- •Содержание
- •Лекционный курс
- •1. Теоретические основы передачи и распределения электроэнергии
- •2. Системотехника передачи и распределения электроэнергии
- •2.1. Электроэнергетические системы
- •2.2. Сети передачи и распределения электроэнергии
- •2.2.1 Структура и функции сетей п и рэ
- •2.2.2 Основные требования к сетям п и рэ
- •2.3. Классификация сетей передачи и распределения электроэнергии
- •2.3.1. По признакам, связанным с номинальным напряжением
- •2.3.2. По роду тока
- •2.3.3. По конфигурации
- •2.3.4. По конструктивному исполнению
- •2.4. Элементы сетей передачи и распределения электроэнергии
- •2.4.1. Параметры и схемы замещения линий электропередач
- •2.4.2. Параметры и схемы замещения трансформаторов
- •Практические рекомендации по выполнению работы и использованию программного обеспечения Основы работы с пакетом CircuitMaker
- •Пример 1. Моделирование участка электрической цепи с активным сопротивлением
- •Пример 2. Моделирование участка электрической цепи с активно-индуктивным сопротивлением
- •Типичные ошибки моделирования и способы их исправления
- •Варианты индивидуальных заданий
- •Задания на защиту лабораторной работы
- •Описание лабораторного стенда нтц–67 «Распределительные сети систем энергоснабжения»
- •Ход выполнения работы Эксперимент №1. Регулирование напряжения методом изменения коэффициента трансформации
- •Эксперимент №2. Регулирование напряжения методом поперечной компенсации мощности конденсаторной батареей
- •Эксперимент №3. Регулирование напряжения методом продольной компенсации мощности конденсаторной батареей
- •Варианты индивидуальных заданий
- •Задания на защиту лабораторной работы
- •Литература
2. Системотехника передачи и распределения электроэнергии
2.1. Электроэнергетические системы
Электроснабжение промышленных, коммунальных и прочих потребителей производится от электростанций, вырабатывающих электроэнергию, которые троятся преимущественно в местах, близких к источникам топливных и гидроресурсов. Передача электроэнергии от электростанции к потребителю осуществляется по линиям электропередачи. Если потребители удалены от электростанции, передачу осуществляют при повышенном напряжении. В этом случае между электростанцией и потребителями необходимо сооружать повышающие и понижающие подстанции. Исключение представляют отдельные промышленные электростанции малой мощности и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), которые располагаются вблизи потребителей, так как передача пара и горячей воды может быть осуществлена на расстояние не более нескольких километров.
Отдельные электростанции при помощи линий электропередачи через подстанции связываются друг с другом для параллельной работы на общую нагрузку.
Энергетической системой (энергосистемой) называется совокупность электростанций, предприятий для производства электрической и тепловой энергии, а также электрических и тепловых сетей, соединенных между собой и связанных общностью режима в непрерывном процессе производства, преобразования и распределения электрической и тепловой энергии при общем управлении этим режимом.
Электроэнергетической системой (ЭЭС) называется электрическая часть энергосистемы и питающиеся от нее приемники (потребители) электроэнергии, объединенная общностью процесса производства, передачи, распределения и потребления электроэнергии.
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 энергосистемы и ЭЭС, электрическая сеть передачи и распределения энергии обеспечивает:
прием электроэнергии от электростанций;
передачу электроэнергии на различные расстояния;
преобразование параметров электроэнергии на подстанциях;
распределение электроэнергии по определенной территории, вплоть до непосредственных потребителей.
Сеть передачи и распределения электроэнергии в составе узла энергосистемы на базе теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), показана на Error: Reference source not found.
Технико-экономические преимущества объединенных энергосистем столь существенны, что уже в 70-е годы прошлого века менее 3% всего количества электроэнергии вырабатывалось отдельно работающими электростанциями. Источники преимуществ объединения заключаются в особенностях производства электроэнергии.
Первая особенность заключается в том, что производство электроэнергии, ее распределение и преобразование в другие виды энергии осуществляется практически в один и тот же момент времени: электроэнергия нигде не аккумулируется. Именно эта особенность превращает ЭЭС, отдельные звенья которой могут быть удалены на сотни километров, в единый механизм, все элементы которого взаимно связаны и взаимодействуют. Энергия, произведенная в системе, равна энергии, потребленной в ней. Одновременность процессов производства, распределения и преобразования электроэнергии превращает электроэнергетическую систему в единое целое. Следствием из первой особенности является невозможность произвести электроэнергию, не имея потребителей для нее, т.е. выработка электроэнергии жестко определяется потреблением. Небаланс между мощностью электростанций и мощностью, потребляемой в системе, существовать не может. При снижении мощности электростанций одновременно автоматически снижается потребляемая мощность, и наоборот: снижение потребления энергии потребителями приводит к недоиспользованию оборудования электростанций.
Вторая особенность – относительная быстрота протекания переходных процессов в ней. Волновые процессы совершаются в тысячные доли секунды; процессы, связанные с короткими замыканиями, включениями и отключениями, нарушениями устойчивости, совершаются в течение долей секунды или нескольких секунд. Следствием из второй особенности является необходимость использования в ЭЭС быстродействующих автоматических устройств (аппаратов защиты от перенапряжения, устройств релейной защиты, автоматических регуляторов, выключателей и т.д.), выбор и настройка которых требует учета работы всей ЭЭС как единого целого. Уровень автоматизации электроэнергетики выше, чем в любой другой промышленной отрасли.
Третья особенность заключается в высокой ответственности обеспечения электроэнергией всей совокупности приемников электроэнергии в промышленности, системах связи, на транспорте и т.п. Следствием из этой особенности являются особые требования к надежности ЭЭС и наличию достаточного резерва мощности в ее элементах, особенно в условиях развития народного хозяйства – рост ЭЭС должен опережать рост потребления электроэнергии, иначе создание резервов невозможно.
С учетом особенностей основными преимуществами объединения энергосистем является следующее:
возможность взаимного резервирования меньшей суммарной мощностью по сравнению с разрозненными системами при значительном повышении надежности электроснабжения потребителей;
обеспечение транспорта электроэнергии вместо транспорта энергоносителей;
снижение затрат на выработку и передачу электроэнергии за счет распределения нагрузки между параллельно работающими электростанциями, эффективного использования мощностей гидроэлектростанций и оптимизации режимов работы теплоэлектростанций;
уменьшение суммарного максимума нагрузки в объединенной ЭЭС за счет различия моментов появления пиковых нагрузок в отдельных системах [5, 6, 9].