Основные виды схем замещения линий электропередачи

Классификация электрических сетей по номинальному напряжению.

Классификация электрических сетей по функциональному назначению.

Преимущества объединения электроэнергетических систем.

Энергосистема – совокупность электростанций, электрических и тепловых сетей, а также потребителей электроэнергии и тепла, связанных общностью режима в непрерывности процессов производства, преобразования, передачи, распределения и потребления электрической и тепловой энергии при общем управлении этими режимами.

Электрическая часть энергосистемы называется электроэнергетической системой.

Объединение электроэнергетических систем на параллельную работу дает следующие преимущества:

1. Более высокую надежность электроснабжения;

2. Использование несовмещения максимумов нагрузки;

3. Меньшие резервы мощности из-за возможности передачи электроэнергии из одной энергосистемы в другую;

4. Более рациональное использование первичных источников энергии;

5. Возможность использования более крупных агрегатов, имеющих более высокий коэффициент полезного действия.

Электрическая сеть – совокупность электроустановок для передачи и распределения электроэнергии, включающая в себя подстанции, распределительные пункты, воздушные и кабельные линии электропередачи, токопроводы.

По функциональному назначению сети подразделяются на системообразующие, питающие и распределительные.

Системообразующими называются сети, предназначенные для объединения электростанций и энергосистем на параллельную работу (сети 330 кВ и выше).

Питающие – сети, в которых электроэнергия передается от подстанций системообразующей сети или от шин 110-220 кВ крупных электростанций к центрам питания распределительных сетей на большие расстояния.

Распределительными называются сети, предназначенные для распределения электроэнергии между электроприемниками. К ним относятся городские и сельские электрические сети, а также сети промышленных предприятий. Центры питания таких сетей, как правило, расположены на небольшом расстоянии от большого количества электроприемников.

Для сетей переменного тока существует стандартный ряд номинальных напряжений: 220/127 В; 380/220 В; 660/380 В; 3 кВ; 6 кВ; 10 кВ; 20 кВ; 35 кВ; 110 кВ; 150 кВ; 220 кВ; 330 кВ; 500 кВ; 750 кВ; 1150 кВ.

У напряжений до 1000 В в числителе указано линейное, а в знаменателе – фазное напряжение. Выше 1000 В указывается только линейное напряжение.

Системы напряжений 220/127 В, 3 кВ и 150 кВ при проектировании на перспективу не используются. Система 380/220 В применяется для питания большинства промышленных и бытовых потребителей. Напряжение 660/380 В используется в промышленности и при разработке полезных ископаемых.

Классы напряжений 6 и 10 кВ применяются для распределения электроэнергии на промышленных предприятиях, а также в сельскохозяйственных и городских сетях. При этом преимущество отдается напряжению 10 кВ; 6 кВ используется только при наличии большого количества шестикиловольтных электроприемников. Напряжение 20 кВ так же используется в распределительных сетях, но имеет малое распространение.

35, 110 и 220 кВ – напряжения питающих сетей. Напряжения 330, 500, 750 и 1150 кВ используются для создания системообразующих сетей и для передачи электроэнергии на большие расстояния. Напряжения 330, 500 и 750 кВ применяются также для выдачи мощности на крупных электростанциях.

В зависимости от номинального напряжения все сети подразделяются на сети низкого напряжения (до 1000 В), сети высокого напряжения (от 1000 В до 220 кВ включительно) и сети сверхвысокого напряжения (330 кВ и выше).

4. Классификация электрических сетей по конфигурации.

По конфигурации электрические сети подразделяются на замкнутые и разомкнутые. Примеры сетей различной конфигурации показаны на рисунке 4.1.

Разомкнутой называется сеть, которая не содержит замкнутых контуров (за исключением контуров, образуемых разными фазами, а также фазой и нулем). В таких сетях потребители могут получать питание только с одной стороны.

Замкнутой называется сеть, содержащая хотя бы один контур. При этом часть потребителей получает питание с 2-х и более сторон. Эти сети в свою очередь подразделяются на простые замкнутые, которые содержат только один контур, и сложнозамкнутые, содержащие два и более контура.

В общем случае линию электропередачи можно представить в виде П-образной схемы замещения четырехполюсника (рисунок 5.1).

Ветвь схемы замещения, по которой протекает ток нагрузки, называется продольной. Она включает в себя активное сопротивление R_л и индуктивное X_л. Ветви, включенные на полное напряжение сети, называются поперечными. Они состоят из емкостной и активной проводимостей B_л и G_л.

Величины R_л, Х_л, В_л и G_л определяются по упрощенным формулам:

, , , , (5.1)

где l – длина линии, км;

r ₀, x ₀, b ₀ и g ₀ – погонные параметры линии, то есть сопротивления и проводимости, приходящиеся на единицу длины, Ом/км и См/км;

n_ц –число цепей линии.

Если номинальное напряжение не превышает 330 кВ, то потери на коронный разряд незначительны. Поэтому в линиях 330 кВ и ниже активную проводимость можно не учитывать. Тогда схема замещения принимает вид, показанный на рисунке 5.2.

Можно использовать также другой вариант этой схемы, когда емкость заменяется генерируемой ею зарядной мощностью (рисунок 5.3). Величина этой мощности, MВар, отнесенная ко всем трем фазам, равна

, (5.2)

где U_ф и U –соответственно фазное и линейное напряжения, кВ.

В воздушных линиях 35 кВ и ниже зарядную мощность можно не учитывать. Зарядную мощность кабелей необходимо учитывать при более низких напряжениях (начиная с 20 кВ). Соответствующая схема замещения показана на рисунке 5.4.

Если напряжение кабельной линии не превышает 10 кВ, то можно не учитывать как зарядную мощность, так и индуктивное сопротивление (по причине малого междуфазного расстояния). Схема замещения такой линии показана на рис. 5.5.

Дата добавления: 2015-04-24