Tehnološke značajke elektroenergetskih sustava. Ljestvica nazivnih napona električnih instalacija
Hnazivni napon dalekovoda značajno utječe na njegove tehničke i ekonomske pokazatelje. S visokim nazivnim naponom moguć je prijenos velike snage na velike udaljenosti i s manjim gubicima. Kapacitet prijenosa prijenosa snage tijekom prijelaza u sljedeću fazu nazivnog napona povećava se nekoliko puta. Istodobno, s porastom nominalnog napona, značajno se povećavaju kapitalna ulaganja u opremu i izgradnju dalekovoda.
Nazivni naponi električne mreže GOST 21128 uspostavljeni su u Rusiji – 83 (tablica 1).
Stol 1
Nazivni međufazni naponi, kV,
za napone iznad 1000 V u skladu s GOST 721-77 (ST SEV 779-77)
| Mreže i prijamnici | Generatori i sinkroni kompenzatori | Transformatori i autotransformatori | Najveći radni napon | |||
| bez mjenjača na opterećenju | s mjenjačem | |||||
| primarni namoti | sekundarni namoti | primarni namoti | sekundarni namoti | |||
| (3) * | (3,15) * | (3) i (3,15) ** | (3.15) i (3.3) | – | (3,15) | (3,6) |
| 6,3 | 6 i 6,3 ** | 6.3 i 6.6 | 6 i 6,3 ** | 6.3 i 6.6 | 7,2 | |
| 10,5 | 10 i 10,5 ** | 10,5 i 11,0 | 10 i 10,5 ** | 10,5 i 11,0 | 12,0 | |
| 21,0 | 22,0 | 20 i 21,0 ** | 22,0 | 24,0 | ||
| – | 38,5 | 35 i 36,75 | 38,5 | 40,5 | ||
| – | – | 110 i 115 | 115. i 121 | |||
| (150) * | – | – | (165) | (158) | (158) | (172) |
| – | – | 220 i 230 | 230 i 242 | |||
| – | ||||||
| – | – | |||||
| – | – | |||||
| – | – | – | – |
* Nazivni naponi navedeni u zagradama ne preporučuju se za novoprojektirane mreže.
** Za transformatore i autotransformatore spojene izravno na sabirnice napona generatora elektrana ili na terminale generatora.
Ekonomski izvedivi nazivni napon dalekovoda ovisi o mnogim čimbenicima, od kojih su najvažnija prenesena aktivna snaga i udaljenost. U referentnoj literaturi navedena su područja primjene električnih mreža različitih nazivnih napona, izgrađenih na temelju kriterija koji je neprikladan u tržišnom gospodarstvu. Stoga bi se izbor varijante električne mreže s određenim nazivnim naponom trebao poduzeti na temelju drugih kriterija, na primjer, kriterija ukupnih troškova (vidi točku 2.4). Unatoč tome, približne vrijednosti nazivnih napona također se mogu dobiti prema prethodnim metodama (na primjer, prema empirijskim formulama i tablicama, uzimajući u obzir najveću udaljenost prijenosa i kapacitet vodova različitih nazivnih napona).
Najčešće se koriste sljedeće dvije empirijske formule za određivanje napona U:
Ili 
, (1)
gdje R- prenesena snaga, MW; l - duljina crte, km.
Rezultirajući naponi koriste se za odabir standardnog nazivnog napona i uopće nije potrebno odabrati napon uvijek veći od onog dobivenog ovim formulama. Ako je razlika u ukupnim troškovima uspoređenih opcija za električnu mrežu manja od 5%, prednost treba dati opciji upotrebe većeg napona. Opseg protoka i prijenosa od 35-1150 kV vodova, uzimajući u obzir najčešće korištene presjeke žica i stvarnu prosječnu duljinu nadzemnih vodova, dati su u tablici. 2.
Stol 2
Kapacitet i opseg prijenosa vodova 35-1150 kV
| Napon mreže, kV | Presjek žice, mm 2 | Prenesena snaga, MW | Duljina dalekovoda, km | ||
| prirodno | pri gustoći struje od 1,1 A / mm 2 * | ograničenje (s učinkovitošću \u003d 0,9) | srednja (između dvije susjedne trafostanice) | ||
| 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 | – |
* Za nadzemne vodove 750-1150 kV 0,85 A / mm 2.
Varijante projicirane električne mreže ili njezinih pojedinih dijelova mogu imati različite nazivne napone. Obično se prvo odrede naponi glave, opterećenija područja. Dijelovi prstenaste mreže, u pravilu, moraju se izvoditi za jedan nazivni napon.
Naponi 6 i 10 kV namijenjeni su distribucijskim mrežama u gradovima, ruralnim područjima i industrijska poduzeća... Prevladavajući napon je 10 kV, 6 kV mreže koriste se kada poduzeća imaju značajno opterećenje elektromotora s nazivnim naponom od 6 kV. Ne preporučuje se uporaba napona od 3 i 20 kV za novoprojektirane mreže.
Napon od 35 kV koristi se za stvaranje 6 i 10 kV energetskih centara, uglavnom u ruralnim područjima. U Rusiji ( bivši SSSR) dva su naponska sustava električnih mreža (110 kV i više) postala široko rasprostranjena: 110–220–500 i 110 (150) –330–750 kV. Prvi se sustav koristi u većini IEN, drugi je, nakon podjele SSSR-a, ostao samo u IES-u sjeverozapada (u IEN-u Centra i IEN-u Sjevernog Kavkaza, s glavnim sustavom 110-220 -500 kV, 330 kV mreže također imaju ograničenu distribuciju).
Napon 110 kV najrasprostranjeniji je za distribucijske mreže u svim UPS sustavima, bez obzira na usvojeni naponski sustav. Mreže s naponom od 150 kV obavljaju iste funkcije kao i mreže od 110 kV, ali dostupne su samo u elektroenergetskom sustavu Kola i ne koriste se za novoprojektirane mreže. Napon od 220 kV koristi se za stvaranje centara snage za 110 kV mrežu. Razvojem mreže od 500 kV mreže od 220 kV stekle su uglavnom distribucijske funkcije. Napon 330 kV koristi se za okosnu mrežu elektroenergetskih sustava i stvaranje energetskih centara za 110 kV mreže. Okosnice se izvode na naponu od 500 ili 750 kV, ovisno o usvojenom naponskom sustavu. Za UPS, gdje se koristi naponski sustav od 110–220–500 kV, kao sljedeći korak uzima se napon od 1150 kV.
Primjer 2
Za opcije razvoja mreže odabrane u primjeru 1 b, u i e (Slika 1) odaberite nazivni napon mrežnih sekcija. Vrijednosti aktivnih opterećenja na opskrbnim mjestima: R 1 \u003d 40 MW, R 2 \u003d 30 MW i R 3 \u003d 25 MW.
Odluka. Za sve opcije koje se razmatraju karakteristična je prisutnost glavnog dijela mreže središnje procesne jedinice - 1. Protok snage u ovom dijelu mreže (isključujući gubitke snage na drugima) jednak je zbroju opterećenja svih tri energetska čvora, odn R CPU - 1 \u003d R 1 + R 2 + R 3 \u003d 95 MW. Prema izrazima (1) dobivamo napone za ovaj presjek mreže ili 
i, u skladu s preporučenom ljestvicom napona (tablica 1.), može se uzeti nazivni napon od 110 ili 220 kV. Struja za nuždu za ovaj dio mreže na U n \u003d 110 kV jednako je 
I, u U n \u003d 220 kV - 268 kA. Za obje naponske klase možete koristiti žicu AC - 240/32 u mreži 110 kV prema dopuštenom grijanju, u mreži 220 kV - prema uvjetima korone. Razmotrite ostatak projicirane mreže.
Odjeljci 1 - 2 tipični su za sve mogućnosti razvoja mreže b, ui e (Slika 1) i razlikuje se kod njih samo u razini protoka snage kroz njega. Za opciju b naprezanja prema izrazima (1) su jednaka U 1 - 2 \u003d 79,18 i U 1 - 2 \u003d 96,08 kV, za opcije ui e U 1 - 2 \u003d 92,14 i U 1 - 2 \u003d 119,13 kV.
Odjeljak 1 - 3 tipičan je za dvije varijante razvoja mreže - bi e. Za opciju b naprezanja za ovaj odjeljak u skladu s izrazima (1) jednaka su U 1 - 3 \u003d 80 i U 1 - 3 \u003d 91,29 kV, opcije e– U 1 - 3 \u003d 97,43 i U 1 - 3 \u003d 123,61 kV.
Odjeljak 2 - 3 tipičan je za inačice ui e. Napetosti za ovaj odjeljak su U 2 - 3 \u003d 73,7 i U 2 - 3 \u003d 92,59 kV.
Vrijednosti nazivnih napona na stezaljkama električno povezanih proizvoda, uključujući električni automobili, uspostavljen GOST 23366-78. Zahtjevi ovog GOST-a ne primjenjuju se na krugove zatvorene unutar električnih strojeva; na krugovima koji nisu karakterizirani fiksnim vrijednostima napona, na primjer na unutarnjim krugovima napajanja električnih pogona s regulacijom broja okretaja motora i na krugovima uređaja za kompenzaciju jalove snage, zaštitom, upravljanjem, mjerenjima, na elektrodama ćelija i baterije. GOST brojevi (ST SEV)
GOST 12.1.009-76 GOST 721-77 (ST SEV 779-77)
GOST 1494-77 (ST SEV 3231-81) GOST 6697-83 (ST SEV 3687-82)
GOST 6962-75
GOST 8865-70 (ST SEV 782-77)
GOST 13109-67 GOST 15543-70
GOST 15963-79 GOST 17412-72 GOST 17516-72 GOST 18311-80 GOST 19348-82
GOST 19880-74 GOST 21128-83
GOST 22782.0-81 (ST SEV 3141-81) GOST 23216-78
GOST 23366-78 GOST 24682-81 GOST 24683-81
GOST 24754-81 (ST SEV 2310-80)
Standardi za određene skupine i vrste proizvoda koji sadrže niz napona, uključujući GOST 21128-83, GOST 721-77, utvrđivanje nazivnih napona za sustave napajanja, mreže izvora, pretvarača i prijamnika električna energija, restriktivni su u odnosu na GOST 23366-78 i čine s njim jedan skup standarda.
GOST 23366-78 utvrđuje sljedeće nominalne vrijednosti napona za proizvode - potrošače, izvore i pretvarače električne energije.
Nazivni napon potrošača:
glavne serije istosmjernih napona i naizmjenična struja, B: 0,6; 1,2; 2,4; 6; 9; 12; 27; 40; 60; 110; 220; 380; 660; 1140; 3000; 6000; 10000; 20 000; 35000;
pomoćni raspon izmjeničnih napona, V:
1,5; 5; 15; 24; 80; 2000; 3500; 15000; 25000;
pomoćni naponski niz istosmjerna struja, 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.
Nazivni naponi izvora i pretvarači električne energije izmjenične struje, 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.
Nazivni naponi izvora i pretvarača električne energije istosmjerne struje, V:
6; 9; 12; 28,5; 48; 62; 115; 230; 460; 690; 1200; 3300; 6600.
Za izvore napajanja automobilskih vozila standard dopušta upotrebu nazivnih napona od 7V i 14V AC i 7V, 14V, 28V DC, kao i 36V AC s frekvencijom od 400 i 1000 Hz i 57V DC za izvore energije zrakoplova.
S kratkim opskrbnim vodovima, standard dopušta da nominalni napon izvora i pretvarača bude jednak naponu prijemnika.
Nazivne vrijednosti i dopuštena odstupanja frekvencija sustava napajanja, izvora, pretvarača i izravno na njih povezanih prijemnika električne energije, koji rade u stabilnom stanju na fiksnim frekvencijama u rasponu od 0,1 do 10000 Hz, utvrđuje GOST 6697-83. Navedeni GOST uspostavlja sljedeću glavnu seriju nazivne frekvencije izvori električne energije, Hz:
0,1; 0,25; 0,5; 1,0; 2,5; 5,0; 10; 25; 50; 400; 1000; 10000.
Za pretvarače i prijamnike električne energije nazivne frekvencije, Hz, odabiru se u rasponu od 0,1; 0,25; 0,5; 1,0; 2,5; 5,0; deset; 12,5; 16 |; pedeset; 400; 1000; 2000; 4000; 10000
Za niz posebnih pogona i njihovih napajanja, posebno za centrifuge, separatore, strojeve za obradu drveta, električne alate, električna vretena bez zupčanika, elektrotermalnu opremu, standard dopušta upotrebu dodatnih frekvencija, Hz, iz serija 100, 150, 200 , 250, 300, 500, 600, 800, 1200, 1600, 2400, 8000.
Za zrakoplovnu opremu, zrakoplove i njihova postrojenja za održavanje dopuštena je frekvencija od 6000 Hz.
Tolerancije frekvencije,% od nazivne frekvencije, odabiru se u rasponu od 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 i uspostavljeni su u standardima za određene vrste izvora, pretvarača ili sustava napajanja.
Za mreže opće namjene, standardi kvalitete električne energije na prijamnicima utvrđeni su GOST 13109-67. Norma utvrđuje sljedeće pokazatelje kvalitete električne energije:
- kada se napaja iz električnih mreža jednofazna struja - odstupanje frekvencije, odstupanje napona, ljuljanje frekvencije, ljuljanje napona, nesinusoidalni koeficijent napona;
- kada se napaja iz električnih mreža trofazna struja - odstupanje frekvencije, odstupanje napona, njihanje frekvencije, njihanje napona, nesinusni koeficijent, koeficijenti neravnoteže napona i koeficijenti neravnoteže;
- kada se napajaju iz istosmjernih električnih mreža - odstupanje napona, njihanje napona, faktor valovanja napona
INTERSTATE STANDARD "STANDARDNI NAPONI"
Standardni naponi
Datum uvođenja 01.01.93
INFORMACIJSKI PODACI
1. PRIPREMIO I DOSTUPIO Tehnički odbor za standardizaciju TC 117 "Energosnabzhenie"
2. ODOBRENO I STAVLJENO NA SNAGU Rezolucijom državnog standarda od 26.03.92 br. 265
3. Ovaj je standard pripremljen metodom izravne primjene međunarodne norme IEC 38-83 "Standardni naponi koje preporučuje IEC" s dodatni zahtjeviodražavajući potrebe nacionalne ekonomije
4. PREDSTAVLJEN PRVI PUT
5. REFERENTNI REGULATIVNI I TEHNIČKI DOKUMENTI
6. REPUBLIKACIJA. Svibnja 2004. godine
Ovaj se standard odnosi na:
Sustavi za prijenos električne energije, distribucijske mreže i sustavi napajanja potrošača izmjenične struje, u kojima se koriste standardne frekvencije od 50 ili 60 Hz s nazivnim naponom većim od 100 V, kao i oprema koja radi u tim sustavima;
Mreže vuče izmjeničnog i istosmjernog napona;
Istosmjerna oprema s nazivnim naponom ispod 750 V i izmjeničnom strujom s nazivnim naponom ispod 120 V i frekvencijom (obično, ali bez ograničenja) 50 ili 60 Hz. Takva oprema uključuje primarne ili sekundarne baterije, druga izmjenična ili istosmjerna napajanja, električnu opremu (uključujući industrijske instalacije i telekomunikacije), razne električne uređaje i uređaje.
Standard se ne odnosi na napone mjernih krugova, sustave za prijenos signala, kao i na napone pojedinih čvorova i elemenata koji čine električnu opremu.
Izmjenični naponi dani u ovom standardu su efektivne vrijednosti.
Ovaj se standard primjenjuje zajedno s GOST 721, GOST 21128, GOST 23366 i GOST 6962.
Izrazi korišteni u standardu i njihova objašnjenja dati su u dodatku.
Zahtjevi koji odražavaju potrebe nacionalnog gospodarstva istaknuti su podebljanim slovima.
1. STANDARDNI NAPONI GLAVNIH I PRIBORA
STRUJA U OKVIRU OD 100 DO 1000 V UKLJUČNO
Standardni naponi u navedenom opsegu dati su u tablici. 1. Odnose se na trofazne četverožične i jednofazne trožične mreže, uključujući jednofazne grane od njih.
stol 1
* Nominalni naponi već postojećih mreža napona 220/380 i 240/415 V moraju se dovesti na preporučenu vrijednost od 230/400 V. Do 2003. godine, kao prva faza, organizacije za opskrbu električnom energijom u zemljama sa 220 / Mreža od 380 V mora dovesti napon na vrijednost 230/400 V (%).
Komunalije u zemljama s mrežom od 240/415 V također moraju prilagoditi ovaj napon na 230/400 V (%). Nakon 2003. treba doseći raspon od 230/400 V ± 10%. Tada će se razmotriti pitanje snižavanja limita. Svi se ovi zahtjevi odnose i na napon od 380/660 V. Mora se dovesti do preporučene vrijednosti 400/690 V.
** Ne koristiti zajedno s 230/400 i 400/690 V.
Stol 1 za trofazne trožične ili četverožične mreže, brojnik odgovara naponu između faze i nule, nazivnik odgovara naponu između faza. Ako je navedena jedna vrijednost, ona odgovara naponu faze-u-fazi trožične mreže.
Za jednofazne trožične mreže, brojnik odgovara naponu između faze i nule, nazivnik odgovara naponu između vodova.
Naponi veći od 230/400 V uglavnom se koriste u teškoj industriji i velikim komercijalnim zgradama.
2. STANDARDNI NAPONSKI NAPONI
ELEKTRIČNI PRIJEVOZ S NAPAJANJEM OD KONTAKTA
MJESTA izmjenične i istosmjerne energije
Standardni naponi dati su u tablici. 2.
tablica 2
| Tip napona kontaktna mreža | Napon, V | Nazivna frekvencija u mreži izmjenične struje, Hz | ||||
| minimalno | nominalni | maksimum | ||||
| Stalno | (400)* | (600) | (720) | |||
| 3600** | ||||||
| Promjenjiva | (4750) | (6250) | (6900) | 50 ili 60 | ||
| 50 ili 60 |
* Konkretno, u jednofaznim izmjeničnim sustavima nazivni napon od 6.250 V smije se koristiti samo tamo gdje lokalni uvjeti ne dopuštaju upotrebu nazivnog napona od 25.000 V.
Vrijednosti napona dane u tablici usvojili su Međunarodni odbor za električnu vučnu opremu i IEC Tehnički odbor 9 "Oprema za električnu vuču".
** U nekim europskim zemljama ovaj napon doseže 4000 V. Električna oprema vozila koja sudjeluju u međunarodnom prometu s tim zemljama mora izdržati ovu maksimalnu vrijednost za kratka razdoblja do 5 minuta.
3. STANDARDNI NAPONI GLAVNIH I PRIBORA
STRUJE U OKVIRU OD 1 DO 35 kV UKLJUČNO
Standardni naponi dati su u tablici. 3.
Serija 1 - naponi s frekvencijom od 50 Hz, serija 2 - naponi s frekvencijom od 60 Hz. U jednoj zemlji preporučuje se samo jedan od serijskih napona.
Vrijednosti dane u tablici odgovaraju naponima linije do crte.
Vrijednosti u zagradama nisu poželjne. Te se vrijednosti ne preporučuju pri stvaranju novih mreža.
Tablica 3
| Serija 1 | Serija 2 | |||
| Najviši napon za opremu, kV | Nazivni napon mreže, 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*** | - | - |
* Ovaj se napon ne smije koristiti na električnim mrežama opće namjene.
** Ti naponi obično odgovaraju četverožičnim mrežama, ostali - trožičnim.
*** Razmatraju se pitanja ujedinjenja ovih vrijednosti.
U mreži serije 1, najviši i najniži napon ne bi se trebali razlikovati za više od ± 10% od nazivnog napona mreže.
U mreži serije 2, maksimalni napon ne bi se trebao razlikovati za više od plus 5%, a minimalni napon za više od minus 10% od nazivnog napona mreže.
4. STANDARDNI NAPONI GLAVNIH I PRIBORA
STRUJE U OKVIRU PREKO 35 DO 230 kV UKLJUČNO
Standardni naponi navedeni su u tablici. 4. U jednoj se zemlji preporučuje koristiti samo jednu od onih naznačenih u tablici. 4 serije i samo jedan napon iz sljedećih grupa:
Skupina 1 - 123 ... 145 kV;
Skupina 2 - 245, 300 (vidi odjeljak 5), 363 kV (vidi odjeljak 5).
Vrijednosti u zagradama nisu poželjne. Te se vrijednosti ne preporučuju pri stvaranju novih mreža. Vrijednosti dane u tablici. 4 odgovaraju naponu od faze do faze.
Tablica 4
U kilovoltima
5. STANDARDNI NAPONI TROFAZNIH GLAVNIH MJESTA
S NAJVEĆIM NAPONOM OPREME PRELAŠENIM 245 kV
Najviši radni napon opreme odabire se iz serije: (300), (363), 420, 525 *, 765 **, 1200 *** kV.
_________________
* Također se koristi napon od 550 kV.
** Mogu se koristiti naponi između 765 i 800 kV, pod uvjetom da su ispitne vrijednosti opreme jednake onima koje je IEC odredio za 765 kV.
*** Dodatno će se uključiti i međuvrijednost između 765 i 1200 kV, koja se razlikuje od ove dvije vrijednosti, ako u bilo kojem području svijeta postoji potreba za takvim naponom. U ovom slučaju, na zemljopisnom području na kojem će se usvojiti ova srednja vrijednost, ne smiju se primjenjivati \u200b\u200bnaponi od 765 i 1200 kV.
Vrijednosti serije odgovaraju naponu od faze do faze.
Vrijednosti u zagradama nisu poželjne. Te se vrijednosti ne preporučuju pri stvaranju novih mreža.
Skupina 2 - 245 (vidi tablicu 4), 300, 363 kV;
Skupina 3 - 363, 420 kV;
Skupina 4 - 420, 525 kV.
Bilješka. Izrazi "regija svijeta" i " geografsko područje»Može odgovarati jednoj zemlji, skupini zemalja ili dijelu velike zemlje u kojoj je odabran isti napon.
6. STANDARDNI NAPONI ZA OPREMU SA OCJENJENIM
NAPONI MANJI OD 120 VAC I ISPOD 750 V
IZRAVNA STRUJA
Standardni naponi dati su u tablici. pet.
Tablica 5
| Nominalne vrijednosti, V | |||
| Istosmjerni napon | Izmjenični napon | ||
| preferirani | dodatni | preferirani | dodatni |
| - | 2,4 | - | - |
| - | - | - | |
| - | - | - | |
| - | 4,5 | - | - |
| - | - | ||
| - | - | ||
| - | 7,5 | - | - |
| - | - | - | |
| - | - | ||
| - | - | ||
| - | - | ||
| - | - | - | |
| - | - | ||
| - | - | - | |
| - | - | - | |
| - | - | ||
| - | - | ||
| - | - | - | |
| - | - | - | |
| - | - | - | |
| - | - | ||
| - | - | - | |
| - | - | - | |
| - | - | - | |
| - | - | - | |
| - | - | - |
Napomene: 1. Budući da je napon primarne i sekundarne baterije (baterija) niži od 2,4 V, a izbor vrste ćelije koja se koristi za različita područja uporabe ne ovisi o naponu, već o ostalim kriterijima, ti naponi su nije naznačeno u tablici. Odgovarajući tehnički odbori IEC-a mogu odrediti tipove stanica i odgovarajuće napone za određenu primjenu.
2. Ako postoje tehnička i ekonomska opravdanja u određenim područjima primjene, moguće je upotrijebiti i druge napone uz one naznačene u tablici. Naponi koji se koriste u CIS-u utvrđeni su GOST 21128.
PRILOG 1
Referenca
POJMOVI I OBJAŠNJENJA
| Termin | Obrazloženje |
| Nazivni napon | Napon na kojem je mreža ili oprema projektirana i kojem se pripisuje njihova izvedba |
| Najveći (najniži) mrežni napon | Najviša (najniža) vrijednost napona koja se može uočiti u normalnom radu mreže u bilo kojem trenutku u bilo kojem trenutku. Ovaj se izraz ne odnosi na napon u privremenim procesima (na primjer, tijekom prebacivanja) i kratkotrajnim porastima napona (padovima). |
| Najveći radni napon opreme | Najviša vrijednost napon na kojem oprema može normalno raditi neograničeno dugo. Ovaj napon postavlja se na temelju utjecaja na izolaciju i karakteristika opreme koja o njoj ovisi. Najviši napon za opremu je maksimalna vrijednost najvećih napona mreža u kojima se ta oprema može koristiti. |
| Najviši napon naznačen je samo za opremu priključenu na mreže nazivnog napona većeg od 1000 V. Međutim, treba imati na umu da za neke nazivne napone, čak i prije nego što je postignut taj najveći napon, više nije moguće nositi iz normalnog rada opreme u smislu karakteristika koje ovise o naponu, poput gubitaka u kondenzatorima, struja magnetiziranja u transformatorima itd. U tim bi slučajevima relevantni standardi trebali utvrditi granice pod kojima se može osigurati normalan rad uređaja . | |
| Očito je da je oprema namijenjena mrežama s nazivnim naponom koji ne prelazi 1000 V preporučljivo karakterizirati samo nazivni napon, kako u smislu izvedbe tako i izolacije | |
| Potrošačka točka napajanja | Točka distribucijske mreže elektroenergetske organizacije iz koje se energija isporučuje potrošaču |
| Potrošač (električna energija) | Poduzeće, organizacija, ustanova, geografski odvojena radionica itd., Povezane na električne mreže organizacije koja opskrbljuje energijom i koriste energiju uz pomoć električnih prijamnika |
Kao što znate, ljestvica nazivnih napona električnih mreža preko 1000 V izmjenične struje opće namjene određuje se prema GOST 721-77 i preporučuje sljedeće napone za novoprojektirane mreže:
6, 10, 35, 110, 220, 330, 500, 750, 1150 kV.
Pri odabiru napona potrebno je uzeti u obzir postojeće naponske sustave u europskom dijelu Rusije 110 (150) / 330/750 kV i na Uralu i u Sibiru - 110/220/500/1150 kV.
Prethodni odabir napona može se izvršiti prema empirijskoj formuli G.A. Illarionova:
gdje je duljina linije, km; - snaga koja se prenosi duž kruga, MW.
Ova formula daje zadovoljavajuće rezultate za čitav raspon nazivnih izmjeničnih napona u rasponu od 35–1150 kV.
Postoje i druge empirijske formule za odabir nazivnog napona. Opseg njihove primjene ograničen je nekim dolje prikazanim uvjetima (tablica 2.4).
Tablica 2.4
Formule za odabir nazivnog napona prijenosa
Područja primjene standardnih nazivnih napona ovisno o snazi \u200b\u200bi udaljenosti prijenosa prikazana su na slici 2.16 i tablici 2.5.
Tablica 2.5
Kapacitet prijenosa snage 110-1150 kV
| U nom, kV | F, mm 2 | Prirodna snaga, MW, pri karakterističnoj impedanciji, Ohm | Maksimalna prenesena snaga po krugu, MW | Najveća duljina prijenosa, km | ||
| 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 |
Danas dva sustava koja su se razvila u Rusiji imaju nominalni naponski korak unutar svakog od približno jednak 2 i razliku u propuštenoj snazi \u200b\u200bza susjedne napone za 4 ÷ 6 puta. To dovodi do činjenice da će pri odašiljanju određene snage pri niskom naponu biti potrebno nekoliko krugova, a kod visokog napona linija će biti podopterećena. S tim u vezi, pri odabiru napona, moguće je koristiti susjedni PUE U nom, ali s povećanim radijusom cijepanja.
Sl. 2.16. Područja primjene električnih mreža različitih nazivnih napona. Navedene su granice jednake učinkovitosti: 1 –1150 i 500 kV; 2 - 500 i 220 kV; 3 - 220 i 110 kV; 4 - 110 i 35 kV; 5 - 750 i 330 kV; 6 - 330 i 150 kV; 7 - 150 i 35 kV
Konfiguracija
Pri odabiru shema za razvoj električnih mreža mogu se koristiti sljedeće tehnike:
i) rekonstrukcija glavnog prijenosa dodavanjem drugog kruga, ponekad pod većim naponom;
b) pojava novih kružnih linija;
u) duboko umetanje pri višem naponu.
Naravno, konačni izbor napona i konfiguracije trebao bi se temeljiti na tehničkim i ekonomskim proračunima.
Izbor odjeljka
Pri odabiru presjeka potrebno je uzeti u obzir pojavu korone koja određuje najmanji dopušteni presjek za svaki nazivni napon.
Najveći dopušteni presjek za dalekovode ovisi o nazivnom naponu i određuje se racionalnim omjerom potrošnje obojenih i željeznih metala u strukturi vodova.
Presjek se odabire prema ekonomskoj gustoći struje ili ekonomskim intervalima. Ekonomska gustoća određena je minimalnim troškovima u dalekovodima i ovisi o vrsti vodova, materijalu žice, rasporedu opterećenja.
2.8.2. Ekonomski intervali
Korištenje ekonomskih intervala omogućuje izuzimanje varijabilnih presjeka i nazivnih snaga transformatora. Uz pomoć ekonomskih intervala moguće je prikazati troškove u funkciji samo odašiljane snage. Pri odabiru strukture proizvodnih kapaciteta, troškovi dalekovoda mogu se prikazati u obliku. Kada se planira razvoj mreže, u obliku se može koristiti preciznija aproksimacija 
ili 
, ali svi imaju prazninu u. Kao kontinuirana funkcija, aproksimacija oblika 
, za koje po troškovima 
može se smanjiti izborom ε.
Pri odabiru ekonomskih intervala za transformatore, troškovi se uzimaju u obzir prema sljedećoj formuli:
gdje je trošak tog transformatora; - vrijeme rada transformatora;
- trošak izgubljene energije, određen troškovima osnovnog ES;
- trošak određen troškovima na vršnim postajama.
Obično, ali često se uzima 
.
Iz stanja 
gornja granica ekonomskog intervala transformatora sa nazivna snaga.
2.8.3. Matematički model planiranja razvoja mreže
Formiranje modela započinje izradom proračunske sheme koja prikazuje postojeće čvorove i grane, nove čvorove i moguće dodatne tragove linija koje povezuju objekte u sustav. Također treba uzeti u obzir one crte koje su pronađene kao rezultat analize modela za odabir strukture proizvodnih kapaciteta. Shema dizajna trebala bi biti razumno suvišna i uključivati \u200b\u200bdodatne vodove kako se ne bi propustile moguće optimalne veze.
Za čvorove se moraju navesti predviđena opterećenja i snage ulaznih jedinica. Dakle, model dizajna imat će čvorove za dizajn, uključujući postojeće; oni. indeks čvora 
... Broj grana u shemi dizajna, od kojih - postojeće.
Kao nepoznanice, možete uzeti aktivne tokove snage duž grana 
.
Kao ciljnu funkciju uzmite u obzir troškove u postojeće linijeproporcionalno gubicima energije, te u nove vodove, određene u skladu s usvojenim aproksimacijskim izrazima troškova:
, (2.35)
gdje 
.
Nepoznati tokovi snage duž grana podliježu uvjetu ravnoteže snage na čvorovima, koji se može zapisati u matrični oblik:
.
- pravokutna matrica veza čvorovi-grane i njezini elementi za čvor i granu s označeni su i mogu poprimiti vrijednosti jednake 1 ako grana napusti čvor; +1 ako je grana uključena u čvor i 0 ako nije povezana s čvorom.
Sastavimo jednadžbu ravnoteže za čvor (slika 2.19):
Općenito, jednadžba ravnoteže za bilo koji čvor može se napisati:
.
Dakle, problem izbora optimalne mrežne sheme je pronaći minimum neke nelinearne funkcije 
podložno ograničenju linearne jednakosti 
.
Tako formuliran problem planiranja razvoja mreže svodi se na problem nelinearnog programiranja. Ovaj problem u pravilu ima jedan ekstrem. Da bi se to riješilo, mogu se koristiti prethodno razmatrane metode nelinearnog programiranja.
2.8.4. Primjena metoda gradijenta
Kao što znate, osnovna jednadžba metode gradijenta je:
. (2.36)
Razmotrimo primjer u kojem trebate odabrati mrežu koja će napajati samo jedan čvor (slika 2.20). Pretpostavljamo da su troškovi predstavljeni kvadratnim ovisnostima. Kao polaznu točku uzimamo R 0 =(0,R N).
Uzimajući u obzir ograničenja, pomicanje na minimum treba izvesti duž projekcije gradijenta na površinu ograničenja, duž vektora V. Vektor V može se dobiti uklanjanjem ograničenja od komponenata okomitih na površinu. Te komponente čine gradijent ograničenja. Dakle, vektor V definirano izrazom
. (2.37)
Utvrditi nedefinirane čimbenike koji tvore vektor V, koristi se uvjet jednakosti nule umnoženog proizvoda:
. (2.38)
Iz ovog uvjeta, uzimajući gradijent jednak linearnom ograničenju, možemo pronaći. Doista, od preobrazbe
za čimbenike možete dobiti sljedeći matrični izraz
. (2.40)
Komponente vektora faktora λ omogućuju vam određivanje svih komponenata vektora V
,
i koristiti ih u postupku metode gradijenta
.
Međutim, lakše je pronaći projekciju gradijenta ako je izraz (2.40) zamijenjen u (2.37) i jednostavnom transformacijom
gdje Str=
- matrica dizajna.
Ponavljajući postupak nastavlja se sve dok se ne zadovolji uvjet potrebne točnosti za sve komponente.
 Sl. 2.21 | Blok dijagram algoritma s izborom optimalnog koraka prikazan je na slici 2.21. Svrha blokova: 1. Formiranje proračunske sheme. 2. Određivanje vrste funkcija za izračunavanje troškova i njihovih izvedenica za sve grane. 3. Formiranje matrice incidenata M. 4. Određivanje matrice gradijentnih projekcija A. 5. Početna aproksimacija protoka R \u003d R0. 6. Proračun gradijenta u točki P. 7. Određivanje projekcije V gradijent. 8. Provjera uvjeta raskida. 9. Organizacija probnog koraka P 1 \u003d P- V t 0 /. 10. Proračun gradijenta i projekcije V 1 na kraju koraka. 11. Određivanje optimalnog koraka  ... 12. Radni korak. 13. Izlaz rezultata |
Primjer 2.3... Odrediti optimalne protoke u granama mreže čija je shema dizajna prikazana na slici 2.22.
Iterativni izračun započinje usvajanjem početne aproksimacije P 0, određujući veličinu gradijenta i njegovu projekciju na površinu ograničenja
Zatim se napravi ispitni korak u smjeru projekcije. t 0 \u003d 0,1a protoci se određuju po granama R 1 na kraju ovog koraka gradijent i njegova projekcija
Nakon toga možete odrediti korak blizu optimalnog
i izvesti radni korak od početne točke P u smjeru projekcije
Nakon toga, u skladu s algoritmom, vraćamo se u blok 6, gdje se ponovno izračunava gradijent i njegova projekcija
Provjera stanja u bloku 8 određuje završetak iterativnog postupka.
Pronađeni protoci mogu se koristiti za odabir presjeka dalekovoda.
Brza konvergencija procesa objašnjava se kvadratnom prirodom ciljane funkcije koja ima linearni gradijent, a optimalni korak iz dvije točke dovodi do točnog rješenja.
Nedostatak ove metode je velika dimenzija problema, određena brojem grana proračunske sheme.
2.8.5. Metoda optimizacije koordinata
U shemi dizajna, u pravilu, najmanji je broj kontura, definiran kao razlika u broju grana i čvorova. Stoga je pri optimizaciji kao nepoznanice preporučljivo koristiti konturne moći i primijeniti metodu pretraživanja koordinata. Prednost ove metode je u tome što se u svakom koraku optimizacije ciljne funkcije 
odabrana je samo jedna varijabla dok su ostale fiksne. Pronađena vrijednost je fiksna, a zatim se nastavlja optimizacija sljedeće varijable itd.
Uzmite u obzir ograničenje ravnoteže. Svi protoci duž grana mogu se podijeliti u dvije komponente:
,
gdje su tokovi u stablu, čiji ogranci povezuju sve čvorove s balansirajućim bez stvaranja kontura;
–Tječe u akordima, tj u granama tvoreći obrise.
Glavno ograničenje može se smatrati podijeljenim u blokovske matrice, kao što je prikazano na slici 2.23.
Tokovi u granama stabla jedinstveno se određuju protocima u akordima, što proizlazi iz odnosa dobivenih na osnovi operacija s blokovskim matricama i predstavljenih u nastavku:
(2.42)
Kao početnu aproksimaciju možete uzeti:
Zatim potoci na drveću:
.
Različite grane izvorne sheme mogu se odabrati kao akordi, nadopunjujući odabrano stablo stvaranjem kontura. Broj kombinacija određuje se mogućim brojem stabala izračunatim pomoću Trentove odrednice generirane za neovisne čvorove:
, (2.43)
gdje je broj grana povezanih s čvorom; - broj grana koje povezuju čvorove i.
Primjer 2.4.Odredite broj stabala za krug
 |  |
Optimizacija konture provodi se prema sljedećem algoritmu.
1) Izrađuje se shema izračuna.
2) Utvrđuju se ovisnosti za računovodstvo troškova u retku proračunske sheme. Za to se mogu koristiti sve približne funkcije do točno nižeg omotača troškova u novim linijama.
3) Odabiru se i numeriraju akordi, za koje se uzima početna aproksimacija protoka i broje se protoci u granama stabla.
4) Organizira se akordni ciklus u kojem se slijedeće operacije izvode:
- za trenutni akord vidljiva je kontura koju zatvara;
- na temelju primljenog protoka u tetivi određuju se protoci u granama konture;
- prema protocima u granama kruga uzimaju se u obzir troškovi u svakoj grani i ukupni troškovi u svim granama kruga;
- sukcesivno mijenjanje vrijednosti tokova tetive u smjeru povećanja ili smanjenja, dok se određuju novi tokovi u granama konture i novi troškovi, koji se uspoređuju s prethodnim do traženja minimuma.
Dakle, provodi se optimizacija. Ako se troškovi izračunavaju aproksimacijskim putem, tada je moguće takve tokove uzeti u obzir u akordu, pri kojem se u petlji pojavljuje grana s nultom snagom, što osigurava minimalne troškove. Nakon toga se trenutni akord prenosi na ovu granu.
5) Nakon izlaska iz ciklusa, novi položaj akorda uspoređuje se s prethodnim. Ako se ne podudara, provodi se sljedeći ciklus optimizacije. Ako postoji podudaranje, izračun završava. Obično su dovoljna dva do tri ciklusa.
Primjer 2.5.Izaberi optimalan plan razvoj mreže 220 kV, što je prikazano na slici 2.25-a.
Za razmatranu mrežu razvoj je povezan s povećanjem opterećenja i povezivanjem nove trafostanice. Točkasta crta prikazuje moguće pravce dalekovoda. Na slici 2.25-b prikazane su krivulje troškova za postojeće i nove dalekovode i njihove linearne aproksimacije.
Tablica sadrži izraze za određivanje troškova za svaku granu sheme izračuna, uzimajući u obzir duljinu.
Tablica 2.6
| Crta | Troškovi |
| 0-1 | |
| 1-2 |  |
| 2-3 |  |
| 0-3 |
U shemi dizajna postoji samo 1 kontura i mi ćemo uzeti odjeljak 2-3 kao početni položaj akorda. Odaberite sve grane konture za izračun troškova. Ponavljajući postupak prikazan je u tablici 2.7:
Tablica 2.7
| 0-1 | ||||||
| 1-2 | ||||||
| 2-3 | ||||||
| 0-3 | ||||||
U početnom položaju akorda, troškovi su iznosili 812 tisuća rubalja. Premještanje akorda u susjedni položaj promijenilo je protoke i smanjilo troškove. Daljnje kretanje u istom smjeru više nije bilo isplativo.
Kao rezultat optimizacije pronađeno je stablo koje odgovara minimalnom trošku.
Za mrežu bilo koje složenosti, iterativni postupak konvergira se dovoljno brzo. U tom se slučaju mogu koristiti posebni brzi algoritmi koji se koriste za otvorene krugove. Oni se temelje na metodi "preslikavanja druge adrese".
Stablo pronađeno kao rezultat optimizacije određuje osnovu mreže u razvoju koja se može nadopunjavati uzimajući u obzir zahtjeve pouzdanosti i kvalitete režima.
Razmotrimo bit druge metode mapiranja adresa koja se može koristiti pri odabiru optimalnog stabla za mrežu u razvoju. Razmotrite otvoreni krug (slika 2.26), kroz koji se opterećenje iz centra napajanja napaja nekoliko potrošača. Za zadana čvorna opterećenja, na primjer, struju, struja svake grane određuje se jednostavnim zbrajanjem struja onih čvorova koji prolaze kroz ovu granu. Ako je mrežna shema određena parovima čvorova za svaku granu strogo u smjeru od CPU-a, što je sasvim prirodno, tada će redni broj početnog čvora grane na popisu (nizu) krajnjih čvorova olakšati za organiziranje prolaza s bilo kojeg čvora na CPU, koji mora imati poseban put za dovršetak broja, poput negativnog. Brojevi pronađeni na ovaj način za svaku granu nazivaju se "druge adrese".
Tablica 2.8
| Br. Str | UN | Kaznenog zakona | TU | UN2 | Struja grane (TB) |
| -10 | -10 | 10+4+6+8+5=33 | |||
| 5+4+8=17 | |||||
Tablica prikazuje početne podatke i faze proračuna struja grana. Oznake niza su ovdje: UN - čvorovi početka, UK - čvorovi kraja grana, TU - struje čvorova, TV - struje grana, UN2 - mapiranja druge adrese.
Analizirajući tablicu, trebali biste obratiti pažnju na činjenicu da se s točno navedenom mrežnom konfiguracijom svaki broj čvora u CN nizu može naći u MC nizu. Kao što je već napomenuto, njegovo mjesto, t.j. sekvencijski broj u ovom nizu naziva se drugo mapiranje adrese.
Pronađene adrese mogu se koristiti za određivanje struja grana, protoka snage, gubitaka, tj. za izračunavanje načina. Razmotrimo postupak određivanja struja duž grana. Ovdje se u početku svi elementi DU niza prepisuju u TV niz, a zatim se zbrajanjem struja svih čvorova, počevši od posljednjeg, prekrivaju strujama grana kroz koje se čvor napaja iz power point u skladu s drugim adresama.
Proračun raspodjele protoka snage, uzimajući u obzir gubitke snage i napona, provodi se na sličan način.
Razmotrimo dva algoritma korištena u analizi otvorenih krugova.
Slika 2.27 prikazuje blok dijagram algoritma za određivanje drugih adresa, a slika 2.28 blok dijagram algoritma za izračunavanje trenutne raspodjele.
U algoritmu optimizacije kontura mreže u razvoju akordi se kombiniraju u zaseban niz, gdje se formiraju druge adrese za oba čvora otvorene grane. U ciklusu optimizacije za svaki akord određuje se čvor za napajanje koji djeluje kao CPU i ograničava kretanje položaja akorda u procesu jednodimenzionalne optimizacije.
2.8.6. Metoda grananja i graničenja (MBB) za odabir optimalnog
distribucijska mreža
Distribucijske mreže, u pravilu, rade u otvorenim krugovima. Osnova za odabir nove mreže je pronaći stablo s najnižim troškovima. Broj mogućih stabala je ogroman i određen je Trentovom odrednicom. Optimalno stablo može se pronaći izračunavanjem troškova za svako stablo iz cijelog skupa mogućih stabala. Ali takav pregled svih kombinacija nije realan ni kod modernih računala.
Bit metode grananja i veza sastoji se u podjeli cijelog niza mogućih dizajna na podskupine, nakon čega slijedi pojednostavljena procjena učinkovitosti svakog i odbacivanje (izuzimajući iz daljnje analize) neperspektivnih podskupova. Zapravo je ovo kombinacijska metoda, ali s namjernim nabrajanjem mogućnosti. Metoda se prvi put pojavila 1960. godine za rješavanje problema linearnog cjelobrojnog programiranja, ali je prošla nezapaženo, a tek 1963. učinkovito je korištena za rješavanje problema trgovačkog putnika koji mora obići sve komercijalne točke najkraćim putem. Sličan problem rješavaju i sportaši u orijentacijskom trčanju.
Izvorni skup i svi trenutni podijeljeni su u disjunktorske podskupove, gdje je broj particije, redni broj podskupa u fazi particije (slika 2.29).
Za originalni set postoji nepoznati plan minimalnih troškova
, (2.44)
gdje je točno ograničena niža cijena, što je nepoznato;
- točno određena niža cijena koja također postoji za.
Vjerujemo da postoji mogućnost prilično jednostavnog određivanja neke procjene vanjskih troškova za ovu podskupinu, za koju je uvjet zadovoljen. Ova se procjena može koristiti za identificiranje "skupih" podskupina koje se mogu izuzeti iz daljnjeg podjeljenja. Da bi se poboljšala pouzdanost konkurentnih podskupina, uzimaju se u obzir i interne procjene za koje. Vanjske i unutarnje procjene prikazane su na slici 2.30.
Podskupovi perspektive podijeljeni su slično. Postupak razgranavanja nastavlja se sve dok nekoliko opcija (2 ÷ 4) ne ostane u podskupini, ili vanjske i unutarnje procjene \u003d.
Razmotrimo primjenu ideje metode grane i veza na problem pronalaženja nove distribucijske mreže s linearnom aproksimacijom troškova u grani proračunske sheme
Rusija
U Rusiji su razvijene dvije serije nazivnih napona, koje uključuju i ultra-visoke i ultra-visoke naponske vodove. Prva skala je 110-150-330-750 kV, druga 110-220-500-1150 kV.
Svaka sljedeća faza na ovim ljestvicama premašuje prethodnu za oko 2 puta, što omogućuje povećanje prijenosnog kapaciteta za oko 4 puta.
Ove skale napona imaju svoja područja primjene. Prva ljestvica postala je raširena u sjeverozapadnim regijama Rusije, Kareliji, na poluotoku Kola i Sjevernom Kavkazu. Priključci ujedinjenog sustava sjeverozapada s elektroenergetskim sustavom Kola ostvaruju se na naponu od 330 kV, a IES sjeverozapada s IEN centra - na naponu od 750 kV.
Druga ljestvica stresa koristi se u središnjoj Rusiji i regijama istočno od Moskve. U središnjoj zoni ove se dvije skale ponekad preklapaju (vodovi 500 i 750 kV). Istodobno, istočno od Moskve, uključujući Sibir i Daleki istok, koristi se samo druga ljestvica stresa. Ova podjela dviju ljestvica za različite teritorije ima svoje prednosti sa stajališta rada mrežne ekonomije.
SAD
Prvi dalekovodi napona 110 kV izgrađeni su u SAD-u davne 1910. godine, 220 kV - 1922. godine, a zatim se pojavio niz drugih nazivnih napona, što je zbog veliki iznos tvrtke koje su proizvodile električnu opremu. 50-ih godina svladani su 345 kV vodovi, 1965. godine uključen je prvi 500 kV vod, 1969. godine 765 kV vod, a 1970. ± 400 kV istosmjerni dalekovod duljine 1400 km (pacifički prijenos) , prolazeći duž zapadne obale Sjedinjenih Država. Unatoč raznolikosti nazivnih napona u ovoj zemlji, mogu se razlikovati dvije ljestvice koje imaju svoja područja primjene. Prva skala uključuje napone od 138-345-765 kV i koristi se na jugozapadu, u centru i na sjeveru zemlje, druga - naponi od 115-230-500 kV i koristi se uglavnom na zapadu i jugoistoku Sjedinjenih Država.
U Sjedinjenim Državama postoji niz međusobno povezanih energetskih sustava, koji uključuju pojedinačne energetske tvrtke, kojih ima više od tisuću. Nekim od ovih klastera upravlja se iz jedne upravljačke sobe, drugi jednostavno paralelno rade na koordinaciji podjele tereta i kontrole frekvencije. Ulogu međusustavnih veza i okosnih vodova imaju 345-765 kV vodovi. U tijeku su radovi na izradi opreme za dalekovode 1600 kV.
Na sjeveru je američka mreža snažno povezana s Kanadom, uključujući nekoliko 765 kV vodova na istočnoj strani granice, nekoliko 500 kV vodova na zapadnoj strani i tri istosmjerne veze.
90-ih godina prošlog stoljeća izgrađena je višenamjenska trafostanica istosmjernog prijenosa energije Kanada-SAD (1486 km, ± 400 kV, 2000 MW) od HE La Grande u Quebecu (Kanada) do Bostona (SAD). Ovaj prijenos ima pet pretvaračkih stanica, od kojih su tri smještene u Kanadi, a dvije u Sjedinjenim Državama. Uz ovaj dalekovod, u Sjedinjenim Državama postoje još tri dalekovoda i osam istosmjernih veza.
Na jugu je američka elektroenergetska mreža povezana vodovima 230-345 kV s meksičkom električnom mrežom. Paralelno rade električne mreže Kanade, Sjedinjenih Država i Meksika.
Zapadna Europa
U zapadnoj Europi postoji UCPTE interkonekcija, koja uključuje 12 zemalja, na koje su sada povezane zemlje Istočne Europe. Nordijske zemlje uspostavile su električnu mrežu Nordel System, koja uključuje Švedsku, Norvešku, Finsku i Dansku. Anglin Power System djeluje paralelno s UCPTE-om preko podmorskog istosmjernog dalekovoda. Slični dalekovodi također povezuju elektroenergetske sustave Švedske, Danske i Njemačke s elektroenergetskim sustavima Švedske i Finske. Rusija je povezana sa sustavom Nordel preko istosmjerne veze snage 1420 MW u Vyborgu. Planirana je izgradnja 724 km duge podmorske linije istočne struje Velika Britanija - Norveška propusne snage 800 MW.
Glavne okosnice AC-a u zapadnoeuropskim zemljama koje su dio UCPTE-a su 380-420 kV vodova. 230 kV vodovi i 110-150 kV vodovi služe kao distribucijske mreže. U zapadnoj Europi ne koriste se naponi od 500 i 750 kV, ali u Francuskoj je zbog povećanja opterećenja razvijen projekt izgradnje vodova od 750 kV. Istodobno, trebalo bi upotrijebiti novoizgrađene vodove od 380 kV s dvije fazne žice na nosačima s dvostrukim krugovima za suspendiranje jednog kruga od 750 kV s istim žicama.
Kanada
U istočnom dijelu zemlje postoji prilično raširena mreža s naponom od 735 kV, u zapadnom dijelu - 500 kV. Razvoj 735 kV mreže uzrokovan je potrebom za napajanjem jedne od najvećih hidroelektrana na rijeci na svijetu. Churchill snage 5,2 GW, kao i kaskada hidroelektrana na rijeci. Svetog Lovre. Za izlaz snage hidroelektrane na rijeci. Nelson je izgradio dalekovod istosmjerne struje Rijeka Nelson - Winnipeg - dvokružni prijenos dug 800 km: prvi krug na živinim ventilima (± 450 kV, 1620 MW), drugi krug na visokonaponskim tiristorskim ventilima (± 500 kV, 2000 MW). Pored toga, postoji 320-megavatna veza na rijeci Il River dizajnirana za povezivanje elektroenergetskih sustava Kanade i Sjedinjenih Država. Na zapadnoj obali
Kanada je položila podvodni prijenos s kopna na oko. Vancouver, ima dva izmjenična kabela (138 kV, 120 MW) i dva istosmjerna kabela (+ 260 + 280 kV, 370 MW). Tu je i Shategei DC veza (1000 MW) koja povezuje 735 kV mrežu u Kanadi i 765 kV mrežu u SAD-u.
Razvijene 500 kV mreže u zapadnoj Kanadi povezuju velike elektrane i opterećuju čvorove u industrijskim područjima zapadnih provincija. Elektroenergetski sustavi istočnog i zapadnog dijela Kanade nemaju izravnu vezu, jer su odvojeni planinskim lancima. Komunikacija se vrši putem američke elektroenergetske mreže. U zapadnom dijelu tih zemalja postoje 500 kV međusobne veze između elektroenergetskih sustava Kanade i Sjedinjenih Država.
Dakle, postoje dvije glavne elektroenergetske mreže na sjeveru Sjedinjenih Država i južnoj Kanadi: elektroenergetske mreže sjeveroistoka SAD-a i jugoistoka Kanade te elektroenergetski sustavi sjeverozapada SAD-a i jugozapada Kanade.
Meksiko, Srednja i Južna Amerika
Meksički elektroenergetski sustav nesrazmjerno je manje moćan od američkog. Glavna mreža u Meksiku nastaje pri naponima od 220 i 400 kV.
Zemlje Srednje Amerike (Panama, Kostarika, Honduras, Nikaragva) tvore energetski izoliranu regiju s malim ukupnim kapacitetom elektrana (3-4 GW). Postoje međudržavni priključci 230 kV. Trenutno se Srednjoameričko energetsko udruženje stvara na temelju izgradnje 230-500 kV vodova.
Među zemljama Južna Amerika najsnažniji energetski potencijal imaju Brazil (54%), Argentina (20%) i Venezuela (10%). Ostatak otpada na druge zemlje kontinenta. Istodobno je argentinska elektroenergetska mreža najveća u Južnoj Americi. Najviši napon mreža u Argentini je 500 kV, ukupna duljina vodova ove naponske klase je oko 10 tisuća km.
Najviši napon električnih mreža u Brazilu je 765 kV. Tu su i 500 kV vodovodna mreža, 400 kV samostalni vodovi i 345 kV mreža. Brazil upravlja istosmjernom dalekovodom od najveće svjetske hidroelektrane Itaipu do područja Sao Paula. Ovaj prijenos snage ima dvije vrijednosti s naponom od ± 600 kV, duljina mu je preko 800 km, ukupni prenosni kapacitet je 6300 MW.
Najviši napon mreža u Venezueli je 400 kV. U ostalim zemljama ovog kontinenta - 220 kV. Postoji niz interkonekcija od 220 kV.
Raširenu povezanost elektroenergetskih sustava u Južnoj Americi ometaju različite nazivne frekvencije pojedinih zemalja: 50 i 60 Hz. Postoje dvije istosmjerne veze. Jedan od njih snage 50 MW između mreža Paragvaja i Brazila, drugi snage 2000 MW između mreža Brazila i Argentine.
Afrika
S velikim područjem kontinenta, ukupni kapacitet elektrana je relativno mali. Otprilike polovica njih koncentrirana je u Južnoj Africi, a preko 10% u Egiptu, ostatak u drugim zemljama kontinenta. S relativno skromnim energetskim kapacitetima, u afričkim elektroenergetskim sustavima koriste se prilično visoki naponi, što se objašnjava udaljenošću izvora energije od središta potrošnje. U Egiptu se koristi napon od 500 kV, u Južnoj Africi - 400 kV, Nigeriji, Zambiji i Zimbabveu - 330 kV, u ostalim zemljama - 220-230 kV. Na kontinentu su izgrađena dva snažna dalekovoda istosmjerne struje za hidroelektrane: Inga - Shaba, koja povezuje dvije najrazvijenije, ali izolirane regije Zair, i hidroelektrana Kabora Bassa (Mozambik) - Apolo (Južna Afrika ).
Azija (isključujući ZND)
Za ovu regiju, zbog nedostatka dovoljno cjelovitih informacija, samo najviše opće informacije... Najveći napon okosnih vodova u Indiji, Turskoj, Iraku, Iranu - 400 kV, u Kini, Pakistanu, Japanu - 500 kV. U Indiji i Kini puno se pažnje posvećuje prijenosnom napajanju i istosmjernim vezama. U tim je zemljama već izgrađeno nekoliko dalekovoda i istosmjernih umetaka i planira se povećati njihov broj i izvesti sve jednosmjerne veze.
Među azijskim elektroenergetskim sustavima vodeće pozicije zauzimaju elektroenergetski sustavi Japana i Južnog Korena. Okosnica japanske kičmene mreže čine vodovi od 275 i 500 kV. Gotovo svi vodovi od 500 kV su dvokružni. Za prijenos električne energije u tokijsku regiju iz velike nuklearne elektrane izgrađen je dalekovod snage 1100 kV duljine 250 km. Ova linija izgrađena je na dvostrukim nosačima visine do 120 m, što je određeno okolinskim zahtjevima. Trenutno se na otoku gradi prstenasti vod 1100 kV. Honshu.
Poteškoća u stvaranju jedinstvenog energetskog sustava ove zemlje je prisutnost različitih nazivnih frekvencija (50 i 60 Hz) na sjevernim i sjevernim južni dijelovi Japan. Granica između ovih dijelova prolazi duž otoka. Honshu. Za komunikaciju između njih izgrađene su dvije veze istosmjerne struje od po 300 MW. Uz to, dva su otoka - Hokkaido i Honshu - povezana istosmjernim nadzemnim dalekovodom (600 MW, ± 250 kV).
Okosnica mreže Južna Korea ima napon od 345 kV. Zbog male veličine teritorija ove države, dalekovodi su kratki. Ukupna duljina 345 kV vodova koji idu u meridionalnom smjeru nešto je veća od 300 km. Ukupna duljina linija koje prolaze u širinskom smjeru približno je jednaka. Rute ovih linija u pravilu prolaze teritorijima koji nisu pogođeni gospodarskom aktivnošću, što je u uvjetima Južne Koreje velikih poteškoća. Zbog povećanja opterećenja gradi se 765 kV vod, što također zahtijeva prevladavanje poteškoća s polaganjem trase.
Glavne značajke elektroenergetskih sustava su sljedeće.
Struja se praktički ne akumulira. Proizvodnja, transformacija, distribucija i potrošnja događaju se istovremeno i gotovo trenutno. Stoga su svi elementi elektroenergetskog sustava međusobno povezani jedinstvom režima. U elektroenergetskom sustavu, u svakom trenutku vremena stacionarnog stanja, održava se ravnoteža za aktivne i jalova snaga... Nemoguće je proizvesti električnu energiju bez potrošača: koliko se električne energije generira ovaj trenutak, toliko se daje potrošaču umanjenom za gubitke. Popravci, nesreće itd. Dovode do smanjenja količine isporučene električne energije potrošaču (u nedostatku rezerve) i, kao posljedicu, premale iskorištenosti instalirane opreme elektroenergetskog sustava.
Relativna brzina procesa (privremena): valni procesi - () s, isključeni i uključeni - s, kratki spojevi - () s, njihanje - (1-10) s. Velika brzina protoka privremeni procesi u elektroenergetskim sustavima potrebna je uporaba automatizacije u širokom rasponu do potpune automatizacije procesa proizvodnje i potrošnje električne energije i isključivanje mogućnosti intervencije osoblja.
Elektroenergetski sustav povezan je sa svim granama industrije i prometa, koje karakterizira široka raznolikost prijemnika energije.
Razvoj energetskog sektora mora nadmašiti rast potrošnje električne energije, inače je nemoguće stvoriti rezerve snage. Energetski sektor trebao bi se razvijati ravnomjerno, bez nesrazmjera pojedinih elemenata.
Prednosti kombiniranja elektrana u elektroenergetski sustav
Kada se elektrane kombiniraju u energetski sustav, postiže se sljedeće:
smanjenje ukupne rezerve snage;
smanjenje ukupnog maksimalnog opterećenja;
uzajamna pomoć u slučaju nejednakih sezonskih promjena u kapacitetu elektrana;
uzajamna pomoć u slučaju nejednakih sezonskih promjena u potrošačkim opterećenjima;
uzajamna pomoć u popravcima;
poboljšanje iskorištenosti kapaciteta svake elektrane;
povećanje pouzdanosti napajanja potrošača;
mogućnost povećanja jediničnog kapaciteta jedinica i elektrana;
mogućnost jedinstvenog kontrolnog centra;
poboljšanje uvjeta za automatizaciju procesa proizvodnje i distribucije električne energije.
Električne instalacije. Nominalni podaci o instalacijama
Električne instalacije (PUE, I.13) - instalacije u kojima se električna energija proizvodi, pretvara, distribuira i troši. Podijeljeni su u električne instalacije s naponima do 1000 V i preko 1000 V.
Nazivna (PUE, I.1) 24) struja, napon, snaga, faktor snage itd. Električne instalacije podaci su putovnice (u praksi su to podaci na kojima je rad električne instalacije najekonomičniji).
Nazivni naponi
Ljestvica nazivnih naponskih vodova u kilovoltima električnih instalacija trofazne izmjenične struje frekvencije 50 Hz dana je u tablici. jedan.
stol 1
Ljestvica nazivnog napona električnih instalacija, kV
|
Električni prijamnici |
Generator |
Transformator |
|
|
primarni namot |
sekundarni namot |
||
Ljestvice nazivnih napona generatora i sekundarnih namotaja transformatora odabiru se za 5-10% više od nazivnih napona potrošača, dalekovoda, primarnih namotaja transformatora kako bi se olakšalo održavanje nazivnog napona potrošača.
Kao referentna baza uzima se nazivni napon potrošača (), zatim nazivni napon generatora, sekundarni namot transformatora. Pomoću racionalno odabranih nazivnih napona i omjera transformacije moguće je nadoknaditi pad napona u prijenosniku snage (,,) i održavati nazivni napon na potrošaču.
Najveći dopušteni radni naponi premašuju nazivne za 15% (), 10% () i 5% ().
Skala maksimalnog napona, kV: 3,6; 6,9; 11,5; 23; 40,5; 126; 172; 252; 525; 787; 1207,5.
Promjena u omjeru transformacije postiže se promjenom broja zavoja (slavina) na jednom od namota, na primjer s i,
Ovaj izraz znači da se broj okretaja mijenja sa strane viši napon od do, dok se mijenja od do (slika 1.4):
Pregledajte podatke o transformatorima dane u električnim priručnicima i odredite ograničenja i korake omjera pretvorbe.