Электрические сети и подстанции

Электрическое хозяйство каждой местности, города или про­изводственного предприятия состоит из множества различных видов электрических сетей, силовых трансформаторов, электро­оборудования, электроаппаратов и множества другого оборудова­ния. Потребительских приборов еще больше. Одних электроламп различают сотни типов, а электрических машин и электротранс­форматоров — десятки тысяч наименований. С функциональной точки зрения электрические хозяйства можно условно разделить на три большие категории:

• электрохозяйства, действующие в сфере непосредственно­го производства электрической энергии (электростанции, подстанции, сети);

• электрохозяйства муниципальных организаций, крупных предприятий и ведомств;

• электрохозяйства частных и индивидуальных потребителей электроэнергии.

Общая электротехнологическая схема такова: электростанции вырабатывают электроэнергию и на генераторном напряжении (либо после трансформации) передают ее в электросети общего пользования. Напряжение при этом повышают до соответству­ющего уровня (35; 110; 220; 330; 500 и 750 кВ), либо, напротив, снижают и отпускают потребителю на напряжении 0,4 кВ. Элек­трические сети подразделяются на следующие категории:

• сети генераторного напряжения (от 0,4 до 10 кВ);

• сети регионального и муниципального назначения (от 0,4; 6; 10; 20; 35 и 110 кВ);

• сети межрегионального назначения (220, 330, 500 и 750 кВ);

• потребительские сети (220, 380, 6 000 и 10 000 В).

Сети генераторного напряжения (как характеризует само на­звание) функционируют под нагрузкой одного или нескольких параллельно работающих электрогенераторов. Количество (мощ­ность) отпускаемой энергии, естественно, не может превышать располагаемого потенциала. Потребление на генераторном на­пряжении дает выигрыш (потребителю и производителю) за счет того, что отпадает необходимость в промежуточных трансфор­маторных подстанциях. Правда, на генераторном напряжении электроснабжение может осуществляться в небольшом радиусе удаления (до 5 км), так как передача электроэнергии на большие расстояния будет сопровождаться быстрым возрастанием потерь (от нагрева проводов) и падением напряжения до неприемлемого уровня. На генераторном напряжении (или с понижением его) покрываются все собственные нужды электростанции, составля­ющие 5-10 % от общего производства.

Для выдачи генерируемой мощности сооружается повыси-тельная подстанция с соответствующими силовыми трансфор­маторами и распределительными устройствами (закрытыми или открытыми) напряжением 35, 110, 220, 330, 500 и 750 кВ, откуда ток передается к отдаленным потребителям. Муниципальные (городские, районные, поселковые) и потребительские сети фор­мируются исходя из реальной возможности получения энергии из сетей общего пользования напряжением 35-780 кВ.

Электрические сети и подстанции всех напряжений от 220 В до 750 кВ работают параллельно на единой частоте тока 50 Гц, составляя цельную электрическую систему. Условно электросис­темы (их называют энергосистемами) подразделяются на муници­пальные (районные, городские), региональные (республиканские, краевые, областные), зональные (межобластные энергосистемы Центра, Поволжья, Урала и т.д.) и общероссийские — «ЕЭС Рос­сии». Схематично сети всех категорий имеют похожее инженер­ное исполнение. Состоят они из следующих элементов: элек­троподстанций, линий электропередачи (проводов и кабелей), строительных сооружений вдоль ЛЭП (опоры, туннели, лотки, переходы, пересечения) и др. По проводам, в принципе, можно передавать любую мощность и на любое расстояние, но чем выше сила тока и чем дальше его передача, тем большая часть будет теряться на нагрев, тем больше будет и падение напряжения, приближаясь в конце линии к нулю. Поэтому для каждого случая передачи тока на расстояние рассчитываются уровень напряже­ния, сечение провода и необходимая трансформация тока.

По приведенным в табл. 9.3 данным можно сориентироваться в оптимальных параметрах ЛЭП в зависимости от передаваемой мощности и расстояния, на которое «перекачивается» ток.

Таблица 9.3