Передача и распределение электрической энергии. Электроэнергетические системы. Электрические сети. Распределение электрической энергии

МОДУЛЬ  №  11.Передача и распределение электрической энергии. 

11.1. Электроэнергетические системы.

Электрическая энергия является очень удобным видом энергии, т.к. она легко поддается дроблению, суммированию, легко передается на большие расстояния и легко превращается в другие виды энергии.

Эти задачи решает энергетическая система, где осуществляются преобразования энергии топлива или падающей воды в электрическую энергию, трансформация токов и напряжений, распределение и передача электрической энергии потребителям.

Совокупность электрических станций, подстанций и потребителей электроэнергии, связанных между собой линиями электропередачи и электрическими сетями при общем централизованном управлении носит название электроэнергетической системы.

ЛЭП

                                                      35 -110 КВ

            Т                                                                                    Т

                                                                           ПС                                        6-10 КВ   

ЭС                      6-10 КВ

                                                                           Т                       М               М             Т

Г                                    Г

                                                                                       М             

                                                     М                          М                           Л   Л

Представление о системе производства, передачи   и распределения электрической энергии дает схема электроснабжения потребителей. Электрическая энергия вырабатываемая на электрической станции ЭС генераторами Г, передается при напряжении более высоком, чем генераторное, по линии электропередачи высокого напряжения ЛЭП на подстанцию промышленного предприятия. Для изменения напряжения в системе применяют трансформаторы Т. Со сборных шин подстанции ПС электроэнергия распределяется по различным электрическим приёмникам: электродвигателям М, источникам света Л и т.д.

Производство электрической энергии и ее потребление – процесс непрерывный и единый во времени. Электрическую энергию нельзя накапливать в больших количествах, не передавая ее потребителям. В каждый момент времени выработка электрической энергии должна соответствовать потреблению. Отдельные электростанции не могут обеспечить бесперебойную подачу электроэнергии. Поэтому по мере развития энергетики электрические станции, которые объединяют в системы, работают, параллельно на общую нагрузку. Их соединяют между собой линиями электропередачи.

Создание энергосистем повышает надежность энергоснабжения и улучшает качество электроэнергии, обеспечивает постоянство напряжения и частоты, поскольку колебания нагрузки воспринимаются многими электрическими станциями.

11.2. Электрические сети. Распределение электрической энергии.

Источниками электрической энергии служат тепловые (ТЭС), гидравлические (ГЭС) и атомные (АЭС)  электростанции, имеющие общий режим  производства энергии. Линии электропередачи (ЛЭП), трансформаторные и распределительные устройства обеспечивают  совместную работу электростанций и распределение энергии между потребителями.

Часть электроэнергетической системы, предназначенная  для передачи и распределения энергии потребителям, называется электрической сетью. В состав электрической сети входят линии электропередачи различных напряжений, трансформаторные,  распределительные  и преобразовательные подстанции. 

Передача и распределение электроэнергии строится по ступенчатому принципу

Источник         ГПП – 1                              ГПП – 2                           ТП

U=6…35 кВ  U=220…750кВ                  U=6…..35 кВ                     U = 0,4 кВ   

                                                  ЛЭП                                                                              потребитель

Для уменьшения потерь в ЛЭП напряжение повышают при помощи повышающих (ГПП-1) и понижающих (ГПП-2) трансформаторов, устанавливаемых на электрических подстанциях. От крупных подстанций электроэнергия подается непосредственно к объектам, на которых на трансформаторных подстанциях (ТП) производится окончательное понижение напряжения. Распределение электроэнергии в электрических сетях производится, как правило, трехфазным переменным током частотой 50 Гц.

Электрические сети выполняются неизолированными и изолированными проводами и кабелями. Схемы сетей могут быть радиальными, магистральными и смешанными – с односторонним или двусторонним питанием Способ прокладки проводов может быть воздушный, а кабелей – подземный и подводный. Неизолированные провода воздушных линий большей частью выполняют многожильными витыми из медной, алюминиевой и стальной проволоки.

Провода.

Для воздушной линии (ВЛ) электропередачи напряжением до 1 кВ применяют изолированные или неизолированные проводы, расположенные на открытом воздухе и прикрепленные линейной арматурой к опорам, изоляторам или кронштейнам, стенам зданий и инженерным сооружениям.

Воздушная ЛЭП с применением самонесущих изолированных проводов (СИП) обозначается ВЛИ. Самонесущий изолированный провод – скрученные в жгут изолированные жилы, причем несущая жила может быть изолированной, так и неизолированной. Механическая нагрузка может восприниматься или несущей жилой или всеми проводниками жгута.

Особый тип провода – сталеалюминиевые  провода, состоящие из стального