Принципы построения схем эл/систем

Под схемой эл/системы понимают сложившиеся в условиях эксплуатации эл. связи между основными компонентами эл/системы: эл/станциями, подстанциями, и эл/сетями. Выбор схемы эл/системы производится одновременно с выбором U, определения мест размеще-ния п/станции, связи между ними, выборе числа и мощности тр-ров, сечения прводов ЭП и т. д. Топология сети, т.е.ее конфигурация развивается в зависимости с географич. условиями, распределением нагрузок по территории и размещением эн/источников. Многообразие таких условий определяет и многообразие построения схем ЭС, к-рые определяют структуру передач и распределения э/э на данной территории.

Основные принципы

1. Эл. энергия вырабатывается генератором Эл/станций обычно U=6-20 кВ(ГЭС:3,15-15,75 кВ, ТЭС: 6,3-24 кВ).

2. Выработанная э/э трансформируется в сети более высокого U=110-750 кВ обычно.

Эти сети выполнены в виде замкнутых колец по технич. и экономич. Соображениям более выгодно.

3. Между этими контурами образуются тр-рные эл. Связи.Тр-ры(Т) и АТ связывающие образованные кольца разных ном. U между собой наз. Т-ые и АТ-ые связи.

4. Для связи ЭС между собой образуются межсистемные ЛЭП (МЛЭП).

B3 1.5. Номинальные напряжения электрических сетей

Любая электроустановка проектируется для нормальной дли­тельной работы при номинальном напряжении. Номинальным напряжением называется указанное изготовителем напряжение, являющееся исходным для отсчета отклонений напряжения от этого значения при эксплуатации и испытаниях электроустановки.

При этом считается, что номинальное напряжение обеспечи­вает наиболее целесообразные технические и экономические характеристики электротехнического устройства. Шкала номи­нальных напряжений трехфазных электрических сетей, а также подключаемых к ним приемников электрической энергии, гене­раторов и трансформаторов Uном ск и генер 3,15 ; 6,3 ; 10,5 . т АТ Uном=Uном лэп +15/10/5Uном сети

Наиб раб напр лэп 3,6; 7,2 ; 12 ; 24 ; 40,5; 126; 172; 252; 365; 525; 787;

Рассмотрим область применения номинальных напряжений электрических сетей. Напряжение 380 В используется для обеспечения городских и сельских районах и на предприятиях. 6 и 10 кВ используются при распределе­нии электроэнергии в системах электроснабжения городов, сельских районов и промышленных предприятий, а также для подключения высоковольтных электроприемников. Напряжение 35 кВ преимущественно применяется в сельских районах. На­пряжения 110 и 220 кВ нашли применение для передачи элек­троэнергии от крупных подстанций к центрам питания распре­делительных сетей, а также для создания глубоких вводов при электроснабжении крупных промышленных предприятий и го­родов. Глубокий ввод - система электроснабжения потребителя от электрической сети высшего класса напряжения, характери­зуемая наименьшим числом ступеней трансформации. Напряже­ние 330 кВ и выше в системообразующих сетях при формировании электроэнергетических систем и для связи их между собой.

Между номинальными напряжениями электрических сетей, приемников электроэнергии, генераторов и трансформаторов установлены определенные соотношения (табл. 1.1), обеспечи­вающие наиболее целесообразные условия для передачи и рас­пределения электроэнергии и поддержания напряжения, близко­го к номинальному, у большинства электроприемников.

Рассмотрим участок электрической сети (рис. 1.7), вклю­чающий генератор Г электрической станции, непосредственно связанный с линией электропередачи Л1, в разных точках кото­рой подключены приемники электроэнергии, указанные стрел­ками. Через повышающий трансформатор Т1 электростанция выдает электроэнергию потребителям посредством линии Л2, в промежуточных точках которой подключены понижающие трансформаторы Т2...Т4.

Так как приемники электроэнергии непосредственно под­ключены к сети определенного номинальною напряжения, их номинальные напряжения одинаковы. Вместе с тем, в практике исфечаются случаи несовпадения номинальных напряжений электроприемников и электрических сетей. Например, лампы накаливания выпускаются на напряжение 230-240 В для работы в электрической сети с номинальным фазным напряжением 220 В. Причиной этого является сильное влияние величинм напряжения на срок их службы.

Рис. 1.7. Электрическая сень и графики распределения напряжения (а, 6)

в ее частях

Допустим, генераторы имеют напряжение, равное номинальному напряжению сети и электроприемников. Тогда из-за потери части напряжения при передаче мощности по линии Л1 только в начале линии напряжения на элсктроприемниках будут близки к их номинальным значениям. Об этом свидетельствует условный график 1 распределения напряжения вдоль линии Л1. приведенный на рис. 1.7, а. Фактически номинальное напряже-

ние генераторов принимается на 5 % выше номинального напряжения сети и электроприемников, что обеспечивает более, близкий к номинальным значениям электроприемников график 2 распределения напряжения.

B3

Когда трансформатор Т1 первичной обмоткой подключен к генератору, их номинальные напряжения должны совпадать. Поэтому При подключении трансформаторов Т2...Т4 первичной обмоткой к линии Л2 электрической сети их номинальные напряжения также одинаковы, т. е.

Номинальные напряжения вторичных обмоток трансформаторов на 5 или 10 % превышают номинальное напряжение сети. Это также объясняется стремлением приблизить уровни напряжения в точках сети, к которой они присоединены вторичной обмоткой, к номинальному значению. Обратимся к условным графикам распределения напряжения по сети (рис. 1.7, б). От генератора к первичной обмотке трансформатора Т1 подводится напряжение, которое на 5 % выше номинального напряжения сети. При этом в режиме холостого хода на выходе вторичной обмотки напряжение на 10 % больше номинального напряженияние генераторов принимается на 5 % выше номинального на­пряжения сети и электроприемников, что обеспечивает более, близкий к номинальным значениям электроприемников график 2 распределения напряжения.

Когда трансформатор Т1 первичной обмоткой подключен к генератору, их номинальные напряжения должны совпадать. Поэтому При подключении трансформаторов Т2...Т4 первичной об­моткой к линии Л2 электрической сети их номинальные напря­жения также одинаковы, т. е.

Номинальные напряжения вторичных обмоток трансформа­торов на 5 или 10 % превышают номинальное напряжение сети. Это также объясняется стремлением приблизить уровни напря­жения в точках сети, к которой они присоединены вторичной обмоткой, к номинальному значению. Обратимся к условным графикам распределения напряжения по сети (рис. 1.7, б). От генератора к первичной обмотке трансформатора Т1 подводится напряжение, которое на 5 % выше номинального напряжения сети. При этом в режиме холостого хода на выходе вторичной обмотки напряжение на 10 % больше номинального напряжения

линии Л2. Однако в обмотках трансформатора, обладающих со­противлениями, при передаче мощности теряется до 5 % напря­жения. Поэтому фактическое напряжение на выходе вторичной обмотки окажется где-то на 5 % выше номинального напряже­ния сети. Если допустить, что в линии Л2 теряется до 10 % на­пряжения, то в конце се уровень напряжения будет на 5 % ниже номинального. Следовательно, на концах линии напряжения будут на ± 5 % отличаться от номинального значения. С учетом 10 % добавки напряжения трансформаторами Т2...Т4 и 5 % по­тери напряжения в них напряжение на выходе вторичной обмот­ки наиболее удаленного от источника трансформатора Т4 будет приближаться к номинальному напряжению сети. На графике все напряжения приведены к одному базисному номинальному

значению.

У трансформаторов небольшой мощности сопротивления обмоток относительно малы, поэтому номинальные напряжения их вторичных обмоток на 5 % выше номинального напряжения сети. В трансформаторах с расщепленной обмоткой напряжение вторичных обмоток также на 5 % выше номинального, так как они чаще устанавливаются в центрах нагрузки и всегда выпус­каются с регулированием напряжения под нагрузкой.