Установка должна соответствовать ряду правил и нормативам:

• экономически выгодная стоимость;
• ­высокой электропроводностью, прочностью используемых канатов и стоек;
• устойчивость к механическим повреждениям, коррозии;
• быть безопасной для природы ичеловека, не занимать много свободной территории.

Как выглядят изоляторы

Какое напряжение ЛЭП

По определенных характеристикам, можно узнать напряжение линий электропередач по внешнему виду. Первое на что стоит обратить внимание — это изолятор. Чем больше их находится на установке, тем она будет мощнее.

Самые популярные изоляторы воздушных линий 0,4кВ. Их обычного изготавливают из прочного стекла. По их количеству можно определяться в мощности.

ВЛ-6 и ВЛ-10 по форме такой же, но намного крупнее. Кроме штыревого фиксирования, иногда применяют такие изоляторы по аналогу гирлянд по одному/двум образцам.

Обратите внимание! На воздушной линии 35кВ чаще всего устанавливают навесные изоляторы, хотя иногда можно увидеть штыревого вида. Гирлянда складывается из трех-пяти видов.

Число роликов в гирлянде может быть таким:

• ВЛ-110кВ — 6 роликов;
• ВЛ-220кВ — 10 роликов;
• ВЛ-330кВ — 12 роликов;
• ВЛ-500кВ — 22 ролика;
• ВЛ-750кВ — от 20 и выше.

Как узнать мощность ЛЭП

Также напряжение можно узнать по числу кабелей:

• ВЛ-0,4 кВ число проводов от 2 до 4 и выше;
• ВЛ-6, 10 кВ — всего три кабеля наустановке;
• ВЛ-35 кВ, 110 кВ — для каждого изолятора свой провод;
• ВЛ-220 кВ — для каждого изолятора один большой провод;
• ВЛ-330 кВ — в фазах по два кабеля;
• ВЛ-750 кВ — от 3 до 5 проводов.

В заключении необходимо отметить, что в современном мире невозможно обойтись без линий электропередач. Именно они снабжают всю страну электричеством. В настоящее время применяют воздушные и кабельные ЛЭП повсеместно.

Источник