Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Северо-Западный государственный заочный технический университет

В. Н. Костин Е. В. Распопов Е.А. Родченко

Передача и распределение электроэнергии

Учебное пособие

Санкт-Петербург

2003

Утверждено редакционно-издательским советом университета

УДК 621.311

В. Н. Костин, Е. В. Распопов, Е. А. Родченко. Передача и распределение электроэнергии: Учеб. пособие. – СПб.: СЗТУ, 2003 – 147 с.

Учебное пособие соответствует требованиям государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования по направлению подготовки дипломированных специалистов 650900 – электроэнергетика (специальность 100400 – электроснабжение) и направлению подготовки бакалавров 551700.

Содержание учебного пособия включает в себя основные сведения о параметрах, схемах, алгоритмах расчета установившихся режимов, регулировании напряжения и проектировании систем передачи и распределения электрической энергии.

Рецензенты: канд. техн. наук, профессор СЗТУ Г.З. Зайцев; доктор техн. наук, профессор ФГУП НИИ ЭЛЕКТРОМАШ А.А. Юрганов; доктор техн. наук, профессор СПГГИ (ТУ) Б.Н. Абрамович.

©Костин В.Н., Распопов Е.В., Родченко Е.А., 2003

©Северо-Западный государственный технический университет, 2003

2

Предисловие

Настоящее учебное пособие предназначено для подготовки дипломированных специалистов по направлению 650900 – электроэнергетика, специальности 100400 – электроснабжение (по отраслям) и направлению подготовки бакалавров 551700 – электроэнергетика.

Подготовка специалистов в области электроэнергетики и электроснабжения предусматривает изучение основ передачи и распределения электроэнергии. Поэтому в содержание пособия включены основные сведения о параметрах, схемах, режимах работы, расчетах установившихся режимов, регулировании параметров режимов и выборе оборудования систем передачи и распределения электрической энергии.

Материал, излагаемый в пособии, базируется на знании основ высшей математики, физики и теоретической электротехники, имеет непосредственную связь с дисциплинами, изучаемыми студентами на старших курсах обучения: «Электропитающие системы и электрические сети», «Электроснабжение», «Системы электроснабжения», «Монтаж и эксплуатация оборудования систем электроснабжения», «Переходные процессы в электроэнергетических системах».

Материал учебного пособия может использоваться студентами при выполнении курсовых и дипломных проектов.

Библиографический список содержит сведения о справочной литературе и дополнительных изданиях, необходимых для углубленного изучения отдельных вопросов.

Введение

Энергетической системой называется совокупность электростанций, электрических и тепловых сетей, соединенных между собой и связанных общностью режима в непрерывном процессе производства, преобразования и распределения электрической энергии и теплоты при общем управлении этим режимом.

Электроэнергетической системой называется электрическая часть энергетической системы и питающиеся от нее приемники электрической энергии, объединенные общностью процесса производства, передачи, распределения и потребления электрической энергии.

Передача и распределение электроэнергии осуществляется электрической сетью – совокупностью электроустановок, состоящей из подстанций, воздушных и кабельных линий электропередачи, токопроводов, электропроводок, работающих на определенной территории. Как составной элемент энергетической и электроэнергетической систем (ЭЭС), электрическая сеть обеспечивает прием электроэнергии от электростанций, ее передачу на различные расстояния, преобразование параметров электроэнергии на подстанциях и

3

распределение электроэнергии по определенной территории, вплоть до непосредственных потребителей.

Электрическая сеть должна проектироваться и эксплуатироваться таким образом, чтобы обеспечивалась ее работоспособность во всех возможных режимах – нормальных, ремонтных, послеаварийных. Параметры режима электрической сети (частота, токи ветвей, напряжения в узлах) должны лежать в допустимых пределах, обеспечивая нормальные условия работы электрооборудования сети и приемников электроэнергии.

Такие параметры режима, как отклонения частоты и напряжения от номинальных значений, характеризуют качество поставляемой потребителям электроэнергии. Эти параметры должны соответствовать требованиям ГОСТ 13109-97, который регламентирует качество электроэнергии.

Наличие определенных технических требований к параметрам режима вызывает необходимость их контроля и регулирования в процессе эксплуатации и выбора средств регулирования этих параметров на этапе проектирования электрической сети.

Определение параметров режима на стадии проектирования развития электрической сети составляет задачу расчета ее установившихся режимов. Расчетная схема электрической сети состоит из схем замещения отдельных ее элементов и характеризует взаимную связь этих элементов. Исходными данными для расчетов служат мощности потребителей электроэнергии и значения напряжения в отдельных узлах электрической сети.

Электрическая сеть должна обеспечивать требуемую степень

надежности электроснабжения потребителей в соответствии с «Правилами устройства электроустановок» [1]. Эти правила делят все электроприемники на категории в отношении обеспечения надежности электроснабжения. Каждая категория электроприемников характеризуется последствиями, вызываемыми перерывом электроснабжения. При известном составе потребителей электроэнергии на стадии проектирования развития электрической сети решается вопрос о необходимости или экономической целесообразности резервирования питания.

Электрическая сеть должна быть гибкой, т.е. приспособленной для разных режимов распределения мощности, возникающих в результате изменений нагрузок потребителей, а также приспособленной для плановых и аварийных отключений отдельных элементов сети. Схема электрической сети должна обеспечивать возможность ее последующего развития без коренных изменений.

Наряду с обеспечением работоспособности, гибкости, надежности электроснабжения и качества поставляемой потребителям электроэнергии электрическая сеть должна быть экономичной. Это требование заключается в обеспечении минимального расхода финансовых,

4