3. Технологические особенности энергосистем

Основными особенностями энергосистем являются следующие.

Электроэнергия практически не аккумулируется. Производство, преобразование, распределение и потребление происходят одновременно и практически мгновенно. Поэтому все элементы энергосистемы взаимосвязаны единством режима. В энергосистеме в каждый момент времени установившегося режима сохраняется баланс по активной и реактивной мощностям. Невозможно произвести электроэнергию не имея потребителя: сколько выработано электроэнергии в данный момент, столько ее и отдано потребителю за вычетом потерь. Ремонты, аварии и т. д. приводят к снижению количества электроэнергии, выдаваемой потребителю (при отсутствии резерва), и, как следствие, к недоиспользованию установленного оборудования энергосистемы.

Относительная быстрота протекания процессов (переходных): волновые процессы — () с, отключения и включения —с, короткие замыкания — () с, качания— (1—10) с. Высокие скорости протекания переходных процессов в энергосистемах обусловливают необходимость использования автоматики в широких пределах вплоть до полной автоматизации процесса производства и потребления электроэнергии и исключение возможности вмешательства персонала.

Энергосистема связана со всеми отраслями промышленности и транспорта, характеризующимися большим разнообразием приемников электроэнергии.

Развитие энергетики должно опережать рост потребления электроэнергии, иначе невозможно создание резервов мощности. Энергетика должна развиваться равномерно, без диспропорций отдельных элементов.

4. Преимущества объединения электростанций в энергосистему

При объединении электростанций в энергосистему достигается [1]:

• снижение суммарного резерва мощности;

• уменьшение суммарного максимума нагрузки;

• взаимопомощь в случае неодинаковых сезонных изменений мощностей электростанций;

• взаимопомощь в случае неодинаковых сезонных изменений нагрузок потребителей;

• взаимопомощь при ремонтах;

• улучшение использования мощностей каждой электростанции;

• повышение надежности электроснабжения потребителей;

• возможность увеличения единичной мощности агрегатов и электростанций;

• возможность единого центра управления;

• улучшение условий автоматизации процесса производства и распределения электроэнергии.

5. Электроустановки. Номинальные данные установок

Электроустановки (ПУЭ, I.13) — установки, в которых производится, преобразуется, распределяется и потребляется электроэнергия. Они разделяются на электроустановки напряжением до 1000 В и свыше 1000 В.

Номинальными (ПУЭ, I.124) током, напряжением, мощностью, коэффициентом мощности и т. д. электроустановки являются паспортные данные (практически это данные, при которых работа электроустановки наиболее экономична).

1. Номинальные напряжения

Шкала номинальных линий напряжений в киловольтах электроустановок трехфазного переменного тока частотой 50 Гц приведена в табл. 1.

Таблица 1

Шкала номинальных напряжений электроустановок, кВ

Электроприемники	Генератор	Трансформатор
и ЛЭП		первичная обмотка	вторичная обмотка
0,22	0,23	0,22	0,23
0,38	0,4	0,38	0,4
0,66	0,69	0,66	0,69
3	3,15	3; 3,15	3,15; 3,3
6	6,3	6; 6,3	6,3; 6,6
10	10,5	10; 10,5	10,5; 11
—	13,8	13,8	—
—	15,75	15,75	—
—	18	18	—
20	20; 24	20	22
35	—	35	36,75; 38,5
110	—	110; 115	115; 121
150	—	150; 158	158; 165
220	—	230	242
330	—	330	347
500	—	500	525
750	—	750	787
1150	—	1150	—

Шкалы номинальных напряжений генераторов и вторичных обмоток трансформаторов выбраны выше на 5—10% номинальных напряжений потребителей, линий электропередачи, первичных обмоток трансформаторов с целью облегчения поддержания номинального напряжения у потребителей.

Рассмотрим передачу электроэнергии от генератора (Г) через повышающий трансформатор (Т1), линию электропередачи (ЛЭП), понижающий трансформатор (Т2) к шинам потребителя (П) (рис. 1.3) и диаграмму напряжений электропередачи.

За базу отсчета принято номинальное напряжение потребителя (), тогда номинальное напряжение генератора, вторичной обмотки трансформатора. С помощью рационально выбранных номинальных напряжений и коэффициентов трансформации удается компенсировать падение напряжения в электропередаче (,,) и поддерживать у потребителя номинальное напряжение [3].

Максимально допустимые рабочие напряжения превышают номинальные на 15%(), на 10% () и на 5% ().

Шкала максимальных напряжений, кВ: 3,6; 6,9; 11,5; 23; 40,5; 126; 172; 252; 525; 787; 1207,5.

Номинальный коэффициент трансформации — отношение номинальных напряжений обмоток трансформатора —

. (1.1)

Изменение коэффициента трансформации достигается изменением числа витков (отпаек) на одной из обмоток, например, при и,

. (1.2)

Это выражение означает, что число витков изменяется на стороне высшего напряжения от до, при этомизменяется отдо(рис. 1.4):

; .

Просмотрите сведения о трансформаторах, приведенные в электротехнических справочниках, и определите пределы и ступени регулирования коэффициентов трансформации.