Технологични характеристики на енергийните системи. Скала на номиналните напрежения на електрическите инсталации
З.номиналното напрежение на електропреносната линия оказва значително влияние върху техническите и икономическите показатели. При високо номинално напрежение е възможно предаване на голяма мощност на големи разстояния и с по-малко загуби. Капацитетът на предаване на мощността по време на прехода към следващия етап на номиналното напрежение се увеличава няколко пъти. В същото време с увеличаване на номиналното напрежение капиталовите инвестиции в оборудване и изграждането на електропроводи се увеличават значително.
Номинални напрежения електрически мрежи в Русия ГОСТ 21128 – 83 (Таблица 1).
Таблица 1
Номинални напрежения между фазите, kV,
за напрежения над 1000 V в съответствие с GOST 721-77 (ST SEV 779-77)
| Мрежи и приемници | Генератори и синхронни компенсатори | Трансформатори и автотрансформатори | Най-високо работно напрежение | |||
| без устройство за превключване на товара | с чейнджър | |||||
| първични намотки | вторични намотки | първични намотки | вторични намотки | |||
| (3) * | (3,15) * | (3) и (3.15) ** | (3.15) и (3.3) | – | (3,15) | (3,6) |
| 6,3 | 6 и 6.3 ** | 6.3 и 6.6 | 6 и 6.3 ** | 6.3 и 6.6 | 7,2 | |
| 10,5 | 10 и 10,5 ** | 10.5 и 11.0 | 10 и 10,5 ** | 10.5 и 11.0 | 12,0 | |
| 21,0 | 22,0 | 20 и 21.0 ** | 22,0 | 24,0 | ||
| – | 38,5 | 35 и 36,75 | 38,5 | 40,5 | ||
| – | – | 110 и 115 | 115 и 121 | |||
| (150) * | – | – | (165) | (158) | (158) | (172) |
| – | – | 220 и 230 | 230 и 242 | |||
| – | ||||||
| – | – | |||||
| – | – | |||||
| – | – | – | – |
* Номиналните напрежения, посочени в скоби, не се препоръчват за новопроектирани мрежи.
** За трансформатори и автотрансформатори, свързани директно към шините на генераторното напрежение на електроцентралите или към терминалите на генератора.
Икономически осъществимото номинално напрежение на преносната линия зависи от много фактори, от които предаваната активна мощност и разстоянието са най-важни. В справочната литература са дадени областите на приложение на електрическите мрежи с различни номинални напрежения, изградени въз основа на критерий, който е неподходящ в условията на пазарна икономика. Следователно изборът на вариант на електрическа мрежа с определено номинално напрежение трябва да бъде направен въз основа на други критерии, например критерият за общите разходи (вж. Точка 2.4). Независимо от това, приблизителните стойности на номиналните напрежения също могат да бъдат получени съгласно предишните методи (например съгласно емпирични формули и таблици, като се вземе предвид максималното разстояние на предаване и капацитетът на линии с различни номинални напрежения).
Най-често се използват следните две емпирични формули за определяне на напрежението U:
Или 
, (1)
където R- предавана мощност, MW; л - дължина на линията, км.
Получените напрежения се използват за избор на стандартно номинално напрежение и изобщо не е необходимо да се избира напрежение, винаги по-голямо от това, получено по тези формули. Ако разликата в общите разходи на сравняваните опции за електрическата мрежа е по-малка от 5%, трябва да се даде предпочитание на възможността за използване на по-високо напрежение. Пропускателната способност и разстоянието на предаване от 35-1150 kV линии, като се вземат предвид най-често използваните напречни сечения на проводниците и действителната средна дължина на въздушните линии, са дадени в таблица. 2.
Таблица 2
Капацитет и обхват на предаване от 35-1150 kV линии
| Линейно напрежение, kV | Тел, mm 2 | Предавана мощност, MW | Дължина на електропровода, км | ||
| естествен | при плътност на тока от 1,1 A / mm 2 * | ограничаващ (с ефективност \u003d 0,9) | средна (между две съседни подстанции) | ||
| 70-150 | 4-10 | ||||
| 70-240 | 13-45 | ||||
| 150-300 | 13-45 | ||||
| 240-400 | 90-150 | ||||
| 2 ´ 240-2 ´ 400 | 270-450 | ||||
| 3 ´ 300-3 ´ 400 | 620-820 | ||||
| 3 ´ 300-3 ´ 500 | 770-1300 | ||||
| 5 ´ 300-5 ´ 400 | 1500-2000 | ||||
| 8 ´ 300-8 ´ 500 | 4000-6000 | – |
* За въздушни линии 750-1150 kV 0,85 A / mm 2.
Вариантите на проектираната електрическа мрежа или отделните й секции могат да имат различни номинални напрежения. Обикновено първо се определят напреженията на главата, по-натоварените зони. Участъците на пръстенната мрежа, като правило, трябва да се извършват за едно номинално напрежение.
Напрежения 6 и 10 kV са предназначени за разпределителни мрежи в градовете, селските райони и индустриалните предприятия. Преобладаващото напрежение е 10 kV, 6 kV мрежи се използват, когато предприятията имат значително натоварване на електродвигатели с номинално напрежение 6 kV. Не се препоръчва използването на напрежения от 3 и 20 kV за новопроектирани мрежи.
Напрежението 35 kV се използва за създаване на електроцентрали 6 и 10 kV, главно в селските райони. В Русия ( бившия СССР) две системи за напрежение в електрическите мрежи (110 kV и повече) са станали широко разпространени: 110–220–500 и 110 (150) –330–750 kV. Първата система се използва в повечето IES, втората, след разделянето на СССР, остава само в IES на Северозапад (в IES на Центъра и IES на Северен Кавказ, с основната система 110–220–500 kV, 330 kV мрежи също имат ограничено разпространение).
Напрежението 110 kV е най-широко разпространено за разпределителните мрежи във всички UPS системи, независимо от приетата система за напрежение. Мрежите с напрежение 150 kV изпълняват същите функции като мрежите от 110 kV, но те са налични само в енергийната система Kola и не се използват за новопроектирани мрежи. Напрежението от 220 kV се използва за създаване на енергийни центрове за мрежата от 110 kV. С развитието на мрежата от 500 kV мрежите от 220 kV придобиват главно разпределителни функции. Напрежение 330 kV се използва за гръбначната мрежа на енергийните системи и създаването на енергийни центрове за 110 kV мрежи. Опорните мрежи се извършват при напрежение 500 или 750 kV, в зависимост от приетата система за напрежение. За UPS, където се използва система за напрежение 110–220–500 kV, като следваща стъпка се приема напрежението от 1150 kV.
Пример 2
За опциите за развитие на мрежата, избрани в пример 1 б, в и д (Фиг. 1) изберете номиналното напрежение на мрежовите участъци. Стойности на активните натоварвания в силови точки: R 1 \u003d 40 MW, R 2 \u003d 30 MW и R 3 \u003d 25 MW.
Решение. Всички разглеждани опции се характеризират с наличието на главната секция на мрежата на централния процесор - 1. Мощният поток в този участък от мрежата (с изключение на загубите на мощност за други) е равен на сумата от натоварванията и на трите енергийни възли, т.е. R CPU - 1 \u003d R 1 + R 2 + R 3 \u003d 95 MW. Според изразите (1) получаваме напреженията за този участък от мрежата или 
и, в съответствие с препоръчителната скала на напрежението (Таблица 1), може да се вземе номинално напрежение 110 или 220 kV. Авариен ток за този участък от мрежата при U n \u003d 110 kV е 
И в U n \u003d 220 kV - 268 kA. И за двата класа напрежение можете да използвате марката проводници AC - 240/32 в мрежа 110 kV според допустимото отопление, в мрежа 220 kV - според условията на короната. Помислете за останалата част от проектираната мрежа.
Раздел 1 - 2 е типичен за всички възможности за развитие на мрежата б, ви д (Фиг. 1) и се различава при тях само по нивото на мощностния поток през него. За опция б напреженията съгласно изразите (1) са съответно равни U 1 - 2 \u003d 79,18 и U 1 - 2 \u003d 96,08 kV, за опции ви ЕС 1 - 2 \u003d 92,14 и U 1 - 2 \u003d 119,13 kV.
Раздел 1 - 3 е типичен за два варианта на развитие на мрежата - би д. За опция б напреженията за този раздел в съответствие с изрази (1) са съответно равни U 1 - 3 \u003d 80 и U 1 - 3 \u003d 91,29 kV, опции д– U 1 - 3 \u003d 97,43 и U 1 - 3 \u003d 123,61 kV.
Раздели 2 - 3 са типични за опциите ви д. Напреженията за този раздел са U 2 - 3 \u003d 73,7 и U 2 - 3 \u003d 92,59 kV.
Стойности на номиналните напрежения на клемите на електрически свързани продукти, включително електрически автомобили, установен от ГОСТ 23366-78. Изискванията на настоящия GOST не се прилагат за вериги, затворени вътре в електрически машини; на вериги, които не се характеризират с фиксирани стойности на напрежението, например на вътрешните захранващи вериги на електрически задвижвания с контрол на скоростта на двигателя и на веригата на устройства за компенсация на реактивна мощност, защита, управление, измервания, върху електродите на клетките и батериите GOST номера (ST SEV)
ГОСТ 12.1.009-76 ГОСТ 721-77 (ST SEV 779-77)
ГОСТ 1494-77 (ST SEV 3231-81) ГОСТ 6697-83 (ST SEV 3687-82)
ГОСТ 6962-75
ГОСТ 8865-70 (ST SEV 782-77)
ГОСТ 13109-67 ГОСТ 15543-70
ГОСТ 15963-79 ГОСТ 17412-72 ГОСТ 17516-72 ГОСТ 18311-80 ГОСТ 19348-82
ГОСТ 19880-74 ГОСТ 21128-83
ГОСТ 22782.0-81 (ST SEV 3141-81) ГОСТ 23216-78
ГОСТ 23366-78 ГОСТ 24682-81 ГОСТ 24683-81
ГОСТ 24754-81 (ST SEV 2310-80)
Стандарти за специфични групи и видове продукти, съдържащи поредица от напрежения, включително GOST 21128-83, GOST 721-77, установяващи номинални напрежения за системи за захранване, мрежи от източници, преобразуватели и приемници електрическа енергияса ограничителни по отношение на GOST 23366-78 и представляват един набор от стандарти с него.
GOST 23366-78 установява следните номинални стойности на напрежение за продукти - потребители, източници и преобразуватели на електрическа енергия.
Номинално напрежение на потребителите:
основна поредица от постоянни и променлив ток, В: 0.6; 1.2; 2.4; 6; девет; 12; 27; 40; 60; 110; 220; 380; 660; 1140; 3000; 6000; 10000; 20 000; 35000;
помощен диапазон на променливотоково напрежение, V:
1,5; 5; 15; 24; 80; 2000; 3500; 15000; 25000;
помощни серии напрежение постоянен ток, IN:
0,25; 0,4; 1,5; 2; 3; 4; 5; 15; 20; 24; 48; 54; 80; 100; 150; 200; 250; 300; 400; 440; 600; 800; 1000; 1500; 2000; 2500; 4000; 5000; 8000; 12000; 25000; 30000; 40000.
Номинални напрежения на източници и преобразуватели на електрическа енергия с променлив ток, IN:
6, 12; 28,5; 42; 62; 115; 120; 208; 230; 400; 690; 1200; 3150; 6300; 10500; 13 800; 15 750; 18000; 20000; 24000; 27000; 38 500; 121000; 242000; 347000; 525000; 787000.
Номинални напрежения на източници и преобразуватели на постоянна електрическа енергия, V:
6; 9; 12; 28,5; 48; 62; 115; 230; 460; 690; 1200; 3300; 6600.
За източници на захранване на автомобилни превозни средства стандартът позволява използването на номинални напрежения от 7V и 14V AC и 7V, 14V, 28V DC, както и 36V AC с честота 400 и 1000 Hz и 57V DC за източници на енергия на самолети.
При къси захранващи линии стандартът позволява номиналното напрежение на източниците и преобразувателите да бъде равно на напрежението на приемниците.
Номиналните стойности и допустимите отклонения на честотата на захранващите системи, източници, преобразуватели и директно свързани към тях приемници на електрическа енергия, работещи в стабилно състояние при фиксирани честоти в диапазона от 0,1 до 10000 Hz, са установени от GOST 6697-83. Посоченият GOST установява следните основни серии номинални честоти източници на електрическа енергия, Hz:
0,1; 0,25; 0,5; 1,0; 2,5; 5,0; 10; 25; 50; 400; 1000; 10000.
За преобразуватели и приемници на електрическа енергия номиналните честоти, Hz, се избират от диапазона 0,1; 0,25; 0,5; 1,0; 2,5; 5,0; десет; 12,5; 16 |; петдесет; 400; 1000; 2000; 4000; 10 000.
За редица специални задвижвания и техните захранвания, по-специално за центрофуги, сепаратори, дървообработващи машини, електроинструменти, безредукторни електрически шпиндели, електротермично оборудване, стандартът позволява използването на допълнителни честоти, Hz, от серията 100, 150, 200, 250, 300, 500, 600 , 800, 1200, 1600, 2400, 8000.
За авиационно оборудване, самолети и техни съоръжения за поддръжка е разрешена честота от 6000 Hz.
Допустимите отклонения на честотата,% от номиналната честота, са избрани от диапазона 0,0002; 0,0005; 0,001; 0,002; 0,005; 0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 5,0; 10 и са определени в стандарти за специфични видове източници, преобразуватели или системи за захранване.
За мрежи с общо предназначение стандартите за качество на електрическата енергия на нейните приемници са установени от GOST 13109-67. Стандартът установява следните показатели за качество на захранването:
- когато се захранва от електрически мрежи еднофазен ток - отклонение на честотата, отклонение на напрежението, люлеене на честотата, люлеене на напрежението, несинусоидален фактор на напрежението;
- когато се захранва от електрически мрежи трифазен ток - отклонение на честотата, отклонение на напрежението, люлеене на честотата, люлеене на напрежението, несинусоидален коефициент, асиметрия на напрежението и коефициенти на дисбаланс;
- когато се захранват от електрически мрежи с постоянен ток - отклонение на напрежението, люлка на напрежението, коефициент на пулсации на напрежението.
МЕЖДУНАРОДЕН СТАНДАРТ "СТАНДАРТНИ НАПРЕЖЕНИЯ"
Стандартни напрежения
Дата на въвеждане 01.01.93
ИНФОРМАЦИОННИ ДАННИ
1. ИЗГОТВЕНО И ПРЕДСТАВЕНО от Техническия комитет по стандартизация ТК 117 "Енергоснабжение"
2. ОДОБРЕНО И ПОСТАВЕНО В ЕФЕКТ с Резолюцията на Държавния стандарт от 26.03.92 г. № 265
3. Този стандарт е изготвен по метода на директното прилагане на международния стандарт IEC 38-83 "Стандартни напрежения, препоръчани от IEC" с допълнителни изисквания, отразяващи нуждите на националната икономика
4. ВЪВЕДЕН ЗА ПЪРВИ ПЪТ
5. РЕФЕРЕНТНИ РЕГУЛАТОРНО-ТЕХНИЧЕСКИ ДОКУМЕНТИ
6. РЕПУБЛИКАЦИЯ. Май 2004 г.
Този стандарт се прилага за:
Системи за пренос на енергия, разпределителни мрежи и системи за захранване на консуматори на променлив ток, в които се използват стандартни честоти от 50 или 60 Hz с номинално напрежение над 100 V, както и оборудване, работещо в тези системи;
AC и DC тягови мрежи;
DC оборудване с номинално напрежение под 750 V и променлив ток с номинално напрежение под 120 V и честота (обикновено, но не само) 50 или 60 Hz. Такова оборудване включва първични или вторични батерии, други AC или DC захранващи устройства, електрическо оборудване (включително промишлени инсталации и телекомуникации), различни електрически уреди и устройства.
Стандартът не се прилага за напреженията на измервателните вериги, системите за предаване на сигнали, както и за напреженията на отделни възли и елементи, съставляващи електрическо оборудване.
Стойностите на променливотоково напрежение, дадени в този стандарт, са средно ефективни стойности.
Този стандарт се прилага заедно с GOST 721, GOST 21128, GOST 23366 и GOST 6962.
Термините, използвани в стандарта, и техните обяснения са дадени в приложението.
Изискванията, които отразяват нуждите на националната икономика, са подчертани с получер шрифт.
1. СТАНДАРТНО НАПРЕЖЕНИЕ НА ОСНОВНИТЕ АКСЕСОАРИ
ТОК В ОБХВАТ ОТ 100 ДО 1000 V ВКЛЮЧИТЕЛНО
Стандартните напрежения в посочения диапазон са дадени в табл. 1. Те \u200b\u200bпринадлежат към трифазни четирижилни и еднофазни трижилни мрежи, включително еднофазни клонове от тях.
маса 1
* Номиналните напрежения на съществуващите мрежи с напрежение 220/380 и 240/415 V трябва да бъдат доведени до препоръчителната стойност 230/400 V. До 2003 г., като първи етап, енергоснабдителните организации в страни с мрежа 220/380 V трябва да доведат напрежението до стойност 230/400 V (%).
Комуналните предприятия в страни с мрежа от 240/415 V също трябва да регулират това напрежение на 230/400 V (%). След 2003 г. трябва да се достигне обхватът 230/400 V ± 10%. Тогава ще се разгледа въпросът за намаляване на лимитите. Всички тези изисквания се отнасят и за напрежението 380/660 V. То трябва да бъде доведено до препоръчителната стойност от 400/690 V.
** Не използвайте заедно с 230/400 и 400/690 V.
Таблица 1 за трифазни трижилни или четирижилни мрежи числителят съответства на напрежението между фазата и нулата, знаменателят съответства на напрежението между фазите. Ако е посочена единична стойност, тя съответства на фазово-фазовото напрежение на трипроводна мрежа.
За еднофазни трижилни мрежи числителят съответства на напрежението между фазата и нулата, знаменателят съответства на напрежението между линиите.
Напрежения над 230/400 V се използват главно в тежката индустрия и големите търговски сгради.
2. СТАНДАРТНИ НАПРЕЖЕНИЯ ЗА ЗАХРАНВАНЕ
ЕЛЕКТРИЧЕН ТРАНСПОРТ С ЕЛЕКТРОЗАХРАНВАНЕ ОТ КОНТАКТ
AC и DC ОСНОВНИ
Стандартните напрежения са дадени в табл. 2.
таблица 2
| Тип напрежение контактна мрежа | Напрежение, V | Номинална честота в мрежата с променлив ток, Hz | ||||
| минимална | номинален | максимум | ||||
| Постоянен | (400)* | (600) | (720) | |||
| 3600** | ||||||
| Променлива | (4750) | (6250) | (6900) | 50 или 60 | ||
| 50 или 60 |
* По-специално в еднофазни променливотокови системи номиналното напрежение 6 250 V трябва да се използва само когато местните условия не позволяват използването на номинално напрежение 25 000 V.
Напреженията, дадени в таблицата, са приети от Международния комитет за оборудване за електрическа тяга и Технически комитет 9 на IEC "Електрическо тягово оборудване".
** В някои европейски държави това напрежение достига 4000 V. Електрическото оборудване на превозни средства, участващи в международен трафик с тези страни, трябва да издържа на тази максимална стойност за кратки интервали до 5 минути.
3. СТАНДАРТНИ НАПРЕЖЕНИЯ НА ОСНОВНИТЕ АКСЕСОАРИ
ТОКОВЕ В ОБХВАТ НАД 1 - 35 kV ВКЛЮЧИТЕЛНО
Стандартните напрежения са дадени в табл. 3.
Серия 1 - напрежения с честота 50 Hz, серия 2 - напрежения с честота 60 Hz. В една държава се препоръчва да се използва само едно от последователните напрежения.
Стойностите, дадени в таблицата, съответстват на напрежения между линиите.
Стойностите в скоби не са за предпочитане. Тези стойности не се препоръчват при създаване на нови мрежи.
Таблица 3
| Серия 1 | Серия 2 | |||
| Най-високото напрежение за оборудване, kV | Номинално напрежение на мрежата, kV | |||
| 3,6* | 3,3* | 3* | 4,40* | 4,16* |
| 7,2* | 6,6* | 6* | - | - |
| - | - | |||
| - | - | - | 13,2** | 12,47** |
| - | - | - | 13,97** | 13,2** |
| - | - | - | 14,52* | 13,8* |
| (17,5) | - | (15) | - | - |
| - | - | |||
| - | - | - | 26,4** | 24,94** |
| 36*** | 35*** | - | - | - |
| - | - | - | 36,5** | 34,5** |
| 40,5*** | - | 35*** | - | - |
* Това напрежение не трябва да се използва в електрически мрежи с общо предназначение.
** Тези напрежения обикновено съответстват на четирижилни мрежи, останалите - трижилни.
*** Разглеждат се въпросите за унифицирането на тези ценности.
В мрежа от серия 1 най-високото и най-ниското напрежение не трябва да се различават с повече от ± 10% от номиналното напрежение на мрежата.
В мрежа от серия 2 максималното напрежение не трябва да се различава с повече от плюс 5%, а минималното напрежение с повече от минус 10% от номиналното напрежение на мрежата.
4. СТАНДАРТНИ НАПРЕЖЕНИЯ НА ОСНОВНИТЕ АКСЕСОАРИ
ТОКОВЕ В ОБХВАТ НАД 35 ДО 230 kV ВКЛЮЧИТЕЛНО
Стандартните напрежения са изброени в табл. 4. В една държава се препоръчва да се използва само една от посочените в таблица. 4 серии и само едно напрежение от следните групи:
Група 1 - 123 ... 145 kV;
Група 2 - 245, 300 (вж. Раздел 5), 363 kV (вж. Раздел 5).
Стойностите в скоби не са за предпочитане. Тези стойности не се препоръчват при създаване на нови мрежи. Стойностите, дадени в табл. 4 съответстват на напрежението между фазите.
Таблица 4
В киловолта
5. СТАНДАРТНИ НАПРЕЖЕНИЯ НА ТРИФАЗНИ ОСНОВНИ МЕРКИ
С НАЙ-ГОЛЯМОТО ОБОРУДВАНЕ НАПРЕЖЕНИЕ, ПОВЕЧЕ 245 kV
Най-високото работно напрежение на оборудването е избрано от серията: (300), (363), 420, 525 *, 765 **, 1200 *** kV.
_________________
* Използвано и напрежение 550 kV.
** Могат да се използват напрежения между 765 и 800 kV, при условие че изпитвателните стойности за оборудването са същите като посочените от IEC за 765 kV.
*** Междинна стойност между 765 и 1200 kV, съответно различна от тези две стойности, ще бъде включена допълнително, ако в която и да е област на света има нужда от такова напрежение. В този случай напрежения 765 и 1200 kV не трябва да се прилагат в географския район, където ще бъде приета тази междинна стойност.
Серийните стойности съответстват на фазово-фазовото напрежение.
Стойностите в скоби не са за предпочитане. Тези стойности не се препоръчват при създаване на нови мрежи.
Група 2 - 245 (виж Таблица 4), 300, 363 kV;
Група 3 - 363, 420 kV;
Група 4 - 420, 525 kV.
Забележка. Термините "мирен регион" и " географски район»Може да съответства на една държава, група държави или част от голяма държава, където е избрано същото ниво на напрежение.
6. СТАНДАРТНИ НАПРЕЖЕНИЯ ЗА ОБОРУДВАНЕ С НОМЕР
НАПРЕЖЕНИЯ ПО-МАЛКО ОТ 120 VAC И ПО-ДО 750 V
ПОСТОЯНЕН ТОК
Стандартните напрежения са дадени в табл. 5.
Таблица 5
| Номинални стойности, V | |||
| DC напрежение | Променливо напрежение | ||
| предпочитан | допълнителен | предпочитан | допълнителен |
| - | 2,4 | - | - |
| - | - | - | |
| - | - | - | |
| - | 4,5 | - | - |
| - | - | ||
| - | - | ||
| - | 7,5 | - | - |
| - | - | - | |
| - | - | ||
| - | - | ||
| - | - | ||
| - | - | - | |
| - | - | ||
| - | - | - | |
| - | - | - | |
| - | - | ||
| - | - | ||
| - | - | - | |
| - | - | - | |
| - | - | - | |
| - | - | ||
| - | - | - | |
| - | - | - | |
| - | - | - | |
| - | - | - | |
| - | - | - |
Забележки: 1. Тъй като напрежението на първичните и вторичните захранващи клетки (батерии) е по-ниско от 2,4 V и изборът на типа клетка, използвана за различните области на употреба, не зависи от напрежението, а от други критерии, тези напрежения не са посочени в таблицата. Съответните технически комитети на IEC могат да определят типовете клетки и съответните напрежения за конкретно приложение.
2. Ако има технически и икономически обосновки в конкретни области на приложение, е възможно да се използват и други напрежения в допълнение към посочените в таблицата. Напреженията, използвани в ОНД, се определят от GOST 21128.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Справка
УСЛОВИЯ И ОБЯСНЕНИЯ
| Срок | Обяснение |
| Номинално напрежение | Напрежението, при което е проектирана мрежата или оборудването и на което се дължи тяхната ефективност |
| Най-високото (най-ниското) мрежово напрежение | Най-високата (най-ниската) стойност на напрежението, която може да се наблюдава по време на нормална работа на мрежата във всяка точка по всяко време. Този термин не се прилага за напрежение в преходни процеси (например по време на превключване) и краткосрочни повишения на напрежението (спадове). |
| Най-високото работно напрежение на оборудването | Най-висока стойност напрежение, при което оборудването може да функционира нормално неограничено време. Това напрежение се задава въз основа на ефекта му върху изолацията и характеристиките на оборудването, които зависят от него. Най-високото напрежение за оборудването е максималната стойност на най-високите напрежения на мрежите, в които това оборудване може да се използва. |
| Най-високото напрежение е посочено само за оборудване, свързано към мрежи с номинално напрежение над 1000 V. Въпреки това, трябва да се има предвид, че за някои номинални напрежения, дори преди да се достигне това най-високо напрежение, вече не е възможно да се извърши нормалната работа на оборудването по отношение на такива зависими от напрежението характеристики като загуби в кондензатори, магнетизиращи токове в трансформатори и др. В тези случаи съответните стандарти трябва да установят границите, под които може да се осигури нормалната работа на устройствата. | |
| Очевидно е, че оборудването, предназначено за мрежи с номинално напрежение, което не надвишава 1000 V, е препоръчително да се характеризира само номиналното напрежение както по отношение на производителността, така и по отношение на изолацията. | |
| Потребителска мощност | Точката на разпределителната мрежа на енергийната организация, от която се доставя енергия на потребителя |
| Потребител (електричество) | Предприятие, организация, институция, географски обособена работилница и др., Свързани към електрическите мрежи на енергоснабдителната организация и използващи енергия с помощта на електрически приемници |
Както знаете, скалата на номиналните напрежения на електрическите мрежи над 1000 V променлив ток с общо предназначение се определя съгласно GOST 721-77 и препоръчва следните напрежения за новопроектирани мрежи:
6, 10, 35, 110, 220, 330, 500, 750, 1150 kV.
При избора на напрежение е необходимо да се вземат предвид съществуващите системи за напрежение в европейската част на Русия 110 (150) / 330/750 kV и в Урал и Сибир - 110/220/500/1150 kV.
Предварителният избор на напрежение може да бъде направен съгласно емпиричната формула на G.A. Иларионова:
къде е дължината на линията, км; - мощност, предавана по веригата, MW.
Тази формула дава задоволителни резултати за целия диапазон от номинални променливо напрежение в диапазона 35–1150 kV.
Съществуват и други емпирични формули за избор на номиналното напрежение. Обхватът на тяхното приложение е ограничен от някои условия, представени по-долу (Таблица 2.4).
Таблица 2.4
Формули за избор на номинално напрежение на предаване
Областите на приложение на стандартните номинални напрежения в зависимост от мощността и разстоянието на предаване са показани на фигура 2.16 и таблица 2.5.
Таблица 2.5
Капацитет на пренос на мощност 110-1150 kV
| U ном, kV | F, mm 2 | Естествена мощност, MW, при характеристичен импеданс, Ом | Най-голямата предавана мощност на верига, MW | Най-голямата дължина на предаване, км | ||
| 400 | 300–314 | 250–275 | ||||
| 70-240 | – | – | 25-50 | 50-150 | ||
| 240-400 | – | 100-200 | 150-250 | |||
| 2 × 240-2 × 400 | – | 300-400 | 200-300 | |||
| 3 × 330-3 × 500 | – | 700-900 | 800-1200 | |||
| 5 × 240-5 × 400 | – | – | 1800-2200 | 1200-2000 | ||
| 8 × 300-8 × 500 | – | – | 4000-6000 | 2500-3000 |
Днес две системи, разработени в Русия, имат номинална стъпка на напрежение във всяка от приблизително равна на 2 и разлика в предаваната мощност за съседни напрежения с 4 ÷ 6 пъти. Това води до факта, че при предаване на определена мощност са необходими няколко вериги при ниско напрежение, а при високо напрежение линията ще бъде недостатъчно натоварена. В тази връзка при избора на напрежение е възможно да се използва съседният PUE U nom, но с увеличен радиус на разделяне.
Фигура: 2.16. Приложения на електрически мрежи с различни номинални напрежения. Посочени са границите на еднаква ефективност: 1 –1150 и 500 kV; 2 - 500 и 220 kV; 3 - 220 и 110 kV; 4 - 110 и 35 kV; 5 - 750 и 330 kV; 6 - 330 и 150 kV; 7 - 150 и 35 kV
Конфигурация
При избора на схеми за развитие на електрически мрежи могат да се използват следните техники:
а) реконструкция на главното предаване чрез добавяне на втора верига, понякога при по-високо напрежение;
б) появата на нови кръгови линии;
в) дълбоко вкарване при по-високо напрежение.
Разбира се, окончателният избор на напрежение и конфигурация трябва да се основава на технически и икономически изчисления.
Избор на раздел
При избора на напречно сечение е необходимо да се вземе предвид явлението корона, което определя минимално допустимото напречно сечение за всяко номинално напрежение.
Максимално допустимото напречно сечение за електропроводи зависи от номиналното напрежение и се определя от рационалното съотношение на потреблението на цветни и черни метали в линейната структура.
Напречното сечение се избира според икономическата плътност на тока или икономическите интервали. Икономическата плътност се определя от минималните разходи в електропроводите и зависи от вида на линията, материала на проводника, графика на натоварване.
2.8.2. Икономически интервали
Използването на икономически интервали позволява да се изключат от броя на променливите дискретни секции и номинални мощности на трансформаторите. С помощта на икономически интервали е възможно да се представят разходите като функция само на предаваната мощност. При избора на структурата на генериращите мощности разходите за електропроводи могат да бъдат представени като. Когато се планира развитието на мрежата, във формата може да се използва по-точно сближаване 
или 
, но всички те имат разлика в. Приближение на формата 
за което на разходи 
може да се намали чрез избор на ε.
При избора на икономически интервали за трансформатори разходите се вземат предвид по следната формула:
където е цената на тия трансформатор; - време на работа на трансформатора;
- цената на загубената енергия, определена от разходите за основната ES;
- разходите, определени от разходите в пиковите станции.
Обикновено, но често се приема 
.
От състоянието 
горната граница на икономическия интервал на трансформатора с оценена сила.
2.8.3. Математически модел на планиране на развитието на мрежата
Формирането на модела започва с изготвяне на схема за проектиране, която показва съществуващите възли и клонове, нови възли и възможни допълнителни следи от линии, свързващи обекти в системата. Трябва да се вземат предвид и онези линии, които са открити в резултат на анализа на модела за избор на структурата на генериращите мощности. Схемата за проектиране трябва да бъде разумно излишна и да включва допълнителни линии, за да не се пропуснат възможни оптимални връзки.
За възлите трябва да се посочат предвидените натоварвания и мощности на входните единици. По този начин дизайнерският модел ще има възли за проектиране, включително съществуващи; тези. индекс на възел 
... Броят на клоновете в схемата за проектиране, от които - съществуващи.
Като неизвестни можете да приемате потоци активна мощност по клоните 
.
Като обективна функция разгледайте разходите в съществуващи линиипропорционални на загубите на енергия и в нови линии, определени в съответствие с приетите апроксимиращи изрази за разходи:
, (2.35)
където 
.
Неизвестните потоци на мощност по клоните са предмет на условието за баланс на мощността на възлите, което може да бъде записано в матрична форма:
.
- правоъгълна матрица на връзки възел-разклонение и нейните елементи за възел и разклонение с са означени и могат да приемат стойности, равни на 1, ако клонът напусне възела; +1, ако клонът е включен в възел и 0, ако не е свързан с възел.
Нека съставим уравнението на баланса за възела (фиг. 2.19):
По принцип уравнението на баланса за всеки възел може да бъде написано:
.
По този начин проблемът при избора на оптимална мрежова схема е да се намери минимумът на някаква нелинейна функция 
подчинени на ограничението на линейното равенство 
.
Формулираният по този начин проблем за планиране на развитието на мрежата се свежда до проблем с нелинейно програмиране. Този проблем обикновено има една крайност. За да се реши, могат да се използват по-рано разгледаните методи за нелинейно програмиране.
2.8.4. Прилагане на градиентни методи
Както знаете, основното уравнение на метода на градиента:
. (2.36)
Помислете за пример, в който трябва да изберете мрежа, която да захранва само един възел (фиг. 2.20). Предполагаме, че разходите са представени от квадратични зависимости. Приемаме като отправна точка R 0 =(0,R N).
Като се вземат предвид ограниченията, движението до минимум трябва да се извърши по проекцията на градиента върху повърхността на ограничението, т.е. по вектор V. Вектор V може да се получи чрез премахване на ограничения от компонентите, перпендикулярни на повърхността. Тези съставки формират градиента на ограниченията. По този начин векторът V дефиниран от израза
. (2.37)
За определяне на неопределените фактори, формиращи вектора V, използва се условието за равенство на нула на точковото произведение:
. (2.38)
От това условие, като градиентът е равен на линейното ограничение, можем да намерим. Всъщност от трансформацията
можете да получите следния матричен израз за факторите
. (2.40)
Компоненти на вектора на факторите λ ви позволяват да определите всички компоненти на вектора V
,
и ги използвайте в процедурата с метод на градиент
.
Обаче е по-лесно да се намери проекцията на градиента, ако изразът (2.40) се замени с (2.37) и проста трансформация
където P=
- дизайнерска матрица.
Итеративният процес продължава, докато се изпълни условието за необходимата точност за всички компоненти.
 Фигура: 2.21 | Блоковата схема на алгоритъма с избора на оптималната стъпка е показана на фигура 2.21. Предназначение на блоковете: 1. Формиране на изчислителната схема. 2. Определяне на типа функции за изчисляване на разходите и техните производни за всички клонове. 3. Формиране на матрицата на инциденти М. 4. Определяне на градиентната проекционна матрица А. 5. Първоначално приближение на потоците Р \u003d Р0. 6. Изчисляване на градиента в точка P. 7. Определяне на проекцията V градиент. 8. Проверка на крайното състояние. 9. Организиране на пробна стъпка P 1 \u003d P- V t 0 /. 10. Изчисляване на градиент и проекция V 1 в края на стъпката. 11. Определяне на оптималната стъпка  ... 12. Работна стъпка. 13. Извеждане на резултатите |
Пример 2.3... Определете оптималните потоци в клоновете на мрежата, чиято схема за проектиране е показана на фигура 2.22.
Итеративното изчисление започва с приемането на първоначалното приближение P 0, определяйки величината на градиента и неговата проекция върху повърхността на ограниченията
След това се прави тестова стъпка по посока на проекцията. t 0 \u003d 0,1а потоците се определят по клонове R 1 в края на тази стъпка, градиентът и неговата проекция
След това можете да определите стъпката, близка до оптималната
и изпълнете работна стъпка от началната точка P по посока на проекцията
След това, в съответствие с алгоритъма, се връщаме към блок 6, където градиентът и неговата проекция отново се изчисляват
Проверката на състоянието в блок 8 определя завършването на итеративния процес.
Намерените потоци могат да се използват за избор на напречното сечение на електропреносната линия.
Бързото сближаване на процеса се обяснява с квадратичния характер на целевата функция, която има линеен градиент и оптималната стъпка, намерена от две точки, води до точно решение.
Недостатъкът на този метод е голямото измерение на проблема, което се определя от броя на клоновете на схемата за изчисление.
2.8.5. Метод за оптимизация на координатите
В схемата за проектиране, като правило, минимумът е броят на контурите, дефиниран като разликата в броя на клоните и възлите. Следователно, когато оптимизирате като неизвестни, препоръчително е да използвате контурните степени и да приложите метода за търсене на координати. Предимството на този метод е, че при всяка стъпка на оптимизиране на целевата функция 
само една променлива е избрана, докато останалите са фиксирани. Намерената стойност е фиксирана и след това се пристъпва към оптимизация на следващата променлива и т.н.
Помислете за ограничението на баланса. Всички потоци по клоните могат да бъдат разделени на два компонента:
,
къде са потоците в дървото, чиито клони свързват всички възли с балансиращия, без да се образуват контури;
- потоци в акорди, т.е. в клоните, образуващи очертанията.
Основното ограничение може да се разглежда като разделено на блокови матрици, както е показано на Фигура 2.23.
Потоците в клоните на дървото се определят уникално от потоците в акордите, което произтича от релациите, получени въз основа на операции с блокови матрици и представени по-долу:
(2.42)
Като първоначално приближение можете да вземете:
След това тече в дървета:
.
Различни клонове на оригиналната схема могат да бъдат избрани като акорди, допълващи избраното дърво с образуването на контури. Броят на комбинациите се определя от възможния брой дървета, изчислени с помощта на детерминанта на Трент, генерирана за независими възли:
, (2.43)
където е броят на клоновете, свързани с възела; - броят на клоновете, свързващи възлите и.
Пример 2.4.Определете броя на дърветата за веригата
 |  |
Оптимизацията на контура се извършва съгласно следния алгоритъм.
1) Съставя се изчислителна схема.
2) Определят се зависимости за отчитане на разходите по реда на схемата за изчисление. За това могат да се използват всякакви сближаващи функции до точно по-ниския обхват на разходите в нови редове.
3) Акордите се избират и номерират, за което се взема първоначалното сближаване на потоците и се отчитат потоците в клоните на дърветата.
4) Организира се хордов цикъл, при който последователно се извършват следните операции:
- за текущия акорд се вижда контурът, който той затваря;
- по получения поток в хордата се определят потоци в клоните на контура;
- по потоци във клоновете на веригата се вземат предвид разходите във всеки клон и общите разходи във всички клонове на веригата;
- последователно промяна на стойността на потоците на акордите в посока на увеличаване или намаляване, докато се определят нови потоци в клоните на контура и нови разходи, които се сравняват с предишните, докато се намери минимумът.
По този начин се извършва оптимизация. Ако разходите се изчисляват чрез приближение, тогава е възможно да се разгледат такива потоци в хордата, при които в цикъла се появява клон с нулева мощност, което осигурява минимум разходи. След това текущият акорд се прехвърля в този клон.
5) След излизане от цикъла, новата позиция на акордите се сравнява с предишната. Ако не съвпада, се изпълнява следващият цикъл на оптимизация. Ако има съвпадение, изчислението приключва. Обикновено са достатъчни два до три цикъла.
Пример 2.5.Изберете оптимален план развитие на мрежа 220 kV, което е показано на фигура 2.25-a.
За разглежданата мрежа развитието е свързано с увеличаване на натоварванията и свързването на нова подстанция. Пунктираната линия показва възможни електропроводи. Фигура 2.25-b показва кривите на разходите за съществуващи и нови електропроводи и техните линейни приближения.
Таблицата показва изрази за определяне на разходите за всеки клон на схемата за изчисление, като се вземе предвид дължината.
Таблица 2.6
| Линия | Разходи |
| 0-1 | |
| 1-2 |  |
| 2-3 |  |
| 0-3 |
В схемата за проектиране има само 1 контур и ние ще вземем раздел 2-3 като начална позиция на хордата. Изберете всички клонове на контура за изчисляване на разходите. Итеративният процес е показан в Таблица 2.7:
Таблица 2.7
| 0-1 | ||||||
| 1-2 | ||||||
| 2-3 | ||||||
| 0-3 | ||||||
В първоначалната позиция на акорда разходите възлизат на 812 хиляди рубли. Преместването на акорда в съседна позиция промени потоците и намали разходите. По-нататъшното движение в същата посока вече не беше печелившо.
В резултат на оптимизацията се намира дърво, което съответства на минималните разходи.
За мрежа от всякаква сложност итеративният процес се сближава достатъчно бързо. В този случай могат да се използват специални бързи алгоритми, които се използват за отворени вериги. Те се основават на метода "картографиране на втори адрес".
Намереното в резултат на оптимизацията дърво определя основата на развиващата се мрежа, която може да бъде допълнена, като се вземат предвид изискванията за надеждност и качество на режима.
Нека разгледаме същността на втория метод за картографиране на адреси, който може да се използва при избора на оптималното дърво за развиваща се мрежа. Помислете за отворена верига (Фигура 2.26), чрез която натоварването от централата на захранването се подава към няколко консуматора. За дадени възлови натоварвания, например ток, токът на всеки клон се определя чрез просто сумиране на токовете на тези възли, които преминават през този клон. Ако мрежовата схема е посочена по двойки възли за всеки клон строго в посоката от процесора, което е съвсем естествено, тогава поредният номер на началния възел на клона в списъка (масива) от крайни възли ще улесни организирането на преминаване от всеки възел към процесора, който трябва да има специален път за завършване на пътя. число, като например отрицателно. Намерените по този начин числа за всеки клон се наричат \u200b\u200b„втори адрес“.
Таблица 2.8
| Бр | ООН | Великобритания | TU | UN2 | Ток на разклонение (TB) |
| -10 | -10 | 10+4+6+8+5=33 | |||
| 5+4+8=17 | |||||
Таблицата показва първоначалните данни и етапите на изчисляване на разклонителните токове. Обозначенията на масива са тук: UN - възли на началото, UK - възли на края на клонове, ТУ - токове на възли, TV - токове на клонове, UN2 - второ адресиране.
Анализирайки таблицата, трябва да обърнете внимание на факта, че с правилно зададена мрежова конфигурация, всеки номер на възел в масива CN може да бъде намерен в масива MC. Както вече беше отбелязано, неговото място, т.е. номерът на поредицата в този масив се нарича второ картографиране на адреси.
Намерените адреси могат да се използват за определяне на разклонителни токове, мощностни потоци, загуби, т.е. за изчисляване на режима. Помислете за процедурата за определяне на токовете по клоните. Тук първо всички елементи на DU масива се пренаписват в телевизионния масив и след това токовете на всички възли, започвайки от последния, се наслагват чрез сумиране на токовете на клоновете, през които възелът се захранва от точката на захранване в съответствие с вторите адреси.
Изчисляването на разпределението на мощността, като се вземат предвид загубите на мощност и напрежение, се извършва по подобен начин.
Помислете за два алгоритма, използвани при анализа на отворени вериги.
Фигура 2.27 показва блок-схема на алгоритъма за определяне на вторите адреси, а Фигура 2.28 показва блок-схема на алгоритъма за изчисляване на текущото разпределение.
В алгоритъма за оптимизиране на контура на развиващата се мрежа акордите се комбинират в отделен масив, където се формират вторите адреси за двата възла на отворения клон. В цикъла на оптимизация за всеки хорд се определя захранващ възел, който действа като процесор и ограничава движението на позицията на акорда по време на едномерната оптимизация.
2.8.6. Метод на разклонение и граница (MBB) за избор на оптимален
разпределителна мрежа
Разпределителните мрежи, като правило, работят в отворени вериги. Основата за избора на нова мрежа е да се намери дървото с най-ниски разходи. Броят на възможните дървета е огромен и се определя от детерминанта на Трент. Оптималното дърво може да бъде намерено чрез изчисляване на цената за всяко дърво от целия набор от възможни дървета. Но подобен преглед на всички комбинации не е реалистичен дори при съвременните компютри.
Същността на метода на разклонение и обвързване се състои в разделянето на целия набор от възможни проекти на подмножества, последвано от опростена оценка на ефективността на всеки и изхвърляне (изключване от по-нататъшен анализ) на неперспективни подмножества. Всъщност това е комбинативен метод, но с целенасочено изброяване на опциите. Методът се появява за пръв път през 1960 г. за решаване на проблем с линейно целочислено програмиране, но остава незабелязан и едва през 1963 г. е ефективно използван за решаване на проблема с пътуващ продавач, който трябва да обиколи всички търговски точки по най-краткия път. Подобен проблем се решава от състезатели по ориентиране.
Оригиналният набор и всички текущи са разделени на несъединени подмножества, където е номерът на дяла, е поредният номер на подмножеството на етапа на разделянето (фиг. 2.29).
Има неизвестен план за минимални разходи за оригиналния комплект
, (2.44)
къде е точното ограничение на по-ниските разходи, което е неизвестно;
- точно ограничена по-ниска цена, която също съществува за.
Ние вярваме, че има възможност за доста просто определяне на някаква оценка на външните разходи за тази подгрупа, за която условието е изпълнено. Тази оценка може да се използва за идентифициране на „скъпи“ подмножества, които могат да бъдат изключени от по-нататъшно разделяне. За да се подобри надеждността в конкурентните подмножества, се вземат предвид и вътрешни оценки, за които. Външните и вътрешните оценки са показани на фигура 2.30.
Поднаборите на перспективата се разделят по подобен начин. Процесът на разклоняване продължава, докато в подмножеството останат няколко опции (2 ÷ 4) или външните и вътрешните оценки \u003d.
Помислете за прилагането на идеята за метода на разклонение и обвързване към проблема за намиране на нова разпределителна мрежа с линейно приближение на разходите в клона на схемата за изчисление
Русия
В Русия са разработени две серии от номинални напрежения, които включват както линии свръхвисоко, така и ултрависоко напрежение. Първата скала е 110-150-330-750 kV, втората е 110-220-500-1150 kV.
Всеки от следващите етапи в тези скали надвишава предишния с около 2 пъти, което прави възможно увеличаването на капацитета на предаване с около 4 пъти.
Тези скали на напрежение имат свои области на приложение. Първият мащаб стана широко разпространен в северозападните региони на Русия, Карелия, на полуостров Кола и Северен Кавказ. Връзките на обединената система на Северозапад с енергийната система на Кола се осъществяват при напрежение 330 kV, IES на Северозапад с IES на центъра - при напрежение 750 kV.
Втората скала на стрес се използва в центъра на Русия и регионите, разположени на изток от Москва. В централната зона тези две скали понякога се припокриват (линии 500 и 750 kV). В същото време на изток от Москва, включително Сибир и Далечния изток, се използва само втората скала на стреса. Това разделение на двете скали за различни територии има своите предимства от гледна точка на функционирането на мрежовата икономика.
САЩ
Първите електропроводи с напрежение 110 kV са построени в САЩ през 1910 г., 220 kV - през 1922 г. и след това се появяват редица други номинални напрежения, дължащи се на голямо количество фирми, произвеждащи електрическо оборудване. През 50-те години са овладени линии 345 kV, през 1965 г. е включена първата линия 500 kV, през 1969 г. - линия 765 kV, а през 1970 г. линия за пренос на постоянен ток ± 400 kV с дължина 1400 км ( Тихоокеанско предаване), минаваща по западното крайбрежие на САЩ. Въпреки разнообразието от номинални напрежения в тази страна, могат да се разграничат две скали, които имат свои области на приложение. Първата скала включва напрежения от 138-345-765 kV и се използва на югозапад, в центъра и на север от страната, втората - напрежения 115-230-500 kV и се използва главно на запад и югоизток на САЩ.
В Съединените щати има редица взаимосвързани енергийни системи, които включват отделни енергийни компании, от които има повече от хиляда. Някои от тези клъстери се управляват от една контролна зала, други просто работят паралелно, за да координират споделянето на товара и контрола на честотата. Ролята на междусистемните връзки и магистралните линии се играе от 345-765 kV линии. Работи се по създаването на оборудване за преносни линии 1600 kV.
На север мрежата на САЩ има силни връзки с Канада, включително няколко линии 765 kV от източната страна на границата, няколко линии 500 kV от западната страна и три DC линии.
През 90-те години на миналия век от ВЕЦ La Grande в Квебек (Канада) до Бостън (САЩ) е построена мулти-подстанция за пренос на постоянен ток Канада-САЩ (1486 км, ± 400 kV, 2000 MW). Това предаване има пет конверторни станции, три от които се намират в Канада и две в САЩ. В допълнение към тази преносна линия в Съединените щати има още три преносни линии и осем постоянни връзки.
На юг американската електрическа мрежа е свързана с 230-345 kV линии към мексиканската електрическа мрежа. Електрическите мрежи в Канада, САЩ и Мексико работят паралелно.
Западна Европа
В Западна Европа съществува силовата междусистемна връзка UCPTE, която включва 12 държави, към които страните от Източна Европа са свързани сега. Скандинавските страни са създали електрическата мрежа Nordel System, която включва Швеция, Норвегия, Финландия и Дания. Anglin Power System работи паралелно с UCPTE чрез подводна DC линия за пренос. Подобни далекопроводи също свързват енергийните системи на Швеция, Дания и Германия с енергийните системи на Швеция и Финландия. Русия е свързана със системата Nordel чрез 1420 MW DC връзка във Виборг. Предвижда се изграждането на 724 км подводница с постоянен ток Великобритания - Норвегия с пропускателна мощност 800 MW.
Основните опорни линии на променлив ток в западноевропейските страни, които са част от UCPTE, са линии 380-420 kV. 230 kV линии и 110-150 kV линии служат като разпределителни мрежи. Напрежения от 500 и 750 kV не се използват в Западна Европа, но поради нарастването на натоварванията във Франция е разработен проект за изграждане на 750 kV линии. В същото време се планира да се използват новопостроени линии 380 kV с два проводника във фаза на опори с двойна верига за окачване на една верига 750 kV със същите проводници.
Канада
В източната част на страната има доста широко разпространена мрежа с напрежение 735 kV, в западната - 500 kV. Развитието на мрежата от 735 kV е породено от необходимостта от захранване на една от най-големите водни електроцентрали в реката в света. Чърчил с мощност 5,2 GW, както и каскада от водноелектрически централи на реката. Свети Лорънс. За изхода на водноелектрическата централа на реката. Нелсън построява преносна линия с постоянен ток Нелсън - Уинипег - двуконтурно предаване с дължина 800 км: първата верига на живачни клапани (± 450 kV, 1620 MW), втората верига на тиристорни клапани за високо напрежение (± 500 kV, 2000 MW). В допълнение, има 320 MW постоянна връзка на река Il River, предназначена да свърже енергийните системи на Канада и САЩ. На западното крайбрежие
Канада е подложила подводно предаване от континента до около. Ванкувър, имащ два AC кабела (138 kV, 120 MW) и два DC кабела (+ 260 + 280 kV, 370 MW). Също така има връзка Shategei DC (1000 MW), свързваща мрежата 735 kV в Канада и мрежата 765 kV в САЩ.
Разработените 500 kV мрежи в Западна Канада свързват големи електроцентрали и зареждат възли в индустриалните зони на западните провинции. Електрическите системи в източната и западната част на Канада нямат пряка връзка, тъй като са разделени от планински вериги. Комуникацията се осъществява чрез енергийната мрежа на САЩ. В западната част на тези страни има 500 kV междусистемни връзки между енергийните системи на Канада и САЩ.
По този начин има две основни електрически мрежи в северната част на САЩ и южната част на Канада: електрическите мрежи в североизточната част на САЩ и югоизточната част на Канада и енергийните системи в северозападната част на САЩ и югозападната част на Канада.
Мексико, Централна и Южна Америка
Енергийната система на Мексико е непропорционално по-малко мощна от енергийната система на САЩ. Основната мрежа в Мексико се формира при напрежения 220 и 400 kV.
Страните от Централна Америка (Панама, Коста Рика, Хондурас, Никарагуа) образуват енергийно изолиран регион с малък общ капацитет на електроцентралите (3-4 GW). Има междудържавни връзки от 230 kV. В момента Централната американска енергийна асоциация се създава въз основа на изграждането на 230-500 kV линии.
Сред страните Южна Америка най-мощният енергиен потенциал притежават Бразилия (54%), Аржентина (20%) и Венецуела (10%). Останалото пада върху други страни на континента. В същото време енергийната мрежа на Аржентина е най-голямата в Южна Америка. Най-високото напрежение на мрежите в Аржентина е 500 kV, общата дължина на линиите от този клас напрежение е около 10 хиляди км.
Най-високото напрежение на електрическите мрежи в Бразилия е 765 kV. Съществуват също така 500 kV мрежова линия, отделни 400 kV линии и 345 kV мрежа. Бразилия експлоатира линия за постоянен ток от най-голямата водна електроцентрала в света Itaipu до района на Сао Пауло. Това предаване на мощност има две стойности с напрежение ± 600 kV, дължината му е над 800 км, общата предавана мощност е 6300 MW.
Най-високото напрежение на мрежата във Венецуела е 400 kV. В останалите страни на този континент - 220 kV. Има редица 220 kV връзки.
Широкото свързване на енергийните системи в Южна Америка е затруднено от различните номинални честоти на отделните страни: 50 и 60 Hz. Има две DC връзки. Единият с мощност 50 MW между мрежите на Парагвай и Бразилия, а другият с мощност 2000 MW между мрежите на Бразилия и Аржентина.
Африка
С голяма площ на континента общият капацитет на електроцентралите е относително малък. Около половината от тях са съсредоточени в Южна Африка и над 10% в Египет, останалите в други страни на континента. При относително скромни енергийни мощности в африканските енергийни системи се използват доста високи напрежения, което се обяснява с отдалечеността на енергийните източници от центровете на потребление. В Египет се използва напрежение 500 kV, в Южна Африка - 400 kV, Нигерия, Замбия и Зимбабве - 330 kV, в други страни 220-230 kV. На континента са построени две мощни електропроводи за постоянен ток за водноелектрическите централи: Инга - Шаба, която свързва двата най-развити, но изолирани района на Заир, и водноелектрическата централа Кабора Баса (Мозамбик) - Аполо (Южна Африка).
Азия (без ОНД)
За този регион, поради липсата на достатъчно пълна информация, само най-много главна информация... Най-високото напрежение на гръбначните линии в Индия, Турция, Ирак, Иран - 400 kV, в Китай, Пакистан, Япония - 500 kV. В Индия и Китай много внимание се отделя на електропреносните и постояннотоковите връзки. В тези страни вече са построени няколко електропроводи и DC вложки и се планира да се увеличи броят им и да се внедрят всички междусистемни връзки на постоянен ток.
Сред енергийните системи на Азия водещите позиции заемат енергийните системи на Япония и Южен Корен. Гръбнакът на гръбначната мрежа на Япония е 275 и 500 kV линии. Почти всички линии от 500 kV са двуконтурни. За пренос на електроенергия в района на Токио от голяма атомна електроцентрала е построена 1100 kV електропроводна линия с дължина 250 км. Тази линия е изградена върху двуконтурни опори с височина до 120 m, което се определя от екологичните изисквания. В момента на острова се изгражда пръстеновидна линия 1100 kV. Хоншу.
Трудността при създаването на единна енергийна система на тази страна е наличието на различни номинални честоти (50 и 60 Hz) в северните и южни части Япония. Границата между тези части тече около. Хоншу. За връзка между тях са изградени две 300 MW постоянни връзки. В допълнение, двата острова - Хокайдо и Хоншу - са свързани с въздушна електропроводна линия с постоянен ток (600 MW, ± 250 kV).
Гръбначна мрежа Южна Кореа има напрежение 345 kV. Поради малкия размер на територията на тази държава електропроводите са къси. Общата дължина на 345 kV линии, преминаващи в меридионална посока, е малко повече от 300 км. Общата дължина на линиите, преминаващи в широтната посока, е приблизително еднаква. Маршрутите на тези линии, като правило, преминават през територии, които не са засегнати от икономическа дейност, което в условията на Южна Корея е от голяма трудност. Поради увеличаването на натоварването се изгражда линия 765 kV, което също изисква преодоляване на трудности при полагане на трасето.
Основните характеристики на енергийните системи са както следва.
Електричеството практически не се натрупва. Производството, трансформацията, разпределението и потреблението се извършват едновременно и почти моментално. Следователно всички елементи на енергийната система са взаимосвързани от единството на режима. В енергийната система, във всеки момент от времето на стабилно състояние, балансът се поддържа за активните и реактивна мощност... Невъзможно е да се произвежда електроенергия без потребител: колко електроенергия се генерира в момента, толкова голяма част от нея се дава на потребителя минус загубите. Ремонтите, авариите и др. Водят до намаляване на количеството електроенергия, доставено на потребителя (при липса на резерв), и като следствие до недостатъчно използване на инсталираното оборудване на електроенергийната система.
Относителната скорост на процесите (преходни): вълнови процеси - () s, изключени и включени - s, къси съединения - () s, люлеещи се - (1-10) s. Високи дебити преходни процеси в енергийните системи налага използването на автоматизация в широк диапазон до пълна автоматизация на процеса на производство и потребление на електроенергия и изключване на възможността за намеса на персонала.
Енергийната система е свързана с всички отрасли на промишлеността и транспорта, характеризиращи се с голямо разнообразие от приемници на енергия.
Развитието на енергийния сектор трябва да изпревари растежа на потреблението на електроенергия, в противен случай е невъзможно да се създадат резерви на мощност. Енергийният сектор трябва да се развива равномерно, без диспропорции на отделни елементи.
Предимства от свързването на електроцентрали към електроенергийната система
Когато електроцентралите се комбинират в енергийна система, се постига следното:
намаляване на общия резерв на мощност;
намаляване на общото максимално натоварване;
взаимопомощ в случай на неравномерни сезонни промени в мощността на електроцентралите;
взаимопомощ в случай на неравномерни сезонни промени в потребителските товари;
взаимопомощ по време на ремонти;
подобряване на използването на капацитета на всяка електроцентрала;
повишаване на надеждността на електрозахранването на потребителите;
възможността за увеличаване на единичния капацитет на блокове и електроцентрали;
възможността за единен контролен център;
подобряване на условията за автоматизиране на процеса на производство и разпределение на електроенергия.
Електрически инсталации. Номинални данни за растенията
Електрически инсталации (PUE, I.13) - инсталации, в които електричеството се произвежда, преобразува, разпределя и консумира. Те са разделени на електрически инсталации с напрежения до 1000 V и над 1000 V.
Номиналният (PUE, I.1) 24) ток, напрежение, мощност, фактор на мощността и др. На електрическа инсталация са паспортни данни (на практика това са данни, при които работата на електрическа инсталация е най-икономична).
Номинални напрежения
Скалата на номиналните линии на напрежение в киловолта на електрически инсталации на трифазен променлив ток с честота 50 Hz е дадена в таблица. един.
маса 1
Скала на номиналното напрежение на електрическите инсталации, kV
|
Електрически приемници |
Генератор |
Трансформатор |
|
|
първична намотка |
вторична намотка |
||
Скалите на номиналните напрежения на генераторите и вторичните намотки на трансформаторите са избрани с 5-10% по-високи от номиналните напрежения на потребителите, електропроводите, първичните намотки на трансформаторите, за да се улесни поддържането на номиналното напрежение на потребителите.
За базова база се приема номиналното напрежение на потребителя (), след това номиналното напрежение на генератора, вторичната намотка на трансформатора. С помощта на рационално избрани номинални напрежения и коефициенти на трансформация е възможно да се компенсира спада на напрежението в преносната мощност (,,) и да се поддържа номиналното напрежение на потребителя.
Максимално допустимите работни напрежения надвишават номиналните с 15% (), 10% () и 5% ().
Скала на максимално напрежение, kV: 3.6; 6,9; 11,5; 23; 40,5; 126; 172; 252; 525; 787; 1207,5.
Промяната в коефициента на трансформация се постига чрез промяна на броя завъртания (кранове) на една от намотките, например с и,
Този израз означава, че броят на завъртанията се променя отстрани по-високо напрежение от до, докато се променя от към (фиг. 1.4):
Прегледайте информацията за трансформаторите, дадена в електрическите ръководства, и определете границите и стъпките на коефициентите на трансформация.