Введение

В.1. ЭТАПЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ В СССР

Развитие энергетики и электрификации в значительной мере определяет уровень развития всего народного хозяй­ства нашей страны. В наследство от царской России мы по­лучили отсталое хозяйство. В 1913 г. Россия по выработке электроэнергии занимала шестое место в Европе и восьмое место в мире. Суммарная мощность всех электростанций составляла 1,14 млн. кВт, а годовая выработка электро­энергии–2,04 млрд. кВт-ч. После первой мировой войны, интервенции и гражданской войны хозяйство страны было в очень тяжелом положении. Производство электроэнергии в 1921 г. снизилось в 4 раза против довоенного и составило всего 0,52 млрд. кВт-ч.

Ленинский план электрификации России– план ГОЭЛ- РО, в котором в 1920 г. В. И. Ленин поставил задачу элек­трификации страны,– это первый в мире научно обосно­ванный комплексный план развития экономики страны на основе создания энергетической базы народного хозяйства.

План ГОЭЛРО, принятый на VIII съезде Советов в де­кабре 1920 г. и рассчитанный на 10–15 лет, предусматри­- вал сооружение 30 новых электростанций общей мощно­стью 1,75 млн. кВт, рост выработки электроэнергии до 8,8 млрд. кВт-ч в год, а также строительство сетей 35 и 110 кВ для передачи мощности к узлам нагрузки и со­- единения электростанций на параллельную работу. План ГОЭЛРО определил основные направления научно-техни­- ческого прогресса в электроэнергетике: концентрация гене­- рирующих мощностей на крупных электростанциях, созда­- ние энергосистем и их объединение в масштабе всей страны.

Уже в 1930 г. план ГОЭЛРО был выполнен и к концу 15-летнего срока (1935 г.) значительно перевыполнен; вместо 30 электростанций было сооружено 40; установленная мощность всех электростанций страны в 1935 г. Достигла 6,9 млн. КВт, выработка электроэнергии - 26,8 млрд. КВт-ч. По производству электроэнергии СССР занял второе мес- то в Европе и третье в мире.

Великая Отечественная война нанесла тяжелый урон энергохозяйству страны, оно было почти полностью разру­- ено на Украине и в Белоруссии, в Прибалтике и запад­- ных районах РСФСР. Оборудование многих электростан­- ций было демонтировано и вывезено на восток. В наиболее тяжелый первый период войны установленная мощность электростанций снизилась более чем в 2 раза по сравнению с довоенной. С конца 1941 г. началась интенсивная работа по восстановлению разрушенного энергетического хозяйст­ва. В 1946 г. суммарная мощность электростанций достиг­- ла довоенного уровня. В 1947 г. СССР по производству электроэнергии вышел на первое место в Европе и второе в мире.

Формирование Единой энергетической системы страны (ЕЭС СССР), начавшееся с создания ЕЭС европейской части СССР, было вызвано сооружением в 50-х годах мощ­ных ГЭС на Волге и линий электропередачи сверхвысоких напряжений 400–500 кВ. Еще в 20-х годах в связи с внед­рением напряжения 110 кВ сформировались энергосистемы основных промышленных районов страны: Москвы, Ленин­града, Донбасса, Урала и др. В 1940 г. была сооружена первая межсистемная связь 220 кВ Днепр–Донбасс и бы­- ло организовано Объединенное диспетчерское управление (ОДУ) Южной энергосистемы.

В 1938 г. при проектировании Куйбышевской ГЭС воз­никла необходимость в передаче 1000 МВт на расстояние порядка 1000 км и началась разработка проекта промыш­ленной передачи энергии постоянным током.

Война прервала работу над передачей постоянного то­- ка Куйбышев–Москва.

Со второй половины 40-х годов работы, связанные с соз­данием электропередачи Куйбышев–Москва, возобнови­лись. В 1956 г. передача энергии из Куйбышева от Волж­ской ГЭС им. В. И. Ленина в Москву была осуществлена на напряжении 400 кВ переменного тока. В дальнейшем эта электропередача была переведена на напряжение 500 кВ.

Уже через 12 лет после пуска этой первой линии протяженность эксплуатируемых электропередач 500 кВ в СССР достигла рекордной в мире цифры – 9000 км в одноцепном исчислении. Они образовали основные или системообразую-щие сети европейской части страны и послужили основой для последующего создания ЕЭС СССР. Непрерывная цепочка линий 500 кВ Волгоград–Москва–Куйбышев–Че- лябинск–Свердловск–Нижний Тагил длиной 3000 км свя- зала Объединенные энергосистемы Поволжья, Центра и Урала. В эту систему была подключена и передача постоянного тока, соединившая Волгоград и Донбасс, Объединенная энергосистема Юга была связана с системами Северного Кавказа и Закавказья и через передачу 330 кВ подключена к ОЭС Северо-Запада–Центра. Передачи 500 кВ стали быстро развиваться и в ОЭС Сибири. К 1970 г. ЕЭС вышла далеко за пределы европейской части страны, ее сети охватили Закавказье, ряд областей Северного Казахстана и Западной Сибири. В 1972 г. в состав ЕЭС СССР вошла ОЭС Казахстана. В 1978 г. был сделан важнейший шаг на пути к завершению формирования Единой энергосистемы страны: на параллельную работу с ЕЭС СССР присоединилась ОЭС Сибири. Рост производства и потребления электроэнергии в СССР в 11-й пятилетке показан в табл. В.1.

В 1978 г. было завершено сооружение электропередачи 750 кВ Западная Украина (СССР)–Альбертирша (ВНР). С 1979 г. началась параллельная работа ЕЭС СССР и ОЭС стран – членов СЭВ. Сотрудничество социалистических стран в области энергетики сыграло большую роль в ускорении развития национальных энергосистем, повышении их надежности и экономичности. Высокая эффективность социалистической экономической интеграции была подтверж-дена опытом параллельной работы энергосистем стран - членов СЭВ.

С включением в состав ЕЭС СССР объединенной энергосистемы Сибири, имеющей электрические связи с энергосистемой МНР, и организацией параллельной работы ЕЭС СССР и ОЭС стран – членов СЭВ создалось уникальное межгосударственное объединение энергосистем социа- листических стран с установленной мощностью 300 млн. кВт, охватывающее громадную территорию от Улан-Батора до Берлина.

Таблица В.1. Производство и потребление электроэнергии за 11-ю пятилетку, млрд. кВтч

Показатель	1980 г.	1985 г.	1983 г. к 1980 г., %
Производство электроэнергии по СССР	1293,9	1544,2	119,4
В том числе:
на АЭС	72,9	167,4	230
на ГЭС	183,9	214,5	116,6
на ТЭС	1037,1	1162,3	114,2
Из них Минэнерго СССР – всего	1197,9	1422	118,7
В том числе:
на АЭС	54,1	128,4	223,8
на ГЭС	183	213	116,4
на ТЭС	960,8	1080,6	112,5
Потребление электроэнергии:
в промышленности1 в строительстве	688 26,2	794 29,3	115,4 111,8
на транспорте	102,7	120,1	116,9
в сельском хозяйстве	111	145,7	131,3
в коммунально-бытовом хозяйстве городов	155	193	124,5

¹ Без собственных нужд электростанций

В центральной зоне европейской части СССР в связи с сооружением мощных Волжских ГЭС и началом форми­рования ЕЭС функции основной системообразующей сети стали переходить к сети 500 кВ, наложенной на сеть 220 кВ. Тот же процесс характерен и для позднее развившихся ОЭС восточной части страны. .В западной зоне европейской части СССР для новых мощных транзитных связей, нала­гаемых на развитые сети 330 кВ, было принято напряжение 750 кВ.

Возможности сети 500 кВ как системообразующей обес­печивали создание мощных ОЭС в других зонах страны и формирование ЕЭС на первом этапе ее развития. Даль­нейшее развитие ЕЭС СССР потребовало освоения более высокого напряжения – 1150 кВ. Таким образом, формиро­вание ЕЭС СССР осуществлялось в соответствии с истори­чески сложившимися условиями на основе применения двух систем напряжений: основной системы 110–220–500 кВ с внедрением напряжения 1150 кВ и системы 110 (150) –330–750 кВ для западной зоны страны. Развитие ЕЭС при- вело к совместному применению напряжения 750 и 500 кВ в центральной зоне европейской части СССР.

Энергетическая программа, разработанная и осуществляемая в нашей стране, была охарактеризована на июнь- ском (1983 г.) Пленуме ЦК КПСС как «крупнейший до- кумент перспективного значения, своего рода ГОЭЛРО в современных условиях». Проект Энергетической програм-мы был рассмотрен на заседании Политбюро ЦК КПСС в апреле 1983 г.

В Энергетической программе и в материалах ХXVII съезда КПСС намечены следующие научно обоснованные принципы и важнейшие мероприятия по росту и совершенствованию топливно-энергетического комплекса страны на период до 2000 г.: проведение активной энергосберегающей политики при одновременном увеличении доли электроэнер- гии в суммарном расходе энергоресурсов; коренное изме-нение структуры топливного баланса народного хозяйства благодаря росту добычи природного газа и угля (откры- тым способом); дальнейшее развитие электроэнергетики с одновременным совершенствованием структуры мощностей электростанций в результате опережающего развития атомных электростанций (АЭС).

Осуществление Энергетической программы рассчитано на два этапа. Первый этап завершится на рубеже 80-х и 90-х годов (около 1990г.), а второй–на рубеже XX и XXI веков (около 2000 г.). В число главных научно-тех-нических задач первого этапа входит подготовка условий для широкого перевода экономики на энергосберегающий путь развития. Благодаря чисто организационным факто-рам (устранение наиболее очевидных источников потерь) можно получить только около 10 % возможной экономии энергоресурсов, остальное связано с проведением технических мероприятий. Они требуют разработки, изготовления и использования нового, более экономичного энергопотребляющего оборудования, внедрения новых менее энергоемких технологий, широкого применения приборов автоматического регулирования и контроля. Мероприятия по уменьшению расхода и потерь электроэнергии (см. гл. 12, 13) очень важны при переводе экономики на энергосберегающий путь развития. Основное содержание второго этапа Энергетической программы включает решение как производственных задач по обеспечению растущих энергетических потребностей страны, так и дальнейшую разработку научно-технических проблем, вызванных потребностями дальнейшего развития энергетики в XXI веке. В результате энергосберегающей политики к концу второго этапа Энергетической программы предполагается значительное сокра-щение общей потребности в топливно-энергетических ресур-сах в результате снижения норм удельных расходов электрической и тепловой энергии, а также замещения органического топлива нетопливными энергоресурсами, т. е. ядерной и гидравлической энергией.

Оптимальная структура мощностей электростанций, предусмотренная Энергетической программой, может формироваться только на основе непрерывного развития и со­вершенствования ЕЭС СССР, т. е. усиления межсистемных электрических связей (линий сверхвысокого напряжения). На первом этапе реализации программы ЕЭС СССР будет развиваться путем строительства линий электропередачи (ЛЭП) переменного тока напряжением 750 и 1150 кВ и по­стоянного тока 1500 кВ. В ОЭС Юга и Северо-Запада, где сложилась система напряжений 150–330–750 кВ, в 12-й пятилетке сооружаются ЛЭП 750 кВ для усиления межси­стемных связей и выдачи мощности крупных АЭС.

К 1990 г. предусмотрено завершить сооружение уни­кального энергомоста–ЛЭП 1150 кВ переменного тока Сибирь (Канско-Ачинский топливно-энергетический комп­лекс–КАТЭК)–Казахстан (Экибастуз)–Урал и при­ ступить к строительству первых участков магистрали Центр – Средняя Волга – Урал на этом напряжении, а так­же связи ЕЭС СССР с ОЭС Средней Азии. В 12-й пятилет­ке намечается ввести в действие около 2700 км ЛЭП 1150 кВ, что примерно в 3 раза больше, чем в 11-й пяти­летке. В 1990 г. предусмотрено ввести в эксплуатацию пер­вую в стране ЛЭП 1500 кВ постоянного тока Экибастуз– Центр длиной 2414 км. В последующие годы эта электропе­редача позволит создать оптимальный режим работы элек­тростанций европейских районов страны и Сибири. После завершения строительства линии постоянного тока 1500 кВ возникнут также энергомосты Центр–Казахстан–Урал и Центр–Казахстан–Сибирь, которые существенно повы­-сят надежность и маневренность всей ЕЭС СССР, а также позволят привлекать мощности сибирских ГЭС для удов-летворения потребностей европейских энергосистем в часы их максимальной нагрузки.

Одновременно со строительством ЛЭП сверхвысокого напряжения будут строиться распределительные сети напряжением 35 кВ и выше, что имеет большое значение для повышения надежности электроснабжения потребителей; и улучшения использования мощности электростанций.

На втором этапе реализации программы должно быть завершено формирование ЕЭС СССР с повышением ее маневренности и надежности. Создание сверхмощной межсистемной связи 1150 кВ переменного тока Центр–Средняя Волга–Урал–Экибастуз–Средняя Азия–Сибирь, а так­- же работа ЛЭП 1500 кВ постоянного тока Экибастуз– Центр позволят обеспечить выдачу мощности крупных тепловых электростанций Экибастуза и КАТЭК в соседние районы, наиболее рационально использовать энергоресур-сы отдельных регионов страны и более полно реализовать эффект снижения потребной установленной мощности элек-тростанций за счет объединения энергосистем.

Важной задачей развития электроэнергетики является модернизация и демонтаж устаревшего и малоэффективно­-го оборудования электростанций. Большие объемы демон­тажа и модернизации устаревшего и малоэффективного оборудования предъявляют высокие требования к энерго­машиностроению, к организации ремонтных работ, в ходе которых осуществляется модернизация, и к энергострои­тельству.

В Энергетической программе намечается создание мате­риально-технической базы для использования новых нетра­диционных возобновляемых источников энергии. Главными из них в ближайшие десятилетия будут солнечная и геотермальная энергия, а также энергия биомассы, а в более от­даленной перспективе–ветровая и приливная энергия. Годовое производство энергоресурсов за счет этих источни­ков будет невелико. Их значение в основном в создании на­учно-технических заделов для энергетики XXI века.

Целесообразность создания мощных объединенных энер­госистем и ЕЭС СССР обусловлена их большими технико-экономическими преимуществами. С увеличением мощно­сти объединения появляется возможность сооружения крупных электрических станций с мощными, более эконо- мичными агрегатами. При увеличении числа связей нагру­зок с разными станциями в энергообъединении повышается надежность электроснабжения потребителей, увеличивает­-ся возможность более полного и рационального использо­-вания всего имеющегося оборудования. При этом возмож­-но снижение суммарной установленной мощности электро­-станций за счет уменьшения общего резерва и обменных передач мощности в момент максимума потребления между районами с большой разницей во времени и поэтому с не­-одновременным максимумом потребления. Например, раз­-ница во времени в 2 часа между Москвой и Уралом позволяет уже сейчас за счет обменных потоков уменьшить не-­обходимую установленную мощность. В будущем при элек-­трической связи районов с разницей до 4 часов это умень­-шение мощности будет еще значительнее.

При выполнении Энергетической программы необходи­-мо учитывать вопросы охраны окружающей среды. Суще­-ственное влияние на развитие энергосистем оказывают все возрастающие требования к ограничению неблагоприятных воздействий энергетических объектов на окружающую сре­-ду. Повышение экологических требований к электростанци­ям усложняет их размещение и как следствие приводит к удалению электростанций от центров потребления. По­-вышение экологических требований к электрическим сетям проявляется прежде всего в необходимости сокращения за­-нимаемых ими земельных площадей. Из этого вытекают новые технические решения: широкое распространение мно­-гоцепных линий электропередачи (до четырех–шести цепей разных напряжений на одной опоре), внедрение оборудо­-вания с элегазовой изоляцией, расширение применения ка­-белей высокого напряжения.

В.2. ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ

И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СЕТИ

Производство (генерация), распределение и потребле­- ние электрической и тепловой энергии схематически пока­заны на рис. В.1,а. Электростанция производит (или гене­рирует) электрическую энергию, а теплофикационная элек­тростанция – электрическую и тепловую энергию. По виду первичного источника энергии, преобразуемого в электри­-ческую или тепловую энергию, электростанции делятся на тепловые (ТЭС), атомные (АЭС) и гидравлические (ГЭС). На ТЭС первичный источник энергии – органическое топ­ливо (уголь, газ, нефть), на АЭС–урановый концентрат, на ГЭС–вода (гидроресурсы). ТЭС делятся на конденса­-ционные тепловые станции (конденсационные электростан

Рис. В.1. Схемы производства, распределения и потребления электрической и тепловой энергии

ции – КЭС или государственные районные электростан­-ции–ГРЭС), вырабатывающие только электроэнергию, и теплофикационные (ТЭЦ), вырабатывающие и электро­-энергию, и тепло.

Кроме ТЭС, АЭС и ГЭС существуют и другие виды элек­тростанций (гидроаккумулирующие, дизельные, солнечные, геотермальные, приливные и ветроэлектростанции). Одна­-ко мощность их невелика.

Электрическая часть электростанции включает в себя разнообразное основное и вспомогательное оборудование. К основному оборудованию, предназначенному для произ­-водства и распределения электроэнергии, относятся: синхронные генераторы, вырабатывающие электроэнергию (на ТЭС–турбогенераторы); сборные шины, предназначен­- ные для приема электроэнергии от генераторов и распреде­-ления ее к потребителям; коммутационные аппараты – вы­-ключатели, предназначенные для включения и отключения цепей в нормальных и аварийных условиях, и разъедините­ли, предназначенные для снятия напряжения с обесточен­-ных частей электроустановок и для создания видимого раз­рыва цепи (разъединители, как правило, не предназначены для разрыва рабочего тока установки); электроприемники собственных нужд (насосы, вентиляторы, аварийное элек­-трическое освещение и т. д.). Вспомогательное оборудова­-ние предназначено для выполнения функций измерения, сигнализации, защиты и автоматики и т. д.

Энергетическая система (энергосистема) (рис. В.1,а) состоит из электрических станций, электрических сетей и потребителей электроэнергии, соединенных между собой и связанных общностью режима в непрерывном процессе производства, распределения и потребления электрической и тепловой энергии, при общем управлении этим режимом.

Электроэнергетическая (электрическая) система (рис. В.1,б)–это совокупность электрических частей элек­-тростанций, электрических сетей и потребителей электро­-энергии, связанных общностью режима и непрерывностью процесса производства, распределения и потребления элек­-троэнергии. Электрическая система–это часть энергоси­-стемы, за исключением тепловых сетей и тепловых потре­-бителей. Электрическая сеть – это совокупность электро­-установок для распределения электрической энергии, состоящая из подстанций, распределительных устройств, воздушных и кабельных линий электропередачи. По элек­-трической сети осуществляется распределение электро­-энергии от электростанций к потребителям. Линия электро­передачи (воздушная или кабельная)–электроустановка, предназначенная для передачи электроэнергии.

У нас в стране применяются стандартные номинальные (междуфазные) напряжения трехфазного тока частотой 50 Гц в диапазоне 6–1150 кВ (см. табл. 6.4), а также на­-пряжения 0,66; 0,38 (0,22) кВ.

Напряжение 0,22 кВ не рекомендуется для вновь про­-ектируемых сетей. Для генераторов применяют номиналь­ные напряжения 3–21 кВ.

Передача электроэнергии от электростанций по лини­- ям электропередачи осуществляется при напряжениях 110–1150 кВ, т. е. значительно превышающих напряжения генераторов. Электрические подстанции применяются для преобразования электроэнергии одного напряжения в элек­-троэнергию другого напряжения. Электрическая подстан­-ция–это электроустановка, предназначенная для преобра­-зования и распределения электрической энергии. Под­-станции состоят из трансформаторов, сборных шин и коммутационных аппаратов, а также вспомогательного оборудования: устройств релейной защиты и автоматики, измерительных приборов. Подстанции предназначены для связи генераторов и потребителей с линиями электропере­-дачи (повышающая и понижающая подстанции П1 и П2 на рис. В. 1,б), а также для связи отдельных частей электри­-ческой системы.

Классификация электрических сетей может осуществ­-ляться по роду тока, номинальному напряжению, выпол­-няемым функциям, характеру потребителя, конфигурации схемы сети и т. д. По роду тока различаются сети перемен­-ного и постоянного тока; по напряжению: сверхвысокого напряжения – U _ном 330 кВ, высокого напряжения – U _ном = 3220 кВ,низкого напряжения– U _ном <1 кВ. По конфигурации схемы сети делятся на замкнутые и разомк­-нутые.

По выполняемым функциям будем различать системообразующие, питающие и распределительные сети. Системообразующие сети напряжением 330–1150 кВ осуществ­-ляют функции формирования объединенных энергосистем, объединяя мощные электростанции и обеспечивая их функ­-ционирование как единого объекта управления, и одновре­-менно обеспечивают передачу электроэнергии от мощных электростанций. Системообразующие сети осуществляют системные связи, т. е. связи очень большой длины между энергосистемами. Режимом системообразующих сетей управляет диспетчер объединенного диспетчерского управ­-ления (ОДУ). В ОДУ входит несколько районных энерго­-систем–районных энергетических управлений (РЭУ).

Питающие сети предназначены для передачи электро­-энергии от подстанций системообразующей сети и частич­-но от шин 110–220 кВ электростанций к центрам питания (ЦП) распределительных сетей – районным подстанциям. Питающие сети обычно замкнутые. Как правило, напря­-жение этих сетей ранее было 110–220 кВ. По мере роста плотности нагрузок, мощности электростанций и протяжен­-ности электрических сетей увеличивается напряжение рас­-пределительных сетей. Так, в последнее время напряжение питающих сетей иногда бывает 330–500 кВ.

Районная подстанция имеет обычно высшее напряже­-ние 110–220 кВ и низшее напряжение 6–35 кВ. На этой подстанции устанавливают трансформаторы, позволяющие регулировать под нагрузкой [РПН (см. гл. 5)] напряже­- ние на шинах низшего напряжения. Эти шины – ЦП рас­-пределительной сети, которая присоединена к ним.

Сети 110–220 кВ обычно административно подчиняют­- ся РЭУ. Их режимом управляет диспетчер РЭУ.

Распределительная сеть предназначена для передачи электроэнергии на небольшие расстояния от шин низшего напряжения районных подстанций к промышленным, городским, сельским потребителям. Такие распределитель- ные сети обычно разомкнутые или работают в разомкнутом режиме. Различают распределительные сети высокого (U _ном>1 кВ) и низкого (U _ном<1 кВ) напряжения. В свою очередь по характеру потребителя распределительные се­- ти подразделяются на промышленные, городские и сель­-скохозяйственного назначения. Ранее такие распредели­-тельные сети выполнялись с напряжением 35 кВ и ниже, а в настоящее время–до 110 и даже 220 кВ. Преимуще­-ственное распространение в распределительных сетях име­-ет напряжение 10 кВ, сети 6 кВ применяются при наличии на предприятиях значительной нагрузки электродвигате­-лей с номинальным напряжением 6 кВ. Электрические сети 20 кВ применяются только в Латвийской энергосистеме. Напряжение 35 кВ широко используется для создания цент­-ров питания сетей 6 и 10 кВ в основном в сельской местно­-сти. Передача электроэнергии на напряжении 35 кВ непо­-средственно потребителям, т. е. трансформация 35/0,4 кВ, используется реже.

Для электроснабжения больших промышленных пред­-приятий и крупных городов осуществляется глубокий ввод высокого напряжения, т. е. сооружение подстанций с пер­-вичным напряжением 110–500 кВ вблизи центров нагру­-зок. Сети внутреннего электроснабжения крупных горо­- дов – это сети 110 кВ, а в отдельных случаях к ним относятся глубокие вводы 220/10 кВ. Сети сельскохозяйст­-венного назначения в настоящее время выполняют на на­-пряжение 0,4–110 кВ, а также на 220 кВ при большой протяженности сельских линий в районах Сибири или Дальнего Востока.

На рис. В.2 показан упрощенный путь передачи элек­-троэнергии от электростанций к потребителям, иллюстри-

Рис. В.2. Схема электрических сетей:

a – системообразующие; б – питающие; в – распределительные

рующий взаимосвязь системообразующих, питающих и рас­-пределительных сетей. На мощных электростанциях ЭС1 и ЭС2 электроэнергия трансформируется с повышением ге­-нераторного напряжения (U _ном1 = 18 кВ, U _ном2 = 20 кВ) до 500 кВ. Подстанции ПС1 и ПС2 – повышающие. Системообразующая сеть состоит из линий сверхвысокого напря­-жения 12, 14 и 24. (Линию, связующую узлы 1 и 2, будем обозначать двойным номером 12, как это делается при ко­-дировании сети на ЭВМ). Линия 12–связь между ЭС1 и ЭС2, линии 14 и 24 предназначены для выдачи электро­-энергии от ЭС1 и ЭС2. На подстанции системообразую- щей сети ПС4 электроэнергия трансформируется на U _ном = 220 кВ и поступает в питающую сеть. На станции не­-большой мощности ЭС3 электроэнергия сразу трансформи­-руется на 220 кВ и поступает в питающую сеть. Питающие сети содержат большей частью замкнутые контуры, что повышает надежность электроснабжения потребителей. Ши­-ны низкого и среднего напряжения районной подстанции ПС7 являются центрами питания (ЦП) распределитель­- ных сетей 6–35 кВ. Районные подстанции ПС4, ПС5, ПС6 образуют также ЦП распределительных сетей 10 кВ, ко­-торые условно показаны на рис. В.2 стрелками, направлен­-ными от шин ЦП.

От ЦП распределительных сетей электроэнергия либо подводится к распределительным пунктам (РП) электриче­-ских сетей и далее распределяется на том же напряжении между электроустановками потребителей, либо поступает в трансформаторные подстанции (ТП), где трансформиру­-ется на низкие напряжения и после этого распределяется между отдельными потребителями. Распределительная сеть, питающаяся от ЦП9, т. е. от шин 35 кВ ПС7, разомк­-нутая; РП1 и РП2 питаются по линиям 75 и 76. Хотя сеть 567 замкнутая, она обычно работает в разомкнутом режи­-ме (линия 56 разомкнута). Это упрощает эксплуатацию и повышает надежность работы распределительной сети (см. подробнее § 6.11).

На рис. В.2 показан только один из возможных вари­-антов схемы передачи энергии. В действительности от шин каждой из подстанций отходит разное число других линий, условно показанных стрелками. Поэтому сети, особенно пи­тающие и распределительные, в действительности значи­-тельно сложнее, чем на рис. В.2.

Следует отметить, что в имеющейся технической и учеб-ной литературе отсутствует единая классификация электри­-ческих сетей. Более того, при классификации сетей исполь­-зуются разнообразные термины. В значительной мере различия в терминах и классификации объясняются разно­-образием и сложностью электрических сетей.

В ГОСТ 24291–80 и в [10] электрические сети делятся на системообразующие и распределительные. Кроме того, в [10] выделяются промышленные, городские и сельские сети. Назначением распределительных сетей в соответствии с [10] является дальнейшее распределение электроэнергии от подстанций системообразующей сети (частично также от шин распределительного напряжения электростанции) до центров питания промышленных, городских и сельских электросетей. Первой ступенью распределительных сетей общего пользования являются сети 220, 330, 500 кВ, второй ступенью – 110 и 220 кВ; затем электроэнергия распреде­-ляется по сети электроснабжения отдельных потребителей. Легко убедиться, что термин «распределительные» сети в [10] имеет тот же смысл, что в вышеприведенном тексте термин «питающие» сети. Приведенная выше классифика­-ция сетей близка к данной в [10]. Разница в терминах от­-ражена в табл. В.2.

Таблица В.2. Классификация электрических сетей

Литература	Используемая терминология
1 § В.2	Системообразую- щие	Питающие		Распределитель­- ные
		330- 500 кВ	110- 220 кВ
[10]	Системообразую-щие	Распределительные		Сети электроснаб-жения отдельных потребителей
		первой ступени	второй ступени
[1,5]	Электропередачи сверхвысокого напряжения	Районные		Местные

В учебной литературе, например в [1, 5] электрические сети подразделяются на местные и районные и, кроме того, на питающие и распределительные. К местным относят се­-ти с номинальным напряжением 35 кВ и ниже, к район­-ным – с номинальным напряжением, превышающим 35 кВ. Питающей линией называется линия, идущая от ЦП к РП или непосредственно к подстанции, без распределения элек-троэнергии по ее длине, например линии 75 и 76 на рис. В.2. Распределительной линией называется такая, к которой вдоль ее длины присоединено несколько трансформаторных подстанций или вводов к электроустановкам потребителей. Понятия «местная» [1, 5] и «распределительная» (§ В.2) сети (так же как «районная» [1, 5] и «питающая» в § В.2) близки, но не совпадают, так как в последнее время напря­-жение распределительных сетей может быть 110 кВ и даже 220 кВ. Эти сети нельзя различать только по напряжению.

Разделение электрических сетей на системообразующие, питающие и распределительные будет использоваться в дальнейшем изложении как наиболее соответствующее целям учебного процесса.

В.3. СИСТЕМА ОБОЗНАЧЕНИЙ

Электрические сети переменного тока – трехфазные. Всюду, кроме гл. 11, будем рассматривать симметричную сеть при симметричных и синусоидальных токах и напря

Рис. В.3. Пояснение к системе обозначений:

а, б – трехфазная и однофазная схемы замещения, в, г – векторные диаграммы токов, мощностей и напряжений активно-индуктивного и активно емкостного эле­ментов сети

жениях. При этом можно рассматривать схему замещения и параметры режима только одной фазы. На рис. В.3, а при­ведена трехфазная схема замещения линии и приемника, соединенного в звезду, а на рис. В.3, б - схема замещения одной фазы. На рис. В.3, а, б _н - комплексное сопротив­-ление одной фазы нагрузки. Из линии с сопротивлением _л к узлу нагрузки течет узловой ток I, равный фазному току приемника, соединенного звездой. Комплексное фазное напряжение узла обозначим U_ф, а междуфазное (ли-нейное) - U, причем U=U_ф. Напомним, что номи-нальные напряжения электрических сетей - это междуфаз­-ные напряжения (см. § 6.5).

Междуфазное напряжение узла

=(В.1)

где- активная составляющая напряжения;- реак­-тивная составляющая напряжения.

Ток линии (или узла)

=(В.2)

где - активная составляющая тока; - реактивная со­ставляющая тока.