Ответы на экзаменационные вопросы № 1-25 дисциплины "Электрические системы и сети" (Основные элементы конструкций линий электропередач и особенности их работы. Пути снижения потерь мощности и электроэнергии в электрических сетях)

1.Основные элементы конструкций линий электропередач и особенности их работы.

Основными конструктивными элементами ВЛ являются провода, тросы, опоры, изоляторы и линейная арматура. Провода служат для передачи электроэнергии, тросы – для защиты от грозовых перенапряжений. Опоры поддерживают провода и тросы на определенной  высоте. Изоляторы изолируют провода от опоры. С помощью линейной арматуры провода закрепляются на изоляторах, а изоляторы на опорах. На работу конструктивной части ВЛ воздействуют механические нагрузки от собственного веса, от гололедных образований, от давления ветра, а также из-за изменений температуры.

Наиболее распространены на ВЛ сталеалюминевые провода. В многопроволочных проводах внутренние проволоки выполняются из стали, а верхние из алюминия. Сталь увеличивает механическую прочность, алюминий – токопроводящая часть. При ≥330кВ каждая фаза расщепляется на несколько проводов. Грозозащитные тросы, как правило, выполняются из стали.           Опоры ВЛ делятся на анкерные и промежуточные, которые различаются способом подвески проводов. Анкерные опоры предназначены для закрепления проводов в особо ответственных точках ВЛ: на пересечениях особо важных инженерных сооружений, на концах ВЛ и на концах ее прямых участков. Угловые опоры могут быть анкерного и промежуточного типа. На ВЛ применяются специальные опоры: транспозиционные, ответвительные, переходные. Наиболее распространенные расположения проводов – треугольником и горизонтальное расположение. На двухцепных опорах – обратной елкой и бочкой. Деревянные опоры. Достоинства – простота изготовления. Недостаток – подверженность древесины гниению. Средство против гниения – пропитка антисептиками. Металлические опоры достаточно металлоемкие и требуют окраски. Эти опоры по конструктивному исполнению делятся на одностоечные и портальные, а по способу закрепления – на свободностоящие и опоры на оттяжках. Устанавливаются на железобетонных фундаментах. Железобетонные опоры долговечнее деревянных, требуют меньше металла, чем металлические, просты в обслуживании. При изготовлении для обеспечения необходимой плотности бетона применяется виброуплотнение и центрифугирование.               Линейные изоляторы изготовляются из фарфора или стекла. По конструкции изоляторы разделяют на штыревые и подвесные. Линейная арматура делится на следующие виды: зажимы, применяемые для закрепления проводов в гирляндах; сцепная арматура (скобы, серьги, ушки) для подвески гирлянд и соединения гирлянд друг с другом, а также соединители для соединения проводов и тросов. Зажимы подразделяются на поддерживающие и на натяжные. Поддерживающие подразделяются на глухие и с заделкой ограниченной прочности. Для уменьшения вибрации подвешиваются гасители вибрации или демпфирующие петли.            Силовые кабели состоят из одной или нескольких токопроводящих жил, отделенных друг от друга и от земли изоляцией. Поверх изоляции для ее предохранения от влаги, кислот и механических повреждений накладывают защитную оболочку и стальную ленточную броню с защитными покровами. Изоляция выполняется из специальной, пропитанной минеральным маслом кабельной бумаги. Защитные оболочки бывают свинцовыми, алюминиевыми или поливинилхлоридными. Каждая жила кабеля 1-10кВ имеет секторную форму и обмотана фазной изоляцией. Поверх жил накладывают общую поясную изоляцию. Трехжильные кабели 20-35кВ состоят из освинцованных или экранированных жил. Кабели 110 и 220кВ изготавливают маслонапоненными. По значению давления масла кабели делятся на кабели низкого и высокого давления. Кабельная арматура предназначена для соединения отдельных отрезков кабеля ( соединительные муфты), а также для присоединения концов кабеля к аппаратуре или к шинам (концевые муфты и концевые заделки). Основное назначение – герметизация кабелей в местах соединений и оконцеваний. Кабели прокладывают в земляных траншеях, туннелях, коллекторах, блоках.

2.Параметры и схемы замещения линий электропередачи, трансформаторов и автотрансформаторов.

Активное сопротивление. Различают активное и омическое. Активное больше за счет поверхностного эффекта и эффекта близости. На практике принимают равными. .        Материал проводника характеризуется удельной проводимостью (сопротивлением) .    Активное сопротивление проводов и кабелей зависит от температуры,.     Наличие активного сопротивления ведет к нагреву =>, ограничивается ток.       Реактивное сопротивление. Обусловлено созданием и поддержанием э/м поля внутри провода и между проводами. . Применительно к симметричным трехфазным системам: , где  - внутреннее индуктивное сопротивление,  - внешнее индуктивное сопротивление,  - диаметр провода,  - среднегеометрическое расстояние между фазами.

Индуктивное сопротивление вызывает падение напряжения. Для его уменьшения:  1.  Увеличивают диаметр, используют полые провода,провода расширенного диаметра, расщепление фаз.

2. Уменьшают расстояние между проводами, устанавливают распорки,  изоляционные траверсы.

Для обеспечения симметрии проводов применяют транспозицию