2. Основна частина Вступ.

За розташуванням мережі поділяються на зовнішні і внутрішні. Зовнішні мережі виконують голими (неізольованими) проводами і кабелями (підземними, підводними), внутрішні – кабелями, ізольованими і голими проводами, шинами.

На рис. 1 зображені схеми розподілу електроенергії на високій напрузі при наявності живильної і розподільної мереж (рис. 1, а) і при наявності тільки розподільної мережі (рис.1, б).

Н еобхідність спорудження живильної мережі високої напруги виникає в тих випадках, коли джерело розташоване на досить великій відстані від ЕП і в районі споживання електроенергії знаходяться багато трансформаторних підстанцій, значно відокремлених одна від одної, наприклад при електропостачанні міст чи великих промислових підприємств.

До основних мереж енергосистеми відносять мережі найвищої напруги, на яких здійснюються найбільш потужні зв'язки в системі.

1. Характеристика електричних мереж за місцем розташування та характером споживачів.

За місцем розташування і характером споживачів розрізняють мережі міські, промислові, сільські, електрифікованих залізниць, магістральних нафто- і газопроводів, електричних систем.

Міста характеризуються високою щільністю електричних навантажень (до 12 MBА/км²) і великою кількістю різнорідних споживачів, розміщених на обмеженій площі. При цьому потрібна висока надійність електропостачання, оскільки електроенергія відіграє вирішальну роль у забезпеченні нормального життя міста. З урахуванням цих особливостей міські мережі утворюють специфічні системи електропостачання, що охоплюють всіх споживачів міста, включаючи промислові підприємства, електрифікований транспорт тощо.

Під системою електропостачання міста розуміють сукупність електричних мереж і ТП, розташованих на території міста і призначених для електропостачання його споживачів. Джерелами живлення є місцеві електростанції і районні ПС із вищою напругою 35–330 кВ.

Міські електричні мережі поділяються на електропостачальні мережі високої напруги (ВН), живильні і розподільні мережі середньої напруги (СН), розподільні мережі низької напруги (НН). На рис. 2 показана схема електропостачання міста.

До електропостачальних мереж ВН відносять ПЛ напругою 35– 330 кВ із відповідними знижувальними ПС. Електропостачальна мережа звичайно виконується у вигляді кільця, що охоплює місто. У великих містах електропостачальна мережа містить у собі, крім кільцевої мережі, також мережу глибокого уведення 35–110 кВ, що живить центральні райони міста.

Глибоким уведенням називається система електропостачання з наближенням ВН до електроустановок споживачів з найменшою кількістю ступенів проміжної трансформації й апаратів.

Живильні і розподільні мережі СН – це ЛЕП напругою 10(6) кВ і ТП 10(6)/0,4 кВ. За основну для міських мереж СН прийнята напруга 10 кВ.

У тих містах, де маються мережі напругою 6 кВ, вони, як правило, переводяться на напругу 10 кВ.

До розподільних мереж НН відносяться ЛЕП напругою 0,38/ 0,22 кВ. У зв'язку з обмеженістю території, необхідністю забезпечення безпеки населення, створення необхідної надійності й усунення великої кількості проводів міські розподільні мережі виконують кабелями. ПЛ споруджують звичайно на окраїнах міста й у приміській зоні.

ПС у місті часто виконують закритого типу, тому що при цьому потрібна менша територія і послабляється шум від трансформаторів.

Напруга мережі зовнішнього електропостачання промислового підприємства залежить від напруги електричних мереж енергосистеми, від якої живиться підприємство, і від навантаження самого підприємства.

Для живлення дрібних підприємств використовуються мережі напругою 35 кВ; якщо ж підприємство знаходиться поблизу районної ПС енергосистеми, то може застосовуватися напруга 6-10 кВ. Для живлення великих і середніх підприємств використовують мережі напругою 110 кВ і вище; при цьому схема зовнішнього електропостачання може базуватися на:

– великій вузловій ПС 220–330/110 кВ, так званій головній понижувальній ПС (ГПП), від якої електроенергія розподіляється між ПС 110/6–10 кВ глибоких уведень (рис. 3.6);

– ряді ПС 110/6–10 кВ, приєднаних до мережі напругою 110 кВ системи;

– ПС глибокого введення (ПГВ).

У схему внутрішнього електропостачання промислового підприємства входять живильні і розподільні мережі напругою 6–10 кВ і розподільні мережі напругою до 1000 В.

Великі підприємства, що займають великі площі, із ТЕЦ чи ГПП на своїй території мають живильну мережу з РП і розподільну мережу напругою 6–10 кВ, по якій електроенергія підводиться до цехових ТП; при цьому РП звичайно розміщують у місцях найбільшого споживання електроенергії. Розподільні мережі напругою 6–10 кВ виконують здебільшого у вигляді розімкнутих магістралей чи резервованих схем, а розподільні мережі напругою до 1000 В – радіальними або магістральними.

До сільських електричних мереж відносяться мережі, призначені для електропостачання сільськогосподарських підприємств, невеликих населених пунктів, міст районного підпорядкування. До цих мереж приєднуються також малі і середні промислові підприємства, що розташовані в сільській місцевості. Мережами сільськогосподарського призначення вважають мережі напругою 0,38–110 кВ, від яких одержують електроенергію переважно (більше 50% від розрахункового навантаження) сільськогосподарські споживачі. Особливістю цих мереж є їхня велика довжина і мала щільність навантажень (до 15 кВт/км²).

Основною системою напруг для електропостачання сільських споживачів є система 110/35/10/0,4 кВ.

При значних навантаженнях і розвинутій мережі напругою 110 кВ застосовується система напруг 110/10/0,4 кВ. Ця система більш перспективна і буде усе ширше використовуватися при збільшенні щільності електричних навантажень.

Система централізованого електропостачання сільських споживачів складається з живильних і розподільних мереж. Перші призначені для передачі електроенергії від опорних ПС енергосистем до проміжних ПС. До цих мереж відносяться ЛЕП напругою 110 і 35 кВ і ПС 110/35/10, 110/10 чи 35/10 кВ. Розподільні мережі складаються з ЛЕП напругою 10 кВ, споживчих ПС 10/0,4 і 35/0,4 кВ і ЛЕП напругою 380/220 В (рис. 3).

В сі сільські мережі виконують ПЛ в основному за розімкнутими схемами. При напрузі 10 кВ споруджують складнорозгалужені мережі без резервування чи з резервною перемичкою між мережами, що живляться від різних джерел.

Сільські мережі напругою 35 кВ також переважно споруджують за радіальними розімкнутими схемами. У разі наявності ЕП першої категорії застосовують схему з двостороннім живленням від двох незалежних джерел.

Розподільні мережі напругою 380/220 В завжди працюють за розімкнутою схемою.

Електричні мережі електрифікованих залізниць відрізняються від інших видів мереж високими вимогами до надійності електропостачання, специфічною конфігурацією, обумовленою геометричною довжиною ЕП, а також рівномірністю розташування тягових ПС. Мережі електрифікованих залізниць складаються з тягових мереж і мереж зовнішнього електропостачання.

Тягові мережі виконують на однофазному змінному струмі промислової частоти напругою 25 кВ (номінальна напруга на шинах ПС 27,5 кВ) чи на постійному струмі напругою 3,3 кВ (така ж номінальна напруга на шинах ПС). При електрифікації на змінному струмі тягові ПС розташовують, як правило, на відстані 40–50 км одна від одної, при електрифікації на постійному струмі – на відстані 20–25 км.

Схеми зовнішнього електропостачання електрифікованих залізниць передбачають живлення тягових ПС по ЛЕП напругою 110– 220 кВ, що споруджується уздовж залізниці. У свою чергу, ці ЛЕП живляться від розташованих поблизу ПС 500–220 кВ.

У зв'язку з тим, що тягові ПС здійснюють живлення ЕП першої категорії, вони обов'язково забезпечуються двостороннім живленням. Можливий варіант включення навантажень тягових ПС показаний на рис. 4.

С пецифіка мереж магістральних нафто- і газопроводів аналогічна мережам електрифікованих залізниць: високі вимоги до надійності електропостачання, протяжний характер мережі, рівномірність розташування нафтоперегінних станцій і компресорних станцій газопроводів з майже однаковими навантаженнями. ПС, що живлять нафтоперегінні станції, розташовують на відстані 40–50 км одна від одної, компресорні станції – 80–90 км.

Схема зовнішнього електропостачання нафтоперегінних і компресорних станцій з електричним приводом газоперекачувальних агрегатів виконується на напругах 110–330 кВ. При газотурбінному приводі на компресорних станціях навантаження незначні, і вони можуть живитися по мережах 10–110 кВ від найближчих ПС. При цьому ПС повинні мати два незалежних джерела живлення, причому головні нафтоперегінні і компресорні станції повинні, як правило, забезпечуватися електроенергією по двох одноланцюгових ЛЕП, і питання вибору схеми електропостачання повинно зважуватися в комплексі з електропостачанням інших споживачів у прилеглому районі.