Главная · Заземление · Что такое номинальное напряжение. Номинальные напряжения электрической сети

Что такое номинальное напряжение. Номинальные напряжения электрической сети

Номинальные напряжения электрических сетей общего назначения переменного тока в РФ установлены действующим стандартом (табл. 4.1). Таблица 4.1

Международная электротехническая комиссия (МЭК) рекомендует стандартные напряжения выше 1000 В для систем с частотой 50 Гц, указанные в табл. 4.2. Таблица 4.2



Известен ряд попыток определить экономические зоны применения электропередач разных напряжений. Удовлетворительные результаты для всей шкалы номинальных напряжений в диапазоне от 35 до 1150 кВ дает эмпирическая формула, предложенная Г. А. Илларионовым:



где L - длина линии, км, P - передаваемая мощность, МВт. В России получили распространение две системы напряжений электрических сетей переменного тока (110 кВ и выше): 110-330-750 кВ - в ОЭС Северо-Запада и частично Центра - и 110-220-500 кВ - в ОЭС центральных и восточных регионов страны (см. также п. 1.2). Для этих ОЭС в качестве следующей ступени принято напряжение 1150 кВ, введенное в ГОСТ в 1977 г. Ряд построенных участков электропередачи 1150 кВ временно работают на напряжении 500 кВ. На нынешнем этапе развития ЕЭС России роль системообразующих сетей выполняют сети 330, 500, 750, в ряде энергосистем - 220 кВ. Первой ступенью распределительных сетей общего пользования являются сети 220, 330 и частично 500 кВ, второй ступенью - 110 и 220 кВ; затем электроэнергия распределяется по сети электроснабжения отдельных потребителей (см. пп. 4.5–4.9). Условность деления сетей на системообразующие и распределительные по номинальному напряжению заключается в том, что по мере роста плотности нагрузок, мощности электростанций и охвата территории электрическими сетями увеличивается напряжение распределительной сети. Это означает, что сети, выполняющие функции системообразующих, с появлением в энергосистемах сетей более высокого напряжения постепенно «передают» им эти функции, превращаясь в распределительные. Распределительная сеть общего назначения всегда строится по ступенчатому принципу путем последовательного «наложения» сетей нескольких напряжений. Появление следующей ступени напряжения связано с ростом мощности электростанций и целесообразностью ее выдачи на более высоком напряжении. Превращение сети в распределительную приводит к сокращению длины отдельных линий за счет присоединения к сети новых ПС, а также к изменению значений и направлений потоков мощности по линиям. При существующих плотностях электрических нагрузок и развитой сети 500 кВ отказ от классической шкалы номинальных напряжений с шагом около двух (500/220/110 кВ) и постепенным переходом к шагу шкалы около четырех (500/110 кВ) является техническии экономически обоснованным решением. Такая тенденция подтверждается опытом передовых в техническом отношении зарубежных стран, когда сети промежуточного напряжения (220–275 кВ) ограничиваются в своем развитии. Наиболее последовательно такая техническая политика проводится в энергосистемах Великобритании, Италии, Германии и других стран. Так, в Великобритании все шире используется трансформация 400/132 кВ (консервируется сеть 275 кВ), в Германии - 380/110 кВ (ограничивается в развитии сеть 220 кВ), в Италии - 380/132 кВ (консервируется сеть 150 кВ) и т. д. Наибольшее распространение в качестве распределительных получили сети 110 кВ как в ОЭС с системой напряжений 220–500 кВ, так и 330–750 кВ. Удельный вес линий 110 кВ составляет около 70 % общей протяженности ВЛ 110 кВ и выше. На этом напряжении осуществляется электроснабжение промышленных предприятий и энергоузлов, городов, электрификация железнодорожного и трубопроводного транспорта; они являются верхней ступенью распределения электроэнергии в сельской местности. Напряжение 150 кВ получило развитие только в Кольской энергосистеме и для использования в других регионах страны не рекомендуется. Напряжения 6-10–20-35 кВ предназначены для распределительных сетей в городах, сельской местности и на промышленных предприятиях. Преимущественное распространение имеет напряжение 10 кВ; сети 6 кВ сохраняют значительный удельный вес по протяженности, но, как правило, не развиваются и по возможности заменяются сетями 10 кВ. К этому классу примыкает имеющееся в ГОСТ напряжение 20 кВ, получившее ограниченное распространение (в одном из центральных районов г. Москвы). Напряжение 35 кВ используется для создания ЦП сетей 10 кВ в сельской местности (реже используется трансформация 35/ 0,4 кВ).

При проектировании развития электрической сети одновременно с разработкой вопроса о конфигурации электрической сети решается вопрос о выборе ее номинального напряжения. Шкала номинальных линейных напряжений электрических сетей установлена ГОСТ 721-77 и составляет следующий ряд:

0,38; 3; 6; 10; 20; 35; 110; 150; 220; 330; 500; 750; 1150 кВ.

При выборе номинального напряжения сети учитываются следующие общие рекомендации:

напряжения 6...10 кВ используются для промышленных, городских и сельскохозяйственных распределительных сетей; наибольшее распространение для таких сетей получило напряжение 10 кВ; применение напряжения 6 кВ для новых объектов не рекомендуется, а может использоваться при реконструкции существующей электрической сети при наличии в ней высоковольтных двигателей на такое напряжение;

в настоящее время в связи с ростом нагрузок коммунально-бытового сектора имеется тенденция к повышению напряжения распределительных сетей в крупных городах до 20 кВ;

напряжение 35 кВ широко используется для создания центров питания сельскохозяйственных распределительных сетей 10 кВ; в связи с ростом мощностей сельских потребителей для этих целей начинает применяться напряжение 110 кВ;

напряжения 110…220 кВ применяются для создания региональных распределительных сетей общего пользования и для внешнего электроснабжения крупных потребителей;

напряжения 330 кВ и выше используются для формирования системообразующих связей ЕЭС и для выдачи мощности крупными электростанциями.

Исторически в нашей стране сформировались две системы напряжений электрических сетей (110 кВ и выше). Одна система 110(150), 330, 750 кВ характерна в основном для Северо-Запада и частично Центра и Северного Кавказа. Другая система 110, 220, 500 кВ характерна для большей части территории страны. Здесь в качестве следующей ступени принято напряжение 1150 кВ. Электропередача такого напряжения строилась в 80-х годах прошлого века и предназначалась для передачи электроэнергии из Сибири и Казахстана на Урал. В настоящее время участки электропередачи 1150 кВ временно работают на напряжении 500 кВ. Перевод этой электропередачи на напряжение 1150 кВ будет осуществлен позднее.

Номинальное напряжение отдельной линии электропередачи является, главным образом, функцией двух параметров: мощности Р , передаваемой по линии, и расстояния L , на которое эта мощность передается. В связи с этим имеется несколько эмпирических формул для выбора номинального напряжения линии, предложенных разными авторами.

Формула Стилла

U ном = , кВ,

где Р , кВт, L , км, дает приемлемые результаты при значениях L 250 км и Р 60 МВт.

Формула Илларионова

U ном = ,

где Р , МВт; L , км, дает удовлетворительные результаты для всей шкалы номинальных напряжений от 35 до 1150 кВ .

Выбор номинального напряжения электрической сети, состоящей из определенного количества линий и подстанций, является в общем случае задачей технико-экономического сравнения различных вариантов. Здесь, как правило, необходимо учитывать затраты не только на линии электропередачи, но и на подстанции. Поясним это на простом примере.

Проектируется электрическая сеть, состоящая из двух участков длиной L1 и L 2 (рис. 4.1,а ). Предварительная оценка номинального напряжения показала, что для головного участка следует принять напряжении 220 кВ, а для второго участка 110 кВ. В этом случае необходимо сравнить два варианта.

В первом варианте (рис. 4.1,б ) вся сеть выполняется на напряжение 220 кВ. Во втором варианте (рис. 4.1,в ) головной участок сети выполняется на напряжении 220 кВ, а второй участок – на напряжении 110 кВ.

Во втором варианте линия W 2 напряжением 110 кВ и подстанция 110/10 кВ с трансформатором Т будут дешевле, чем линия W 2 напряжением 220 кВ и подстанции 220/10 кВ с трансформатором Т 2 первого варианта. Однако подстанция 220/110/10 кВ с автотрансформатором АТ второго варианта будет дороже, чем подстанция 220/10 кВ с трансформатором Т 1 первого варианта.


а) б) в)

Рис. 4.1. Схема (а ) и два варианта (б ) и (в ) напряжений сети

Окончательный выбор напряжения сети определится в результате сравнения этих вариантов по затратам. При отличии затрат менее чем на 5 % предпочтение следует отдать варианту с более высоким номинальным напряжением.

Каждая электрическая сеть характеризуется номинальным напряжением,на которое рассчитывается её оборудование. Номинальное напряжение обеспечивает нормальную работу электропотребителей (ЭП), должно давать наибольший экономический эффект и определяется передаваемой активной мощностью и длиной линии электропередачи.

ГОСТ 21128-75 введена шкала номинальных междуфазных напряжений электрических сетей и приёмников до 1000 В переменного тока: 220,380, 660 В.

ГОСТ 721-77 введена шкала номинальных междуфазных напряжений электрических сетей переменного тока свыше 1000 В:

0,38, 3, 6, 10, 20, 35, 110, 150, 220, 330, 500, 750, 1150.

В табл. 2.1. представлена классификация электрических сетей, где показано деление на сети низшего (НН), среднего (СН), высшего (ВН), сверхвысокого (СВН) и ультравысокого (УВН) напряжения.


Нагрузка ЭП не остаётся постоянной, а меняется в зависимости от из­менения режима работы (например, в соответствии с ходом технологическо­го процесса производства), поэтому напряжение в узлах сети постоянно от­клоняется от номинального значения, что снижает качество электроэнергии и влечёт за собой убытки. Исследования показали, что для большинства электроприёмников устойчивая зона ограничена значениями отклонений напряжения

Исследования показали, что для большинства элек­троприёмников устойчивая зона ограничена значениями отклонений напря-

Как правило, напряжение в начале линии больше напряжения в конце и отличается на величину потерь напряжения


Для приближения напряжения потребителя U 2 к номинальному напря­жению электрической сети и обеспечения качественной энергией номинальные напряжения генераторов напряжения сети установлены ГОСТом на 5 % больше номинального

Так как первичные обмотки повышающих трансформаторов непосред­ственно должны быть одинаковыми подключены к зажимам генераторов, то их номинальные напряжения

Первичные обмотки понижающих трансформаторов являются потреби­телями по отношению к сетям, от которых они питаются, поэтому должно выполняться условие

В последнее время промышленность выпускает понижающие транс­форматоры напряжением 110-220 кВ с напряжением первичной обмотки на 5 % больше номинального напряжения сети



Вторичные обмотки как понижающих, так и повышающих трансфор­маторов являются источниками по отношению к питаемой ими сети. Номи­нальные напряжения вторичных обмоток имеют значения на 5-10 % больше номинального напряжения этой сети

Это делается для того, чтобы компенсировать падение напряжения в питае­мой сети. На рис. 2.1 представлена эпюра напряжения, которая наглядно ил­люстрирует вышесказанное.

2.2. Режимы нейтралей электрических сетей

Нулевая точка (нейтраль) трехфазных электрических сетей может быть заземлена наглухо (рис. 2.2, а), заземлена через высокоомное сопротивление (рис. 2.2, б) или же изолирована от земли (рис. 2.2, в).


Режим нейтрали в электрических сетях до 1000 В определяется безо­пасностью обслуживания сетей, а в сетях выше 1000 В - бесперебойностью электроснабжения, экономичностью и надежностью работы электроустано­вок. Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) работа электроустано­вок напряжением до 1000 В допускается как с глухозаземленной, так и с изо­лированной нейтралью.

Конец работы -

Эта тема принадлежит разделу:

ЛЕКЦИЯ 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ. МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИСТЕМ

План... Основные понятия и определения...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Характеристика системы передачи электрической энергии
Основу системы передачи электрической энергии от электрических станций, её производящих, до крупных районов электропотребления или распределительных узлов ЭЭС составляют развитые се

Характеристика систем распределения электрической энергии
Назначение распределительных сетей - доставка электроэнергии непосредственно потребителям напряжением 6-10 кВ, распределение электроэнергии между подстанциями 6-110/0,38-35 кВ район

Система передачи и распределения электрической энергии
В п. 1.3 приведена характеристика систем передачи и распределения ЭЭ. Рассмотрим взаимосвязи этих систем на примере. В качестве примера рассмотрим упрощённую принципиальную

Режим нейтрали сетей до 1000 В с глухозаземленной нейтралью
Наиболее распространенные - четырёхпроводные сети трехфазного то­ка напряжением 380/220, 220/127, 660/380 (рис. 2.3) (числитель соответствует линейному напряжению, а знаменатель - фазному напряжени

Низковольтные сети с изолированной нейтралью
Это трёхпроводные сети, которые нашли применение для питания осо­бо ответственных потребителей при малой разветвленности сетей при обес­печении в сетях контроля фазной изоляции. Это

Высоковольтные сети с изолированной нейтралью
Потребитель включен на линейное напряжение, нейтраль и земля в симметричном режиме совпадают. Напряжение, которое должна выдержи­вать изоляция, - это напряжение между фазой и землей

Высоковольтные сети с компенсированной нейтралью
Эти сети также относят к сетям с малым током замыкания на землю (рис. 2.9).

Высоковольтные сети с глухозаземленной нейтралью
К таким сетям относятся сети с номинальным напряжением 110 кВ и выше и большим током замыкания на землю (&g

Вопросы для самопроверки
1. Что такое номинальное напряжение? 2. Каков номинальный ряд напряжений электрических сетей? 3. Какова классификация электрических сетей по напряжению, охвату территории, назначе

ЛЕКЦИЯ 3. ПРИНЦИПЫ КОНСТРУКТИВНОГО ИСПОЛНЕНИЯ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ
План 1. Назначение воздушных линий электропередачи. 2. Конструктивное исполнение воздушных линий. 3. Опоры ВЛ. 4. Провода ВЛ. 5. Грозоза

Воздушные линии электропередачи
Воздушными называются линии, предназначенные для передачи и рас­пределения ЭЭ по проводам, расположенным на открытом воздухе и под­держиваемым с помощью опор и изоляторов. Воздушные

Кабельные линии электропередачи
Кабельная линия (КЛ) - линия для передачи электроэнергии, состоящая из одного или нескольких параллельных кабелей, выполненная каким-либо способом прокладки (рис 3.12). Кабельные ли

Вопросы для самопроверки
1. Как классифицируются линии электропередачи по конструктивному исполнению? 2. Какими факторами определяется выбор типа ЛЭП? 3.Каким требованиям должны удовле

Активное сопротивление
Обусловливает нагрев проводов (тепловые потери) и зависит от мате­риала токоведущих проводников и их сечения. Для линий с проводами не­большого сечения, выполненных цветным металлом

ЛЭП со стальными проводами
Основное достоинство стальных проводов - их высокие механические свойства. В частности, временное сопротивление на разрыв стальных прово­дов достигает 600-700 МПа (60-70 кг/мм2

Вопросы для самопроверки
1.Для каких целей используют схемы замещения? Назовите преимущества и недостатки этих схем. 2. Какова физическая сущность активного сопротивления ЛЭП? 3. Как и в к

ЛЕКЦИЯ 5. ПАРАМЕТРЫ И СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ ДВУХОБМОТОЧНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
План 1. Назначение, условные обозначения, схемы соединения обмоток и векторные диаграммы напряжений трансформаторов. 2.Двухобмоточные трансформаторы.

Двухобмоточные трансформаторы
При расчётах режимов трёхфазных электрических сетей с равномерной загрузкой фаз трансформаторы в расчётных схемах представляются схемой замещения для одной фазы.

Виды и назначения устройств
Рассматриваются устройства, компенсирующие реактивную мощность: статические конденсаторные батареи, шунтирующие реакторы, статические тиристорные компенсаторы (СТК) и синхронные ком