Номинальные напряжения электрической сети

Номинальные напряжения электрических сетей общего назначения переменного тока в РФ установлены действующим стандартом (табл. 1).

Таблица 1 - Номинальные междуфазные напряжения, кВ, для напряжений свыше 1000 В по ГОСТ 721–77*

* Номинальные напряжения, указанные в скобках, для вновь проектируемых сетей не рекомендуются.

** Для трансформаторов и АТ, присоединяемых непосредственно к шинам генераторного напряжения электрических станций или к выводам генераторов.

*** В нормативно-технической документации на отдельные виды трансформаторов и АТ, утвержденной в установленном порядке, должно указываться только одно из двух значений напряжения вторичных обмоток. В особых случаях допускается применение второго напряжения, что должно специально определяться в нормативно-технической документации.

Международная электротехническая комиссия (МЭК) рекомендует стандартные напряжения выше 1000 В для систем с частотой 50 Гц, указанные в табл. 2.

Таблица 2 - Номинальное напряжение сети и наибольшие рабочие напряжения электрооборудования

Примечания.

1. Рассматривается унификация значений.

2. Используется также 550 кВ.

3. Допускается применение напряжений в диапазоне 765–800 кВ при сохранении испытательного напряжения электрооборудования как и для 765 кВ.

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

Uэк =1000 / √(500/L + 2500/P) (1)

где L – длина линии, км,

P – передаваемая мощность, МВт.

В России получили распространение две системы напряжений электрических сетей переменного тока (110 кВ и выше): 110–330 – 750 кВ – в ОЭС Северо-Запада и частично Центра – и 110–220 – 500 кВ – в ОЭС центральных и восточных регионов страны. Для этих ОЭС в качестве следующей ступени принято напряжение 1150 кВ, введенное в ГОСТ в 1977 г. Ряд построенных участков электропередачи 1150 кВ временно работают на напряжении 500 кВ.

На нынешнем этапе развития ЕЭС России роль системообразующих сетей выполняют сети 330, 500, 750, в ряде энергосистем – 220 кВ. Первой ступенью распределительных сетей общего пользования являются сети 220, 330 и частично 500 кВ, второй ступенью – 110 и 220 кВ; затем электроэнергия распределяется по сети электро снабжения отдельных потребителей.

Условность деления сетей на системообразующие и распределительные по номинальному напряжению заключается в том, что по мере роста плотности нагрузок, мощности электростанций и охвата территории электрическими сетями увеличивается напряжение распределительной сети. Это означает, что сети, выполняющие функции системообразующих, с появлением в энергосистемах сетей более высокого напряжения постепенно «передают» им эти функции, превращаясь в распределительные. Распределительная сеть общего назначения всегда строится по ступенчатому принципу путем последовательного «наложения» сетей нескольких напряжений. Появление следующей ступени напряжения связано с ростом мощности электростанций и целесообразностью ее выдачи на более высоком напряжении. Превращение сети в распределительную приводит к сокращению длины отдельных линий за счет присоединения к сети новых ПС, а также к изменению значений и направлений потоков мощности по линиям.

При существующих плотностях электрических нагрузок и развитой сети 500 кВ отказ от классической шкалы номинальных напряжений с шагом около двух (500 / 220 / 110 кВ) и постепенным переходом к шагу шкалы около четырех (500 / 110 кВ) является техническии экономически обоснованным решением. Такая тенденция подтверждается опытом передовых в техническом отношении зарубежных стран, когда сети промежуточного напряжения (220–275 кВ) ограничиваются в своем развитии. Наиболее последовательно такая техническая политика проводится в энергосистемах Великобритании, Италии, Германии и других стран. Так, в Великобритании все шире используется трансформация 400 / 132 кВ (консервируется сеть 275 кВ), в Германии – 380 / 110 кВ (ограничивается в развитии сеть 220 кВ), в Италии – 380 / 132 кВ (консервируется сеть 150 кВ) и т. д.

Наибольшее распространение в качестве распределительных получили сети 110 кВ как в ОЭС с системой напряжений 220–500 кВ, так и 330–750 кВ. Удельный вес линий 110 кВ составляет около 70 % общей протяженности ВЛ 110 кВ и выше. На этом напряжении осуществляется электроснабжение промышленных предприятий и энергоузлов, городов, электрификация железнодорожного и трубопроводного транспорта; они являются верхней ступенью распределения электроэнергии в сельской местности. Напряжение 150 кВ получило развитие только в Кольской энергосистеме и для использования в других регионах страны не рекомендуется.

Напряжения 6–10–20–35 кВ предназначены для распределительных сетей в городах, сельской местности и на промышленных предприятиях. Преимущественное распространение имеет напряжение 10 кВ; сети 6 кВ сохраняют значительный удельный вес по протяженности, но, как правило, не развиваются и по возможности заменяются сетями 10 кВ. К этому классу примыкает имеющееся в ГОСТ напряжение 20 кВ, получившее ограниченное распространение (в одном из центральных районов г. Москвы).

Напряжение 35 кВ используется для создания ЦП сетей 10 кВ в сельской местности (реже используется трансформация 35 / 0,4 кВ).