13.03.02 Электроэнергетика и электротехника / системы и сети / системы и сети лекции

Основные преимущества объединения энергосистем:

1. Надежность работы. Если поврежден какой-то элемент (генератор, СТ или ЛЭП), то потребитель продолжает получать энергию от системы через другие неповрежденные элементы или при дефиците мощности в данной ЭС энергия может поступать по межсистемным связям от других энергосистем.

2. Использование несовмещения максимумов нагрузок. У каждого потребителя или ЭС имеется свой максимум нагрузки как по величине, так и по времени. В ОЭС использование этого несовмещения особенно эффективно. Например, если на Урале наступает ночь и электроосвещение отключается, то в Москве – вечер – в это время электроосвещение включается. Естественно, что высвободившуюся энергии в одной ЭС можно направить по ЛЭП в другую ЭС или туда, где есть в ней необходимость.

3. Меньшие резервы мощностей. В вязи с возможностью передачи мощности из одной ЭС в другую резервы мощностей в каждой системе могут быть сокращены, что дает большой экономический эффект.

4. Совместная работа тепло- и гидростанций. Такая работа позволяет шире использовать станции с дешевым топливом. Т.к., источник энергии на ГЭС является вода, а летом, когда воды много, целесообразно использовать ГЭС, чтобы экономить топливо на ТЭС.

5. Использование более крупных агрегатов. Один агрегат большей мощности дешевле, чем несколько мелких такой же суммарной мощности. Применение небольших агрегатов, которые устанавливались ранее для резервирования, в условиях ЭС и тем более ОЭС становится нецелесообразным.

6. Большая маневренность. Она дает возможность переключения или отключения линий трансформаторов и изменения путей их питания.

6. Большая маневренность. Она дает возможность переключения или отключения линий трансформаторов и изменения путей их питания.

21

обеспечивает экономию топлива и, электроэнергии.

Электростанции, подключаемые к системе в часы наибольших (пиковых) нагрузок,

называют пиковыми. (ГЭС и ГАЭС - гидроаккумулирующие электростанции).

Объединение энергосистем позволяет увеличить единичные мощности агрегатов.

22

С возрастанием мощностей агрегатов улучшаются их технические характеристики и снижается удельная стоимость выработки электроэнергии.

Создание объединенных энергосистем позволяет повысить надежность

электроснабжения потребителей.

Отдельные элементы системы (генераторы, трансформаторы, ЛЭП и др.) в результате аварий могут выходить из строя. В этих случаях часть потребителей может потерять питание. Применение устройств релейной защиты и автоматики является эффективным средством повышения надежности. Релейной защитой называется система устройств, которые производят отключение поврежденных элементов или частей системы и локализуют аварию. К автоматическим устройствам относятся устройства автоматического повторного включения (АПВ) и автоматического ввода (включения) резерва (АВР).

Питающие сети предназначены для передачи электроэнергии от ПС системообразующей сети и частично от шин 110-220 кВ электростанций к центрам питания (ЦП) распределительных сетей – районным подстанциям. Питающие сети обычно замкнутые. Как правило, напряжение этих сетей ранее было 110-220 кВ. По мере роста плотности нагрузок, мощности электростанций и протяженности электросетей увеличивается напряжение распределительных сетей. Так, в последнее время напряжения питающий сетей иногда бывает 330-500 кВ.

Районная ПС имеет обычно высшее напряжение 110-220 кВ и низшее напряжение 6- 35 кВ. На этой ПС устанавливают трансформаторы позволяющие регулировать под нагрузкой (РПН) напряжение на шинах низшего напряжения. Эти шины ЦП распределительной сети, которая присоединена к ним.

Распределительная сеть предназначена для передачи электроэнергии на небольшие расстояния от шин низшего напряжения районных ПС к промышленным, городским, сельским потребителям.

По характеру потребителя сети делятся на промышленные, городские и сельскохозяйственные. Дается характеристика таких сетей.

По конфигурации сети делятся на замкнутые и разомкнутые. Замкнутые сети делятся на простые замкнутые: кольцевые и сети с двухсторонним питанием, сложнозамкнутые сети; разомкнутые сети делятся на радиальные, магистральные, разветвленные.

По размерам территории сети делятся на местные (напряжением до 35 кВ) и районные (напряжением 110-220 кВ) – это распределительные сети; региональные (напряжением 330 кВ и выше).

По отношению к помещениям сети делятся на внутренние и наружные.

Лекция 3.

Схемы электрических сетей. Конфигурация электрических сетей.

Цель лекции: привести характеристику электрических сетей по схемам соединения и способам присоединения подстанций к сети, а также схем электрических соединений подстанций.

Схема соединения сети или конфигурация сети определяет соединение ветвей и узлов. Единой общепринятой классификации схем соединения сетей нет. Наиболее общим является разделение сетей по их схемам соединения на разомкнутые и замкнутые. Вторым важным признаком, по которому делятся схемы соединения сетей, является наличие или отсутствие резервирования. В разомкнутых сетях резервирование соответствует применению двух параллельных или двухцепных линий, нерезервированные разомкнутые сети выполняются одноцепными линиями. В свою очередь разомкнутые и замкнутые сети могут выполняться по различным типам схем соединения, имеющим свои особенности.

Рассмотрим более подробно различные типы схем соединения электрических сетей, приведенных на рис.

23

Сети также делятся на резервированные и нерезервированные. Нерезервированные разомкнутые сети выполняются одноцепными линиями, резервные – двумя параллельными или двухцепными линиями.

Разомкнутые цепи делятся на радиальные, магистральные, радиально-магистральные или разветвленные.

Замкнутые сети – это резервированные сети. Здесь потребитель получает питание не менее чем по двум ветвям. Замкнутые сети делятся на простые замкнутые и сложнозамкнутые.

В простых замкнутых каждый узел питается не более чем по двум ветвям, в сложнозамкнутых сетях – несколько контуров.

Способ присоединения подстанции к сети определяет схема подстанции. По способу присоединения к сети подстанции делятся на:

-тупиковые, т.е. присоединенные в конце сети;

-ответвленные, т.е. питающиеся от ответвлений;

-проходные, т.е. присоединенные по схеме заход-выход (заход на нее линии с двухсторонним питанием);

-узловые, т.е. присоединенные к сети не менее чем по трем линиям.

Транзитные ПС – это те подстанции, через которые осуществляется переток мощности между отдельными точками сети.

Схемы электрических соединений ПС приведены в [6].

24

25

Лекция 4.

Конструкция воздушных линий электропередачи.

Цель лекции: дать характеристику конструктивного исполнения воздушных линий электропередачи.

Основные конструктивные элементы ВЛ: провода, тросы, опоры, изоляторы и линейная арматура.

Провода служат для передачи электроэнергии. Грозозащитные тросы нужны для защиты от перенапряжений. Опоры поддерживают провода и тросы на определенной высоте над уровнем земли или воды. Изоляторы изолируют провода от опоры. С помощью линейной арматуры провода закрепляются на изоляторах, а изоляторы на опорах.

На ВЛ применяют неизолированные провода алюминиевые, сталеалюминиевые. Различают алюминиевые провода марок А, АН, АЖ, сталеалюминиевые марок – АС, АСК, АСКП, АСКС.

Далее приводится конструкция, краткая характеристика и область применения каждой марки проводов.

Сечение провода маркируется следующим образом 1120/19, где числитель – сечение алюминиевой части, а знаменатель – стального сердечника.

Сейчас широко применяются самонесущие изолированные провода (СИП).

26

Лекция 5.

Опоры ВЛ. Изоляторы и линейная арматура.

Цель лекции: рассмотреть конструктивное исполнение, область применения и характеристику опор ВЛ, изоляторов и линейной арматуры.

Опоры делятся на анкерные и промежуточные, которые различаются способом подвески проводов. Опоры анкерного типа служат для натяжения проводов, промежуточные

– для поддержки проводов.

Расстояние между промежуточными опорами называется промежуточным пролетом, между анкерными – анкерным пролетом.

Анкерные опоры предназначены для жесткого закрепления проводов в особо ответственных точках ВЛ.

27

Угловые опоры устанавливают в точках поворота линии. Углом поворота линии называется угол в плане линии, дополняющей до 180° внутренний угол линии. Угловые опоры также делятся на промежуточные и анкерные.

К опорам специального назначения относятся транспозиционные – для изменения расположения проводов на опорах; ответвительные – для выполнения ответвлений от основной линии; переходные – для пересечения рек, ущелий и т.д.

Цикл транспозиции ВЛ Различают следующие положения проводов на опорах: треугольником,

горизонтальное, обратный елкой, бочкой (см. рис.).

По материалу опоры делятся на деревянные, металлические и железобетонные. Металлические опоры делятся на портальные, башенные или одностоечные, свободно

стоящие и на оттяжках, V-образные опоры типа «Набла».

28

30