- •Справочник по проектированию электрическихсетей
- •Раздел 1
- •1.1. Развитие энергосистем россии
- •Основные сведения о развитии электрических сетей энергосистем
- •Сводные данные по развитию электрических сетей напряжением 110 кВ и выше в Российской Федерации
- •. Краткая характеристика развития лектрических сетей за рубежом
- •Освоение отдельных номинальных напряжений электрической сети
- •Показатели развития электрических сетей терсо
- •Характеристика ряда крупных электропередач постоянного тока
- •Организация проектирования электрическихсетей
- •. Содержание проектов развития электрических сетей
- •Раздел 2
- •2.1. Анализ динамики электропотребления
- •2.2. Методы расчетаэлектропотребления и электрических нагрузок
- •2.3. Электрические нагрузки
- •Ориентировочные удельные нормы потребления электроэнергии
- •Средние значения продолжительности использования максимума нагрузки в промышленности Tmax
- •2.4. Электрические нагрузки и потребление электроэнергии на коммунально-бытовые
- •Укрупненные показатели удельной расчетной
- •Укрупненные показатели расхода электроэнергии коммунально-бытовых потребителей и годовое число часов использования максимума электрической нагрузки
- •2.5. Расход электроэнергии на собственные нужды электростанций и подстанций
- •Расход электроэнергии на собственные нужны атомных, газотурбинных и гидравлических электростанций, %
- •Максимальные нагрузки и расход электроэнергии собственных нужд подстанций
- •2.6. Расход электроэнергии на ее транспорт
- •Обобщенные коэффициенты трансформации мощности, кВ·а/кВт
- •2.7. Расчетные электрические нагрузки подстанций
- •2.8. Определение потребности в электрической энергии и мощности районных
- •Раздел 3 воздушные и кабельные линии электропередачи
- •3.1. Воздушные линии
- •3.1.1. Общие сведения
- •Расчетные данные сталеалюмшшевых проводов марок
- •Расчетные данные алюминиевых проводов марки а и проводов
- •Расчетные данные вл 220 кВ и выше со сталеалюминиевыми проводами
- •3.1.2. Выбор сечения проводов вл
- •Усредненные значения коэффициента αi
- •Расчетная мощность вл 35–500 кВ со сталеалюминиевыми проводами, мВт, при нормированной плотности тока
- •Допустимые длительные токи и мощности для недатированных проводов марок ас, аск
- •Поправочные коэффициенты на температуру воздуха для неизолированных проводов
- •3.1.3. Технические показатели отдельных вл
- •3.2. Кабельные линии
- •3.2.1. Основные типы и марки кабелей
- •С бумажной изоляцией и вязкой пропиткой
- •С пластмассовой изоляцией
- •Стандартные сечения одножильных маслонаполненных
- •Стандартные сечения кабелей с пластмассовой изоляцией, мм2
- •Расчетные данные кабелей с бумажной изоляцией (на 1 км)
- •Расчетные данные маслонаполненных кабелей и кабелей с пластмассовой изоляцией 110–220 кВ (на 1 км)
- •3.2.2. Условия прокладки кабельных линий
- •Марки кабелей, рекомендуемые для прокладки в воздухе
- •Марки кабелей, рекомендуемые для прокладки в воде и в шахтах
- •3.2.3. Выбор сечения. Токовые нагрузки кабелей
- •Нормированная плотность тока для кабелей, а/мм2
- •Экономическая мощность линий 6-35 кВ, выполненных кабелями с вязкой пропиткой и пластмассовой изоляцией, мВт
- •Экономическая мощность линий 110-500 кВ, выполненных маслоналолненными кабелями с медными жилами, мВт
- •Допустимый длительный ток для трехжильных кабелей на напряжение 6 кВ с медными и алюминиевыми жилами
- •Допустимый длительный ток для одножильных кабелей на напряжение 6 и 10 кВ с медными и алюминиевыми жилами с изоляцией из сшитого полиэтилена, прокладываемых в земле и в воздухе, а
- •Допустимая по нагреву длительная мощность трехжильного кабеля напряжением 20 и 35 кВ с медными и алюминиевыми жилами и бумажной пропитанной изоляцией
- •Поправочные коэффициенты на температуру окружающей среды к табл. 3.39-3.42
- •Ориентировочные допустимые длительности перегрузок
- •Поправочные коэффициенты на количество работающих кабелей, лежащих рядом в земле
- •Поправочные коэффициенты на продолжительно допустимые
- •Удельные емкостные токи однофазного замыкания на землю кабелей
- •Индуктивное сопротивление жилы кабеля с изоляцией из спэ с учетом заземления экрана с 2-х сторон
- •Технические характеристики спэ-кабеля напряжением 10 кВ
- •Технические характеристики спэ-кабеля напряжением 20 кВ
- •Технические характеристики спэ-кабеля напряжением 35 кВ
- •Технические характеристики спэ-кабеля напряжением 110 кВ
- •Раздел 4
- •4.1. Номинальные напряжения электрической сети
- •4.2. Принципы построения схемы электрической сети
- •4.3. Схемы выдачи мощности и присоединения к сети электростанций
- •4.4. Схемы присоединения к сети понижающих подстанций
- •Частота использования разных схем присоединения подстанций
- •4.5. Схемы внешнего электроснабжения промышленных предприятий
- •4.6. Схемы внешнего электроснабжения электрифицированных железных дорог
- •4.7. Схемы внешнего электроснабжения магистральных нефтепроводов и газопроводов
- •Категорийность электроприемников потребителей
- •4.8. Схемы электрических сетей городов
- •4.9. Схемы электроснабжения потребителей в сельской местности
- •4.10. Техническое перевооружение и обновление основных фондов электрических сетей
- •4.11. Вопросы экологии при проектировании развития электрической сети
- •Ориентировочные размеры площадок
- •Допустимое расстояние от открытых подстанций
- •4.12. Расчеты режимов электрических сетей
- •Пропускная способность межсистемных связей еэс
- •Раздел 5
- •5.1. Генераторы
- •5.1.1. Турбо- и гидрогенераторы
- •Основные технические характеристики турбогенераторов 60 мВт и более
- •Основные технические характеристики асинхронизированных генераторов
- •5.1.2. Газотурбинные электростанции. Парогазовые установки
- •Основные технические характеристики
- •5.1.3. Ветроэнергетические электростанции (вэс)
- •Ветроэнергоустановки мощностью 1 мВт и выше
- •5.1.4. Геотермальные электростанции (ГеоТэс)
- •5.2.2. Основное электрооборудование подстанций 330 кВ и выше
- •5.2.3. Главная схема электрических соединений
- •5.2.4. Схема собственных нужд, оперативный ток, кабельная сеть
- •5.2.5. Асу тп, аскуэ, системы рза, па и связи
- •5.2.6. Строительная часть подстанции
- •5.2.7. Ремонт, техническое и оперативное обслуживание
- •5.2.8. Нормативно-методическое сопровождение
- •5.3. Трансформаторы и автотрансформаторы
- •5.3.1. Основные определения и обозначения
- •5.3.2. Схемы и группы соединения обмоток трансформаторов
- •Обозначения типов регулировочных трансформаторов
- •5.3.3. Параллельная работа трансформаторов
- •5.3.4. Трансформаторы с расщепленными обмотками
- •5.3.5. Регулирование напряжения трансформаторов
- •5.3.6. Нагрузочная способность трансформаторов
- •5.3.7. Технические данные трансформаторов
- •Трехфазные двухобмоточные трансформаторы 35 кВ
- •Трехфазные двухобмоточные трансформаторы 110 кВ
- •Трехфазные трехобмоточные трансформаторы и автотрансформаторы 220 кВ
- •Трехфазные двухобмоточные трансформаторы 330 кВ
- •Трехфазные и однофазные автотрансформаторы 330 кВ
- •Трехфазные и однофазные двухобмоточные трансформаторы 500-750 кВ (без регулирования напряжения)
- •5.4. Коммутационная аппаратура
- •5.5. Компенсирующие устройства
- •Синхронные компенсаторы
- •Статические конденсаторы
- •Конденсаторы
- •Токоограничивающие реакторы 10 кВ
- •Управляемые шунтирующие реакторы с подмагннчиванием
- •Управляемые дугогасящие реакторы
- •Одинарные реакторы 10 кВ единой серии по гост 14794—79
- •Сдвоенные реакторы 10 кВ единой серии по гост 14794-79
- •5.6. Электродвигатели
- •Обозначение типов электродвигателей
- •Синхронные электродвигатели номинальным напряжением 6—10 кВ и частотой вращения 3000 мин-1
- •Предельно допустимые моменты инерции
- •Моменты инерции и моменты сопротивления механизмов
- •Минимальная мощность кз на шинах 10 кВ, при которой обеспечивается запуск электродвигателей
- •Предельно допустимые маховые моменты приводимого механизма и время пуска агрегата
- •Зависимость кратности пускового тока от скольжения при номинальном напряжении асинхронного двигателя
- •5.7. Комплектные трансформаторные подстанции
- •Комплектные трансформаторные подстанции блочные модернизированные ктпб(м) 35—220 кВ
- •Технические показатели ктпб (м) 110/10(6) и 110/35/10(6) кВ с трансформаторами до 40 мва
- •5.8. Технические показатели
- •Площади земель, отводимых под подстанции, тыс. М2
- •Раздел 6
- •6.1. Общие положения
- •6.2. Сравнительная эффективность вариантов развития электрической сети
- •Амортизационные отчисления
- •Ежегодные издержки на ремонты и обслуживание
- •Тарифы на электроэнергаю для потребителей мощностью более
- •750 КВ∙а на розничном и оптовом рынках, коп./кВт∙ч
- •6.3. Система критериев экономической
- •6.4. Условия сопоставимости вариантов
- •6.5. Учет фактора надежности электроснабжения
- •6.5.1. Основные показатели надежности
- •Параметры потока отказов элементов электрической сети
- •Среднее время восстановления элементов электрических сетей Тв 10-3, лет
- •Средняя продолжительность простоев в плановых ремонтах элементов электрических сетей Тр 10-3, лет
- •6.5.2. Расчет показателей надежности электрической сети
- •6.6. Оценка народнохозяйственного
- •Раздел 7
- •7.1. Общая часть
- •Индексы цен по капитальным вложениям и элементам их технологической структуры с учетом ндс по отношению к уровню сметных цен на 01.01.1991 г.
- •Зональные повышающие коэффициенты на базисную стоимость электросетевых объектов
- •Усредненные значения стоимости освоения новых земель взамен изымаемых сельскохозяйственных угодий
- •7.2. Воздушные линии
- •Затраты на вырубку просеки и устройство лежневых дорог
- •Коэффициенты для учета усложняющих
- •Стоимость сооружения больших переходов 110-750 кВ
- •Снижение стоимости строительства двухцепной вл при прокладке первой цепи (цены 1991 г.)
- •7.3. Кабельные линии
- •Стоимости кабельных линий 35-500 кВ (три фазы; цены 1991 г.)
- •7.4. Подстанции
- •Базисные показатели стоимости открытых пс 35-1150 кВ
- •Показатели стоимости пс 35-220 кВ с закрытой компоновкой ру
- •Стоимость ору 35-220 кВ по блочным и мостиковым схемам
- •Стоимость ячейки (на один комплект выключателя)
- •Стоимость синхронных компенсаторов и статических
- •Стоимость шунтовых конденсаторных батарей 6-110 кВ (цены 1991 г.)
- •Стоимость токоограничивающих реакторов 6-110 кВ (комплект - три фазы, цены 1991 г.)
- •Стоимость шунтирующих реакторов 6-1150 кВ (комплект - три фазы, цены 1991 г.)
- •Постоянная часть затрат по пс 35-1150 кВ
- •7.5. Отдельные данные по стоимости электросетевых объектов и их элементов в зарубежных энергосистемах
- •Структура общих затрат при сооружении вл 500 кВ
- •Стоимость ячейки ору с одним выключателем на присоединение концерна абб (включая устройства защиты)
4.9. Схемы электроснабжения потребителей в сельской местности
К электрическим сетям сельскохозяйственного назначения принято относить сети напряжением 0,4-110 кВ, от которых снабжаются электроэнергией преимущественно (более 50 % расчетной нагрузки) сельскохозяйственные потребители (включая производственные нужды, мелиорацию, коммунально-бытовые потребности и культурное обслуживание).
Электрификация сельского хозяйства России, начиная с 50-х годов, осуществлялась высокими темпами.
Общая протяженность электрической сети 0,4-35 кВ на начало 2000 г. составила около 2 млн. км, в том числе: около 160 тыс. км ВЛ 35 кВ, 1 млн. 70 тыс. км ЛЭП 6–10 кВ (в том числе 13,5 тыс. км КЛ), 770 тыс. км линий 0,4 кВ (из них около 5 тыс. км КЛ), более 7130 ТП сельскохозяйственного назначения 35/6–10 кВ суммарной установленной мощностью около 40 млн. кВ∙Аи 515 тысяч ТП 6–35/0,4 кВ общей мощностью трансформаторов около 90 млн. кВ∙А.
Основной особенностью электроснабжения сельскохозяйственных потребителей является необходимость охвата сетями большой территории с малыми плотностями нагрузок (5–15 кВт/км2). Это предопределяет значительные затраты на сооружение распределительных сетей 0,4 и 10 кВ, которые составляют 70 % общих затрат на сельское электроснабжение.
Массовое строительство электрических сетей за период 1960–1985 гг. позволило электрифицировать практически всех сельских потребителей. Почти все они обеспечены централизованным электроснабжением от энергосистем. Лишь незначительное количество мелких удаленных от сетей энергосистем потребителей снабжается электроэнергией от изолированных, мелких, в основном дизельных электростанций. Достигнутый уровень централизованного электроснабжения позволил довести годовое потреблю гае электроэнергии сельским хозяйством в течение последнего десятилетия до 5–7 % общего электропотребления по стране.
Можно считать завершенным первый этап электрификации сельских потребителей – охват электроснабжения «вширь». Начата реализация второго этапа – электрификации «вглубь», характеризующегося более интенсивным внедрением электроэнергии в сельскохозяйственное производство в результате комплексной электромеханизации и автоматизации стационарных процессов, более высоким уровнем электрификации бытовых нужд сельского населения, а также более качественным и надежным электроснабжением сельских потребителей.
На первом этапе электрификации, когда электроэнергия использовалась, главным образом, для освещения и привода некоторых вспомогательных процессов, большинство сельскохозяйственных потребителей по требованиям надежности относилось к 3-й категории. По мере электрификации технологических процессов эти требования повышались. В настоящее время сельские потребители делятся на категории по надежности следующим образом:
1-я – потребители, нарушение электроснабжения которых приводит к значительному материальному ущербу вследствие массовой порчи продукции или серьезного расстройства технологического процесса (инкубаторы, птицефабрики, помещения для выращивания бройлеров, свинарники-маточники с электрообогревом). Для особо ответственных потребителей этой группы должно быть обеспечено автоматическое включение резерва, для остальных допустим перерыв до 30 минут;
2-я – потребители, нарушение электроснабжения которых связано с нарушением технологического процесса, снижением выхода продукции, частичной ее порчей (электрифицированные доильные установки; установки по первичной обработке молока; животноводческие и птицеводческие фермы – кормоприготовление и раздача, водоснабжение; теплицы и парники). Для этих потребителей допускаются перерывы в электроснабжении до 3,5 часов;
3-я - все остальные потребители. Для этой группы допустимы перерывы в электроснабжении до 1 суток.
Основной системой напряжения для электроснабжения сельских потребителей является 110/35/10/0,4 кВ с подсистемами 110/10/0,4 кВ и 110/35/0,4 кВ. Напряжение 6 кВ для электроснабжения сельского хозяйства не рекомендуется; действующие сети этого напряжения переводятся на 10 кВ.
По мере роста плотности сельскохозяйственных нагрузок система напряжений 110/10/0,4 кВ должна получить преимущественное развитие, что позволит отказаться от одной ступени трансформации и, следовательно, существенно снизить расход электроэнергии на ее транспорт.
Система централизованного электроснабжения сельских потребителей состоит из двух типов сетей:
питающих (ВЛ 110 и 35 кВ и ПС 110/35/10,110/10 или 35/10 кВ);
распределительных (ВЛ 10 кВ, потребительские ПС 10/0,4 и 35/0,4 кВ и линии 380/220 В).
Основным направлением развития электрических сетей сельскохозяйственного назначения является преимущественное развитие сетей 35-110 кВ.
На первом этапе развития сельской электрификации при незначительных нагрузках сельских потребителей схемы электрических сетей как питающих, так и распределительных, строились по радиальному принципу. Подстанции 35/10 кВ выполнялись однотрансформаторными, малой мощности, на каждую из них приходилось 200–300 км ВЛ 10 кВ, а радиусы действия этих ВЛ достигали 40–50 км. Сети 35 и 10 кВ выполнялись, как правило, без секционирования и без применения АПВ. На этом этапе основной задачей являлся максимальный охват сельской местности централизованным электроснабжением при минимальных капитальных затратах.
Уровень эксплуатации сельских электрических сетей и особенно сетей напряжением 0,4–10 кВ не соответствует современным требованиям, предъявляемым к надежности электроснабжения сельских потребителей. В целом состояние электрических сетей 0,4 и 6–10 кВ характеризуется данным табл. 4.7.
Таблица 4.7
Техническое состояние электрических сетей в сельской местности
|
Состояние элементов электрической сети, % |
||
хорошее, удовлетвори-тельное |
неудовлетворительное |
непригодное для дальнейшей эксплуатации |
|
ВЛ 0,38кВ |
81,6 |
12,9 |
5,5 |
ВЛ6-20кВ |
85,8 |
10,7 |
4,5 |
ТП 6-35/0, 38 кВ |
87,1 |
10,0 |
2,9 |
Уровень потерь электроэнергии в сетях сельскохозяйственного назначения напряжением 35 кВ и ниже составляет около 12 %, что примерно в 2 раза выше уровня потерь электроэнергии в промышленных и городских сетях того же класса напряжения.
Структура потерь электроэнергии в сетях сельскохозяйственного назначения в последние годы характеризуется данными табл. 4.8.
Таблица 4.8
Структура потерь электроэнергии в сетях сельскохозяйственного назначения
Наименование элемента электрической сети |
Доля потерь электроэнергии в рассматриваемом элементе в % от общего количества |
Линии электропередачи напряжением 0,4 кВ |
34 |
Трансформаторные подстанции 10/0,4 кВ |
26 |
Линии электропередачи напряжением 6-10 кВ |
25 |
ПС 35-110кВ сельскохозяйственного назначения |
6 |
ВЛ 35-110 кВ, питающие ПС сельскохозяйственного назначения |
9 |
Итого: |
100 |
Ликвидация отмеченных «узких» мест является первоочередной задачей сельской энергетики. При этом на современном этапе электрификации сельского хозяйства стоят новые задачи: повышение пропускной способности существующей сети, так как рост нагрузок приводит к повышению потерь электроэнергии и снижению ее качества, и повышение надежности электроснабжения.
Эти задачи решаются путем внедрения в питающих и распределительных сельских сетях следующих мероприятий:
сооружение разукрупняющих питающих ПС 110/35/10 и 110 (35)/10 кВ для сокращения радиусов действия сети 10 кВ и протяженности ВЛ 10 кВ, отходящих от одной ПС. За последние годы удельная протяженность ВЛ 10 кВ на одну ПС снизилась в 2 раза (до 100–150 км), а средний радиус действия уменьшился до 15 км;
увеличение количества двухтрансформаторных ПС 110 (35)/10 кВ. В настоящее время удельный вес двухтрансформаторных ПС 110 кВ составляет более 70 %, а 35 кВ - более 50 %;
увеличение количества ПС с двухсторонним питанием. Основным типом конфигурации сети становится одноцепная ВЛ с двухсторонним питанием от разных источников (рис. 4.1, д). Новые подстанции 35–110 кВ подключаются, как правило, в рассечку таких ВЛ либо двумя ответвлениями от двух соседних одноцепных или двухцепной ВЛ. В настоящее время более половины сельскохозяйственных ПС 110 (35)/10кВ имеют двухстороннее питание;
постепенный переход к системе 110/10 кВ путем:
сооружения ПС 110/10 кВ вместо ВЛ 35 кВ, следующих параллельно существующим ВЛ 110 кВ;
сооружения ВЛ 35 кВ в габаритах 110 кВ, если продолжительность их использования на низшем напряжении не превысит 5 лет.