Лекція 1. ( 2 курс весняний семестр)

1. Загальні поняття про електричні мережі.

1.1 Структура та призначення електричних мереж

Енергетика є однією з основних галузей суспільного виробництва і відіграє провідну роль у розвитку національної економіки, здійсненні технічного прогресу й підвищенні рівня життя людей. Широке застосування електричної енергії у промисловості, сільському господарстві, на транспорті, у побуті та інших сферах зумовлене простотою її передачі на значні відстані й перетворення в інші види енергії – механічну, теплову, світлову і т.д.

Джерелами електричної енергії є електричні станції, які перетворюють енергію палива, води та нетрадиційних джерел в електричну енергію.

Електричні станції, розташовані в одному або різних районах, об’єднують за допомогою високовольтних ліній електропередавання для паралельної роботи.

Об’єднання, призначене для виробництва, передавання і розподілу електричної енергії між споживачами, називається електроенергетичною системою. До складу електроенергетичної системи (ЕЕС) входять генератори, лінії електропередавання високої і низької напруги, розподільні пункти (РП), підстанції (ПС) і електроприймачі (ЕП). Окремі електроенергетичні системи з’єднують високовольтними лініями, в результаті чого утворюється об’єднана електроенергетична система.

Сукупність електричних станцій, мереж і споживачів теплової й електричної енергії, об’єднаних між собою спільним режимом із загальним диспетчерським керуванням, називають енергетичною системою (ЕС). Електроенергетична система є частиною енергетичної системи.

Електрична мережа складається з повітряних і кабельних ліній електропередавання (ЛЕП), підстанцій (ПС) та розподільних пунктів (РП). Передавання електричної енергії на значні відстані здійснюють при підвищеній напрузі. При цьому зменшуються струми, що протікають по лініях, а також втрати напруги і потужності. Для підвищення напруги використовують трансформатори, які встановлюють на підвищувальних трансформаторних підстанціях. На знижувальних трансформаторних підстанціях (ТП) напругу знижують до рівня, при якому здійснюється споживання електричної енергії. На шляху передавання електричної енергії звичайно здійснюється декілька трансформацій напруги. Підстанції, на яких здійснюється перетворення змінного струму в постійний чи навпаки, називаються перетворювальними підстанціями (ПП).

Розподіл електричної енергії на підстанціях здійснюють за допомогою розподільних пристроїв високої та низької напруги, які включають збірні шини, комутаційні апарати, електровимірювальні прилади, а також пристрої релейного захисту та автоматики. У розподільних пунктах електрична енергія розподіляється на одній напрузі (без трансформації й перетворення).

Приймачами електричної енергії називають електричні установки, в яких електрична енергія перетворюється в інші види енергії або в електричну енергію з іншими параметрами (напругою, частотою, родом струму). Наприклад, приймачами електричної енергії є електродвигуни змінного та постійного струму, в яких електрична енергія перетворюється в механічну, а також електричні, дугові та індукційні печі, в яких здійснюється перетворення електричної енергії в теплову, електроосвітлювальні установки, в яких електрична енергія перетворюється в світлову, та інші.

Більш ширшим є поняття споживача електричної енергії. Споживачем називають один або групу електроприймачів, які отримують живлення від однієї або кількох ТП чи РП. Наприклад, споживачами електричної енергії є нагрівальні та перетворювальні установки, окремі цехи, будинки, мікрорайони, заводи та інші об’єкти. До споживачів електричної енергії відносять також підстанції, від яких здійснюється електропостачання окремих промислових підприємств, житлових районів та інших об’єктів.

Центрами живлення (ЦЖ) споживачів є шини нижчої напруги районних підстанцій, на яких здійснюється регулювання напруги під навантаженням.