Передача електричної енергії на відстань

Оскільки великі ТЕС і ГЕС здебільшого будуються в районах,віддалених від місць використання електричної енергії, її доводиться передавати на великі відстані. Для цього використовують в основному повітряні лінії електропередачі трифазного змінного струму чи кабельні лінії.

При передачі великих електричних потужностей на значну відстань доцільно застосовувати високу напругу, бо при цьому зменшується сила струму при тій же потужності, а значить, зменшується переріз проводів, втрати електричної енергії й вартість усієї ЛЕП. Однак при збільшенні напруги доводиться дбати про поліпшення ізоляції. На основі досвіду експлуатації встановлено найвигідніші співвідношення між довжиною ЛЕП та її напругою. Для ЛЕП завдовжки до 5км доцільно застосовувати напругу 6 – 10кВ, до 50км – 35кВ, понад 50км – 110 і 220кВ. Найвища напруга, що застосовується в ЛЕП, становить 1150кВ.

Проте передавання дуже великих потужностей на значні відстані трифазним змінним струмом стає неможливим у зв’язку з індуктивністю ЛЕП, яка спричиняє великі втрати електричної енергії, роблячи неможливою паралельну роботу електростанцій. Всі недоліки виключаються при передаванні електричної енергії постійним струмом.

Оскільки генератори змінного струму, встановлювані на електростанціях, простіші й економічніші від генераторів постійного струму, а на місцях споживання енергії трифазний асинхронний двигун є основним струмоприймачем, електропостачання віддаленого потужного споживача електричної енергії здійснюється так. На електростанції виробляється трифазний змінний струм напругою до 35кВ, який же тут же підвищується за допомогою трансформаторів і виправляється випрямлячами. Постійний струм високої напруги передається по ЛЕП на велику відстань до місця споживання. Тут він за допомогою інверторів знову перетворюється в трифазний струм високої напруги, трансформується в трифазний струм низької напруги ї йде на живлення струмоприймачів.

Щодо будови ЛЕП поділяються на повітряні і підземні.

Для прокладання ПЛ застосовуються голі мідні чи сталеалюмінієві проводи, що закріплюються на ізоляторах, підвішуваних на опорах.

Кабельні лінії прокладаються під землею. Кабель складається з кількох струмопровідних мідних або алюмінієвих ізольованих одна від одної жил, покритих захисною оболонкою.

Трансформаторні підстанції

Залежно від призначення трансформаторні підстанції бувають підвищувальними та знижувальними. Щодо конструкції вони поділяються на відкриті та закриті.

Відкриті працюють при напрузі 35кВ і вище. Усе устаткування розміщується на відкритому повітрі.

Закриті ТП споруджують на напругу до 10кВ. Вони складаються з трансформаторів і цілого комплексу високо- і низьковольтної комутаційної, сигналізаційної, захисної та вимірювальної апаратури і приладів. Звичайно закриті ТП – це заводські чи міські комунальні знижувальні підстанції, які трансформують одержану від районної ТП напругу 6 або 10кВ у напругу 400/230В, потрібну для живлення струмоприймачів.

Схеми електропостачання

Цеховий пункт живлення – це найчастіше металева шафа, в якій сконцентровано кілька груп запобіжників. Живлення окремих струмоприймачів у цеху може здійснюватись за одною з трьох схем: радіальною, магістральною чи мішаною.

При радіальній схемі від цехового пункту живлення 1 відходять лінії 2, виготовлені з ізольованого мідного чи алюмінієвого дроту, прокладеного в стальній трубі. Вони живлять розподільні пункти 3. Іноді для прокладання цих ліній використовують кабель. Розподільний пункт має кілька запобіжників, через які живляться окремі струмоприймачі 4. Лінії від розподільного пункту до струмоприймачів виконуються, як правило, з ізольованого дроту й прокладаються в стальних трубах.

При магістральній схемі від цехового пункту живлення 1 через запобіжники відводять окремі лінії – магістралі 2, від яких через запобіжники йдуть відгалуження до струмоприймачів 3.

Радіальна схема надійніша, ніж магістральна, але потребує більшої витрати провідникового матеріалу. На 13.5,в зображену мішану схему цехового електропостачання, де 1 – магістралі, а 2 – пункти живлення. Цехові освітлювальні лінії приєднуються до освітлювальних щитів, на яких встановлено запобіжники та вимикачі. При спільному живленні силового й освітлювального навантажень освітлювальні щити живляться від цехового пункту живлення, а при роздільному – від спеціального цехового освітлювального пункту, з’єднаного кабелем з заводською ТП, де встановлено окремий освітлювальний трансформатор.

Поперечний переріз проводу повинен бути таким, щоб:

а) нагрівання його не перевищувало допустимої температури;

б) втрата напруги в проводі не перевищувала допустимого значення;

в) механічна міцність проводу була достатньою;

г) витрата провідного матеріалу була мінімальною.

Вибір перетину проводів і кабелів.

Тривало допустимим називається струм, який, проходячи по проводу тривалий час, не нагріває його понад допустиму температуру.