1.2. Общие сведения об электрических сетях

Понятие об элементах электрических сетей. Особенностью элек­троэнергетики является неразрывная одномоментная связь производ­ства и потребления электроэнергии. Сложно вырабатывать электроэнер­гию «в запас» – она должна потребляться практически в момент ее производства (иначе необходимы специальные накопители). Поэтому производители и потребители электроэнергии объединены в энерго­системы, состоящие из электроустановок — электростанций, электри­ческих сетей и электроприемников — потребителей

Рис 1.1. Природные энергетические ресурсы и их использование в различных сферах деятельности человека (мех. – механическая энергия; теп. – тепловая; хим. – химическая; свет. – световая; ЭЭ – электрическая)

электроэнергии.

В общем плане электроустановками называют совокупность ма­шин, аппаратов, линий и вспомогательного оборудования (вместе с сооружениями и помещениями, в которых они установлены), пред­назначенных для производства, преобразования, передачи, распре­деления электрической энергии и преобразования ее в другой вид энергии. По условиям электробезопасности электроустановки под­разделяют на две группы: напряжением до 1 кВ и выше 1 кВ. По условиям размещения их делят на открытые (наружные) и закры­тые (внутренние). Электропомещения, где они располагаются, в свою очередь, могут быть сухими, влажными, сырыми, особо сы­рыми, жаркими, пыльными (с токопроводящей и непроводящей пы­лью), с химически активной и органической средой.

Важнейшим элементом энергетической системы являются элект­рические сети, т.е. совокупность электроустановок, служащих для пе­редачи и распределения электрической энергии и состоящих (рис. 1.2) из воздушных (ВЛ) и кабельных (КЛ) линий электропередачи (ЛЭП), токопроводов, электропроводок, трансформаторных под­станций (ТП) и распределительных устройств (РУ), расположен­ных на определенной территории.

Основные требования к электрическим сетям — передача и рас­пределение электрической энергии с надежностью, соответствую­щей категории электроприемников, при использовании сечений проводников, удовлетворяющих экономической плотности тока или технико-экономическим расчетам.

Рис. 1.2. Функции подсистем линий электропередачи и контактных сетей

Особую (специализированную) группу электрических сетей состав­ляют контактные сети электрического неавтономного транспорта. Они предназначены не только для передачи и распределения, но и съема электроэнергии для питания электроподвижного состава (см. рис. 1.2). Контактные сети используются в первую очередь на электрифициро­ванных железных дорогах, а также в промышленном и городском (трамвай, троллейбус, метро) транспорте. Они имеют различные схе­мы питания и секционирования, а также разнообразные конструкции многочисленных узлов для разных напряжений и родов тока. В пред­лагаемой книге изложены в основном материалы по контактным се­тям электрифицированных российских железных дорог (РЖД).

Для удобства понимания все устройства, входящие в линии элек­тропередачи и контактные сети, можно условно скомпоновать в шесть групп — подсистем. Условность такой компоновки опреде­ляется тем, что некоторые узлы могут быть отнесены сразу к не­скольким функциональным подсистемам. Это означает, что в та­ких узлах может происходить несколько электрофизических про­цессов, каждый из которых количественно оценивается соответ­ствующими характеристиками и параметрами.

Подсистемами можно назвать следующие группы: токопроводящие и контактные устройства (узлы, которые входят в подвески проводов и рельсов, кабели, токопроводы и т. п.); спорно-поддер­живающие устройства; изолирующие элементы, защитные, секци­онирующие и диагностические устройства (рис. 1.3). Каждая под­система имеет комплекс основных узлов, который дополняется по мере их совершенствования и разработки.

Рис. 1.3. Подсистемы контактных сетей и линий электропередачи