Преимущества линий электроснабжения высокого напряжения
Линии электроснабжения высокого напряжения (ЛЭП ВН) – это системы передачи электрической энергии, которые работают при напряжении свыше 1000 В. Они применяются для передачи энергии от генераторов до потребителей на большие расстояния и имеют ряд преимуществ по сравнению с линиями низкого напряжения. Рассмотрим основные преимущества ЛЭП ВН.
Меньшие потери энергии: ЛЭП ВН работают при высоком напряжении, что позволяет снизить потери энергии во время передачи. При использовании линий низкого напряжения потери энергии на длинных расстояниях могут быть существенными, поскольку сопротивление проводников вызывает значительное падение напряжения. ЛЭП ВН обеспечивают более эффективную передачу электрической энергии и позволяют сократить потери.
Большие расстояния передачи: ЛЭП ВН позволяют передавать электрическую энергию на значительные расстояния. Высокое напряжение позволяет сократить размеры проводов и опор, а также снизить потери энергии при передаче на дальние расстояния
Это особенно важно для передачи энергии от удаленных электростанций до населенных пунктов.
Экономическая эффективность: Благодаря меньшим потерям энергии и возможности передачи на большие расстояния ЛЭП ВН являются экономически более выгодными по сравнению с линиями низкого напряжения. Передача электрической энергии на дальние расстояния с помощью ЛЭП ВН позволяет сократить количество необходимых электростанций и снизить расходы на их строительство и эксплуатацию.
Надежность: ЛЭП ВН обычно оснащены соответствующими системами автоматического управления и безопасности, что повышает их надежность
Они способны обнаруживать и быстро устранять аварийные ситуации, а также могут переключаться на резервные линии при необходимости. Благодаря этому, ЛЭП ВН обеспечивают более стабильное и надежное электроснабжение.
Меньшая электромагнитная нагрузка: ЛЭП ВН создают меньшую электромагнитную нагрузку по сравнению с ЛЭП низкого напряжения, что является важным фактором для окружающей среды и здоровья людей.
В целом, ЛЭП ВН представляют собой более эффективные, экономически выгодные и надежные системы передачи электрической энергии. Они играют важную роль в обеспечении надежного и стабильного электроснабжения на большие расстояния.
Постоянный ток в качестве альтернативы
В качестве альтернативы электропередачи переменного тока на большое расстояние можно рассматривать ВЛ с постоянным напряжением. Такие ЛЭП обладают следующими преимуществами:
Протяженность ВЛ не влияет на мощность, при этом ее максимальное значение существенно выше, чем у ЛЭП с переменным напряжением
То есть при увеличении потребления электроэнергии (до определенного предела) можно обойтись без модернизации.
Статическую устойчивость можно не принимать во внимание.
Нет необходимости синхронизировать по частоте связанные энергосистемы.
Можно организовать передачу электроэнергии по двухпроводной или однопроводной линии, что существенно упрощает конструкцию.
Меньшее влияние электромагнитных волн на средства связи.
Практически отсутствует генерация реактивной мощности.. Несмотря на перечисленные способности ЛЭП постоянного тока, такие линии не получили широкого распространения
В первую очередь это связано с высокой стоимостью оборудования, необходимого для преобразования синусоидального напряжения в постоянное. Генераторы постоянного тока практически не применяются, за исключением электростанций на солнечных батареях
Несмотря на перечисленные способности ЛЭП постоянного тока, такие линии не получили широкого распространения. В первую очередь это связано с высокой стоимостью оборудования, необходимого для преобразования синусоидального напряжения в постоянное. Генераторы постоянного тока практически не применяются, за исключением электростанций на солнечных батареях.
С инверсией (процесс полностью противоположный выпрямлению) также не все просто, необходимо допиться качественных синусоидальных характеристик, что существенно увеличивает стоимость оборудования. Помимо этого следует учитывать проблемы с организацией отбора мощности и низкую рентабельность при протяженности ВЛ менее 1000-1500 км.
Кратко о свехпроводимости.
Сопротивление проводов можно существенно снизить, охладив их до сверхнизких температур. Это позволило бы вывести эффективность передачи электроэнергии на качественно новый уровень и увеличить протяженность линий для использования электроэнергии на большом удалении от места ее производства. К сожалению, доступные на сегодняшний день технологии не могут позволить использования сверхпроводимости для этих целей ввиду экономической нецелесообразности.
- Линии электропередачи;
- Требования к электросетям;
- Что такое система передачи электрической энергии;
- Системообразующая электрическая сеть;
- Межсистемные линии электропередачи;
- Номинальное напряжение линий электропередачи;
- Пропускная способность линий электропередачи.
Применение ВЛЗ
ВЛЗ – это высокоомные линейные заземлители, которые используются в электролабораториях, на высоковольтных подстанциях и других объектах, где необходимо обеспечить электробезопасность.
Один из главных принципов применения ВЛЗ – это создание высокоомной связи между потенциально опасными частями электрооборудования и землей. Благодаря этому, возможны различные работы по обслуживанию и ремонту, не ставя при этом под угрозу жизни и здоровья человека.
Кроме того, ВЛЗ успешно используются для обеспечения систем громоотводов. Они устанавливаются на крышах зданий, где собирается статическое электричество, и соединяются с землей. Таким образом, обеспечивается уход статического заряда из здания в грунт, что предотвращает разряды молний и повышает электроснабжение в здании.
Также, ВЛЗ используются в работах с высоковольтным оборудованием. Если на объекте присутствуют элементы с напряжением выше 1000 В, то необходимо дополнительно устанавливать специальную защиту от поражения электрическим током. ВЛЗ успешно справляются с этой задачей, их устанавливают на объект, где создается путь от элементов высокого напряжения до земли через линейный заземлитель.
Как выбрать нужный тип линии?
При работе с графическими редакторами часто возникает необходимость использовать различные типы линий. Как выбрать нужный тип линии для вашего проекта?
- Сплошная линия — наиболее распространенный тип линии, который используется для обводки объектов и создания общих контуров.
- Пунктирная линия — используется для создания эффекта прерывистости и для выделения объектов.
- Точечная линия — используется для создания эффекта изображения точек или для создания линий с регулярно расположенными отрезками.
- Штрихпунктирная линия — комбинация сплошной и пунктирной линий, которая может использоваться для подчеркивания текста или для создания декоративных эффектов.
При выборе типа линии учитывайте ее назначение и стиль вашего проекта. Например, пунктирная линия может быть отличной для создания легкого и воздушного дизайна, в то время как сплошная линия может быть более подходящей для создания более традиционного стиля.
Также имейте в виду, что разные программы и редакторы могут предоставлять разные типы линий, поэтому ознакомьтесь со списком доступных типов линий в вашей программе перед выбором правильного для вашего проекта.
Сравнительный анализ ВЛ и ВЛИ: особенности и различия
ВЛ (высоколегированные) и ВЛИ (высоколегированные изолированные) провода – это элементы электропроводки, которые используются для передачи электрической энергии
Они отличаются друг от друга принципами конструкции и свойствами, которые важно учитывать при выборе оптимального типа провода
Особенности ВЛ
- ВЛ представляют собой медные провода без изоляции.
- Провода могут быть применены как внутри помещений, так и снаружи, при условии, что они не могут контактировать с металлическими поверхностями.
- ВЛ могут быть оголенными или покрытыми лаком.
- Эти провода хорошо проводят электрический ток, имеют высокую степень гибкости и низкое сопротивление.
- ВЛ могут использоваться для доставки энергии на большие расстояния.
Особенности ВЛИ
- ВЛИ покрыты с двух сторон слоями изоляции, что исключает утечку тока в окружающей среде и снижает вероятность короткого замыкания.
- ВЛИ более склонны к использованию внутри помещений, где вероятность обнаружения обнаженного провода меньше.
- Покрытие изоляции может быть выполнено различными материалами, в том числе из резины или поливинилхлорида (ПВХ).
- ВЛИ необходимы для обеспечения безопасности в случае контакта человека с частями проводки.
- ВЛИ имеют более высокую стоимость по сравнению с ВЛ.
В зависимости от конкретных условий и целей использования, необходимо выбирать между ВЛ и ВЛИ. Перед выбором проводки стоит учитывать такие факторы, как максимальная потребляемая мощность, длина предприятия, токопроводимость и особенности окружающей среды.
Постоянный ток
Вторым способом передачи электрического тока потребителю, является постоянный ток. Подобный ток является выпрямленным. Он встречается в аккумуляторах, батарейках, зарядных устройствах. Такой ток и сейчас подается потребителям некоторых стран, но в очень малых количествах. Его вырабатывают солнечные батареи. Постоянный ток можно подавать по действующим ЛЭП и подземным кабелям. Плюсы такой передачи, следующие:
- С расстоянием нет потери мощности. Не придется завышать напряжение на электростанции.
- Статическая устойчивость не оказывает влияния на передачу и распределение.
- Не требуется настраивать частотную синхронизацию.
- Напряжение можно передать всего по одной линии с одним контактным проводом.
- Нет влияния электромагнитного излучения.
- Минимальная реактивная мощность.
Постоянный ток для потребителя не подается только по причине огромной себестоимости оборудования для электростанций.
Проводимость электрического тока и процент завышения в начале передачи, во многом зависят от сопротивления самой ЛЭП. Снизить сопротивление, — а тем самым нагрузку — можно при помощи охлаждения до сверхнизкой температуры. Это помогло бы увеличить расстояние для передачи энергии и существенно снизить потери. Сегодня нет технологии занижения температуры линии электропередачи. Такая технология является крайне дорогой и требует больших изменений в конструкции. Но в регионах крайнего севера этот способ вполне работает и намного занижает процент передачи мощностей и потери от расстояния.
Общее устройство ЛЭП
Внешне ЛЭП, независимо от категории, выглядит как опора, на которой подвешен силовой кабель. Крепление осуществляется при помощи специальных изоляторов, препятствующих утечке даже при сильном дожде. Они позволяют подвешивать провода на различных инженерных сооружениях без рисков поражения электрическим током обслуживающего персонала, других людей, животных. Все элементы изготавливаются из долговечных материалов (бетон, нержавеющая сталь и пр.).
Подробнее об основных деталях ЛЭП:
- Опоры – являются основой всей конструкции, они отвечают за подвешивание проводов на определенном уровне и их удерживании вне зависимости от климатических условий.
- Провода – передают электрический ток на заданное расстояние в соответствии с проектом.
- Линейная арматура – выполняет функции крепления отдельных элементов между собой.
- Изоляторы – применяются для «отделения» токоведущих частей воздушной линии от всех остальных элементов (опор, арматуры).
Также стоит отметить такой элемент, как защитные тросы. Они монтируются в верхней части опор и выполняют функции защиты от атмосферных (грозовых) перенапряжений, молний во время гроз. Конструктивно опоры разделяются по количеству цепей, располагаемых на них – 1 или две линии (3 провода одной трехфазной сети). На анкерных опорах, являющихся конечными точками, кабель жестко закреплен и натянут до заданного проектом натяжения.
Промежуточные же опоры лишь поддерживают его, чтобы не допустить провисания ниже предела, когда появляется риск соприкосновения с живыми объектами. Полностью исключить провисания не получится, потому что используется мощный кабель большого сечения с толстой изоляцией. То же относится к защитным тросам, они достаточно прочные, но из-за этого имеют приличную массу, усложняющую натягивание до состояния «струны».
Изоляция и защита электропроводов
Изоляция и защита электропроводов являются важным аспектом при проектировании и эксплуатации линий электроснабжения высокого напряжения. Правильная изоляция и защита гарантируют надежную работу системы и предотвращают возможные аварии, повреждения оборудования и потери электроэнергии.
Основной функцией изоляции является предотвращение протекания тока по нежелательным путям. Она обеспечивает электрическую изоляцию проводников от земли и других проводников, что позволяет предотвратить короткое замыкание, обеспечивает безопасность работы персонала и защищает окружающую среду.
Для изоляции электропроводов применяются различные материалы, такие как полимеры (например, полиэтилен, поливинилхлорид), стекло, керамика и резина. Выбор материала зависит от множества факторов, включая напряжение, которое будет протекать по проводам, условия эксплуатации (высокая влажность, высокие или низкие температуры), требования безопасности и надежности.
Помимо изоляции, провода также нуждаются в защите от механических повреждений. Для этой цели используются специальные элементы, такие как гофрированные или алюминиевые оболочки. Эти элементы предотвращают повреждение проводов при воздействии внешних факторов, таких как удары, ветер, снег и лед, и увеличивают долговечность системы.
Важным аспектом в защите электропроводов является также электрическая защита. Она включает в себя использование различных компонентов и систем, таких как предохранители, выключатели, реле и заземления. Эти элементы обеспечивают быстрое отключение электропроводов в случае перегрузок или короткого замыкания, что позволяет предотвратить повреждение оборудования и возможные аварии.
В заключение, изоляция и защита электропроводов являются неотъемлемой частью системы электроснабжения высокого напряжения. Они обеспечивают безопасность работы системы, защищают от аварий и повреждений, а также обеспечивают долговечность и надежность работы всей системы. Правильный выбор материалов и компонентов в соответствии с требованиями и условиями эксплуатации является ключевым фактором для обеспечения эффективной работы системы.
Особенности конструкции линий электроснабжения высокого напряжения
Линии электроснабжения высокого напряжения (ЛЭП ВН) представляют собой особую инфраструктуру, которая обеспечивает передачу электроэнергии на большие расстояния. Конструкция ЛЭП ВН имеет ряд особенностей, которые обеспечивают эффективную и безопасную работу системы передачи.
- Высокое напряжение: ЛЭП ВН используют напряжение выше 1000 В, что обеспечивает эффективную передачу электроэнергии на большие расстояния. Однако, высокое напряжение требует использования специальных конструкций и изоляционных материалов для обеспечения безопасности.
- Большие расстояния: ЛЭП ВН строятся на большие расстояния, что требует использования высокопрочных материалов и особых конструкций опор, которые способны выдерживать нагрузку от проводов и удерживать их в нужном положении.
- Поддержание надежности: ЛЭП ВН должны обеспечивать надежную работу и предотвращать возможные аварии. Для этого используются системы мониторинга и контроля, которые позволяют оперативно обнаруживать и устранять неисправности.
- Защита от природных воздействий: ЛЭП ВН подвержены воздействию различных факторов окружающей среды, таких как сильные ветры, морозы, грозы. Поэтому конструкции ЛЭП ВН оснащаются системами защиты от молнии, а также устойчивыми к ветровым нагрузкам опорами.
Конструкция ЛЭП ВН также особенна тем, что они могут быть различные по типу:
- Воздушные линии электропередачи: самый распространенный тип ЛЭП ВН, который представляет собой конструкцию из опор и проводов, проложенных в воздухе.
- Кабельные линии электропередачи: используются в городских условиях или в местах, где невозможно или нецелесообразно проложение воздушных линий. Кабели закладываются под землей и обеспечивают надежную передачу электроэнергии.
- Подводные линии электропередачи: применяются для передачи электроэнергии на большие расстояния под водой. Этот тип ЛЭП ВН используется при строительстве международных электроэнергетических мостов, таких как в Швеции и Дании.
Преимущества конструкции ЛЭП ВН:
Преимущество
Описание
Высокая эффективность передачи электроэнергии
ЛЭП ВН обеспечивают минимальные потери энергии при передаче на большие расстояния.
Экономическая выгода
Благодаря эффективной передаче энергии, ЛЭП ВН позволяют сократить затраты на строительство дополнительных электростанций.
Устойчивость к природным воздействиям
ЛЭП ВН спроектированы и построены таким образом, чтобы выдерживать воздействие сильных ветров, морозов и гроз.
Возможность передачи больших объемов энергии
Благодаря высокому напряжению, ЛЭП ВН способны передавать большие объемы электроэнергии на дальние расстояния.
В целом, конструкция ЛЭП ВН обладает рядом особенностей, которые позволяют обеспечивать эффективную и надежную передачу электроэнергии на большие расстояния, с учетом различных природных и эксплуатационных условий.
Распределительные сети
10кВ предназначены для передачи и распределения электрической энергии, от источников питающих сетей до потребителя. Входят в состав электрических сетей районных, городских. Состоят из распределительных устройств, воздушных и кабельных линий, токопроводов. Общая схема включает: электроэнергия передается высоковольтными воздушными линиями ЛЭП 500кВ в масштабах областей и центров, поступает на распределительные узлы с понижающими трансформаторами затем распределяется по ЛЭП 220кВ и 110кВ передается на ПС ( подстанции) с понижающими трансформаторами 220/35/10кВ или 110/35/10кВ зависит от загруженности мощностей на территориях. С ПС , РТП, и начинаются распределительные сети 10кВ в состав которых и входят Воздушные линии (ВЛ) 10кВ и Кабельные линии (КЛ) 10кВ.
Воздушные линии электропередачи
— устройство передачи электроэнергии по проводам расположенном на открытом воздухе и прикрепленным с помощью изолирующих конструкций и арматуры к опорам, несущим конструкциям, кронштейнам и стокам на инженерных сооружениях. В России Воздушные линии самый распространенный вид передачи электрической энергии потребителям.
При проектировании, строительстве, реконструкции и эксплуатации ВЛ должны соблюдаться действующие Правила охраны электрических сетей напряжением выше 1кВ.
В чем преимущество электропередачи по ВЛ? Возможность передачи электроэнергии на большие расстояния более 20км. Допустим линия ВЛ территориально проходит по району длинной 10км и на протяжение участка ВЛ за счет отпаек есть возможность присоединения потребителей (подстанций 10/0,4кВ) в зависимости от общих мощностей и потерь напряжений. То на данном участке количество потребителей определяет сечение провода. В этом и есть недостаток нет возможности передачи больших мощностей по ВЛ-10кВ для этого строят ВЛ-35кВ. Так как большая мощность определяет сечения провода, а чем больше сечение тем больше вес провода в пролете между опорами а в зимний период плюс гололед и налипание снега. Что приводит к обрыву проводов.
Кабельные линии электропередачи
– называется линия для передачи электроэнергии или отдельных импульсов ее, состоящая из одного или нескольких параллельных кабелей с соединительными, стопорными и концевыми муфтами (заделками) и крепежными деталями, а для маслонаполненных линий, кроме того, с подпитывающими аппаратами и системой сигнализации давления масла.
В чем преимущество? Кабельные линии прокладываются в земле отсутствует фактор повреждения зависимый от климатических условий. Передачи мощностей свыше 5МВт на участках порядка 1км и более. Прокладка КЛ в городских условиях – это основное их преимущество и назначения, линия скрыты. По отношению к ВЛ опоры и провода находятся на тротуарах в дворах. Недостаток: отсутствует возможность отпайки. Для этого необходимо устанавливать распределительный пункт.
Проектирование и строительство кабельных линий должны производится на основе технико – экономических расчетов с учетом развития сети, ответственности и назначения линий, характера трассы, способа прокладки, конструкции кабелей и передаваемых мощностей. Трассы КЛ выбираются с учетом наименьшего расхода кабеля, от чего еще зависят расчеты потерь напряжения в кабеле. Трассы согласовываются с другими участниками прокладок инженерных сетей. Обычно определяется «коридор» где укладывают КЛ , телефонную связь отступая параллельно кладут водопровод, канализацию и т.п.
Распределительные пункты
6(10)кВ – предназначены для распределения электрической энергии, состоящая из секций, водных ячеек и ячеек отходящих линий, Допустим с ПС 35/10кВ по кабельной линии передается 20МВт. А на данной территории семь потребителей с разными категориями электроснабжения и общая мощность составляет 16МВт. Вот для этого и необходим распределительный пункт, чтоб электроэнергия поступила к потребителю в зависимости от выделенной мощности единолично каждому потребителю.
В итоге электроэнергия поступает непосредственно к потребителю на Трансформаторные подстанции 10/0,4кв предназначенные для приема, преобразованию и распределению электроэнергии. Состоящие из распределительных устройств 6(10)кВ и распределительных устройств 0,4кВ
Распределительные сети 6(10)кВ в составе электрических сетей областных и городских являются основным источником передачи электроэнергии потребителю. В эксплуатации и обслуживание участвует энергосистема с филиалами и подразделениями по всей территории страны.
Пропускная способность линий электропередачи
Пропускная способность линий электропередачи это максимальная активная мощность трех фаз электропередачи, которую можно передать в длительном установившемся режиме с учетом режимных и технических ограничений. Наибольшая техническая проблема и трудность обеспечить необходимую пропускную способность электропередачи при удовлетворительных экономических показателях. Обеспечение и повышение пропускной способности обеспечивается специальными устройствами и мероприятиями.
На данном уроке мы узнаем, каким же способом электроэнергия попадает к нам в дома. Почему для передачи электроэнергии на расстояние требуется использовать трансформаторы. А также узнаем, почему при передачи электроэнергии используется переменный ток вместо постоянного.
Промежуточная опора
На промежуточных опорах по прямым участкам или с поворотом не более 15 градусов, для крепления цельного провода СИП-3 применяется полимерный изолятор PSI 42RD.
Аналог от Ensto SDI84.1M24
Верхняя шапка изолятора полностью диэлектрическая.
При этом сам СИП вяжется не простыми проволоками, а диэлектрическими спиральными вязками PLDT 3R (Sicame).
Или CO 35-120, SO 115-216 (Ensto).
За счет того, что в изоляторе и вязках отсутствуют металлические части, существенно снижается вероятность повреждения провода из-за трекинга.
На опорах с углом поворота от 15 до 90 градусов, в комплекте с изоляторами SDI90 используются поддерживающие зажимы SO 181.6
Заземление. Защита от перенапряжений
2.4.38. На опорах ВЛ должны быть выполнены заземляющие устройства, предназначенные для повторного заземления, защиты от грозовых перенапряжений, заземления электрооборудования, установленного на опорах ВЛ. Сопротивление заземляющего устройства должно быть не более 30 Ом.
2.4.39. Металлические опоры, металлические конструкции и арматура железобетонных элементов опор должны быть присоединены к РEN-проводнику.
2.4.40. На железобетонных опорах PEN-проводник следует присоединять к арматуре железобетонных стоек и подкосов опор.
2.4.41. Крюки и штыри деревянных опор ВЛ, а также металлических и железобетонных опор при подвеске на них СИП с изолированным несущим проводником или со всеми несущими проводниками жгута заземлению не подлежат, за исключением крюков и штырей на опорах, где выполнены повторные заземления и заземления для защиты от атмосферных перенапряжений.
2.4.42. Крюки, штыри и арматура опор ВЛ напряжением до 1 кВ, ограничивающих пролет пересечения, а также опор, на которых производится совместная подвеска, должны быть заземлены.
2.4.43. На деревянных опорах ВЛ при переходе в кабельную линию заземляющий проводник должен быть присоединен к PEN-проводнику ВЛ и к металлической оболочке кабеля.
2.4.44. Защитные аппараты, устанавливаемые на опорах ВЛ для защиты от грозовых перенапряжений, должны быть присоединены к заземлителю отдельным спуском.
2.4.45. Соединение заземляющих проводников между собой, присоединение их к верхним заземляющим выпускам стоек железобетонных опор, к крюкам и кронштейнам, а также к заземляемым металлоконструкциям и к заземляемому электрооборудованию, установленному на опорах ВЛ, должны выполняться сваркой или болтовыми соединениями.
Присоединение заземляющих проводников (спусков) к заземлителю в земле также должно выполняться сваркой или иметь болтовые соединения.
2.4.46. В населенной местности с одно- и двухэтажной застройкой ВЛ должны иметь заземляющие устройства, предназначенные для защиты от атмосферных перенапряжений. Сопротивления этих заземляющих устройств должны быть не более 30 Ом, а расстояния между ними должны быть не более 200 м для районов с числом грозовых часов в году до 40, 100 м — для районов с числом грозовых часов в году более 40.
Кроме того, заземляющие устройства должны быть выполнены:
1) на опорах с ответвлениями к вводам в здания, в которых может быть сосредоточено большое количество людей (школы, ясли, больницы) или которые представляют большую материальную ценность (животноводческие и птицеводческие помещения, склады);
2) на концевых опорах линий, имеющих ответвления к вводам, при этом наибольшее расстояние от соседнего заземления этих же линий должно быть не более 100 м для районов с числом грозовых часов в году до 40 и 50 м — для районов с числом грозовых часов в году более 40.
2.4.47. В начале и конце каждой магистрали ВЛИ на проводах рекомендуется устанавливать зажимы для присоединения приборов контроля напряжения и переносного заземления.
Заземляющие устройства защиты от грозовых перенапряжений рекомендуется совмещать с повторным заземлением PEN-проводника.
2.4.48. Требования к заземляющим устройствам повторного заземления и защитным проводникам приведены в 1.7.102, 1.7.103, 1.7.126. В качестве заземляющих проводников на опорах ВЛ допускается применять круглую сталь, имеющую антикоррозионное покрытие диаметром не менее 6 мм.