Линии электропередачи (ЛЭП) Исполнитель

Линии электропередачи (ЛЭП)

По конструктивному выполнению ЛЭП подразделяются на воздушные и кабельные. Металлические провода воздушных линий подвешиваются к опорам через изоляторы, имеющие специальные зажимы. Опоры выполняются деревянными, металлическими и железобетонными, в зависимости от назначения линии, используемого напряжения, экономических соображений и т.д. Некоторые конструкции опор предназначены для поддерживания проводов, они воспринимают только вертикальные нагрузки веса проводов и называются промежуточными. Существуют конструкции опор воспринимающие горизонтальные нагрузки натяжения проводов, они называются анкерными. Провода на линиях располагаются различно. 

{spoiler=Подробнее}

Стоимость сооружения ЛЭП зависит от напряжения и передаваемой мощности. Так 1км линии при 35 кВ стоит 4-20 млн. сум, при 110 кВ – 5-30 млн. сум, при 220 кВ – 14-35 млн. сум, при 500 кВ – 40-70 млн. сум. Для отключения линии (для разрыва цепи) используются выключатели. При отключении ЛЭП между контактами выключателя возникает мощная электрическая дуга, для гашения которой используются специальные устройства. Процесс отключения линии должен проходить как можно быстрее, чтобы обеспечить высокую надежность электрических систем, например, при ликвидации аварии. Современные высоковольтные выключатели способны отключать линии за 0,15-0,8 с.

Передача энергии на расстояние.

Необходимость сооружения ЛЭП объясняется выработкой электроэнергии в основном на крупных электростанциях, удаленных от потребителей – относительно мелких приемников, распределенных на обширных территориях.

Передача электрической энергии на расстояние дает ряд преимуществ, позволяя:

- применять отдельные источники энергии;

- уменьшать суммарную резервную мощность генераторов;

- использовать расхождение времени в разных географических широтах, при котором не совпадают максимумы расположенных в них нагрузок;

- более полно использовать мощности ГЭС;

- увеличивать надежность электроснабжения потребителей и т.д.

Для дальних передач большое значение имеет пропускная способность, т.е. та наибольшая мощность, которую можно передавать по ЛЭП с учетом всех ограничивающих факторов. Повышение пропускной способности ЛЭП достигается в основном за счет увеличения напряжения, изменение конструкции, введение различных компенсирующих устройств. Расщепляют провода ЛЭП напряжением 330 кВ и выше, для улучшения параметров линий (уменьшается реактивное сопротивление).

Анализируя развитие энергосистем в ряде стран можно выделить две основные тенденции:

1. Приближение электрических станций к центрам потребления в тех случаях, когда на территории охватываемой объединенной энергосистемой, нет дешевых источников энергии или когда источники уже использованы.
2. Сооружение электростанции вблизи дешевых источников энергии и передача   электроэнергии к центрам ее потребления.

Преимущества объединения энергетических систем.

На первой стадии развития электроэнергетика представляла собой совокупность отдельных электростанций, каждая из которых через собственную сеть передавала электроэнергию к потребителям, не связанным между собой.

В дальнейшем стали создаваться энергетические системы, в которых электрические станции соединялись электрическими сетями и включались на параллельную работу. Отдельные энергетические системы в свою очередь также соединялись, образуя более крупные энергетические системы. Тенденция к образованию по возможности наиболее крупных энергетических объединений проявляется практически во всех странах. В настоящее время создана ЕЭС европейской части бывшего союза. Объединение системы Сибири и Средней Азии. Общее стремление к объединению энергетических систем вызвано огромными преимуществами крупных систем по сравнению с отдельными станциями. Создание объединенных энергетических систем позволяет:

1) Уменьшить суммарную установленную мощность электростанций.

   P

                                                     P_m

                                                                                    t

Рис. Примерный вид графика нагрузки потребителей электроэнергии по времени.

Р = f(t) - характеризует график электрических нагрузок (рис.).

Максимум суммарной нагрузки Рm энергосистемы меньше, чем сумма максимумов нагрузок отдельных потребителей.

2) Более полно использовать гидроэнергетические ресурсы.

Если две станции ТЭС и ГЭС мощность каждой 100 МВт. Каждая станция работает отдельно и нагрузки каждого по 100 МВт. Потребности электроэнергии за сутки у потребителей каждого района составляют по 1600 МВт ч. Предположим, ГЭС за сутки может выработать только 1200 МВт.ч, следовательно, дефицит электроэнергии в районе ГЭС – составляет 400 МВт ч. При этом ГЭС за сутки вырабатывает 2400 МВт ч. т.е. в районе ГЭС больше 800 МВт. При объединении на параллельную работу ТЭС и ГЭС можно, заставив ТЭС вырабатывать 2000 МВт ч электроэнергии, полностью удовлетворить спрос всех потребителей. ГЭС более пригодны для покрытия пиковой части графиков суммарной нагрузки энергосистем (рис.).

1. Повысить экономичность выработки электроэнергии.

     Р

                             ГЭС

                             ТЭС

                                                              t

Рис. Области целесообразных режимов работы ТЭС и ГЭС.

1. Увеличить единичные мощности агрегатов.

С возрастанием мощностей агрегатов Рi улучшаются их технические характеристики, и снижается удельная стоимость с выработки электроэнергии (рис.).

       C

                                                  P_i

     Рис. Зависимость удельной стоимости выработки электроэнергии от мощности агрегата.

1. Повысить надежность электроснабжения потребителей.

Отдельные элементы энергетической системы в результате аварий могут выходить из строя. Чтобы обеспечить надежность систем применяются устройства релейной защиты и автоматики. Релейной защитой называется система устройств, которая производит отключения поврежденных элементов или части систем. К числу автоматических устройств относятся автоматического повторного включения (АПВ) и автоматического ввода резерва (АВР).

1. Повысить качество электроэнергии.

Качество электроэнергии определяется значением напряжения, формой кривой напряжения и тока, симметрией векторов напряжений трехфазной системы и частотой напряжения вдоль ЛЭП.

U₂ = U₁ – IR

U₁ U₂ – напряжения в начале и конце линии, I – ток в линии, R – сопротивление линии.

Форма кривой напряжения

                        а)                                                                           а')           

   U                                                                                                   А

  (I)

                                                        t                                С                      В

                                     б)                                                              б')

   U                                                                                                   А

  (I)

                                                      t

                                                                                        С                        В

Рис. Форма кривой напряжения (тока) и векторы напряжения.

а и а' – кривая напряжения и вектор напряжения в нормальном режиме.

б и б' – векторы напряжения с нормальной и нарушенной симметрии.

Улучшение качества электроэнергии регулированием ЭДС синхронного генератора. Рассмотрим рисунок.      

                                           N                                               е = Вlν ≡ B                    

                                                                                       АРВ – автоматический                                            

                                           S                                                           режим

            R                                                                                          возбуждения.

                                                 АРВ

Рис. Регулирования напряжения генератора изменением тока возбуждения.

Напряжение можно регулировать и непосредственно у потребителей (рис).

        W₁                                            W₂

        U₁                                             U₂

Рис. Схема регулирования напряжения изменением коэффициента трансформации трансформатора.

К = U₂/U₁

Отклонение частоты в основном приводит к ухудшению работы потребителей.

Рассмотрим схему регулирования частоты переменного тока:

                                                                  f = Ω

                                                                   f - частота

                                                      ~           Ω – угловая скорость.

                                                                   АРУ – автоматический регулятор частоты.

                           АРУ   

{/spoilers}