Области применения сетей различных видов и напряжений

Электроэнергетические сети предназначены для передачи и распределения электрической энергии от источников к электроприемникам. Они позволяют передавать большие количества энергии на значительные расстояния с малыми потерями, что является одним из основных преимуществ электрической энергии по сравнению с другими видами энергии.

Электроэнергетические сети представляют неотъемлемую часть электроэнергетических систем и установок любого назначения в промышленности, сельском хозяйстве.

Первоначальную передачу электрической энергии пытались осуществлять на постоянном токе. Первые опыты, еще не имеющие практического значения, относятся к 1873 - 1874 г. (Французский инженер Фонтен (1873 г. - 1 км) и русский военный инженер Пироцкий (1874 г. - 1 км).

Изучать основные закономерности при передачи электроэнергии начали во Франции и в России одновременно и независимо (М.Депре - 1880 г и Д.А. Лачинов – 1880г.). Д.А.Лачинов в журнале "Электричество" опубликовал статью "Электромеханическая работа", где теоретически рассмотрел соотношения между основными параметрами ЛЭП и предложил для повышения к.п.д. увеличить напряжение; 2 кВ передавалось на расстояние 57 км (Мисбах - Мюнхен).

В 1889 г. М.О. Доливо-Добровольский создал связанную трехфазную систему, изобрел трехфазный генератор и асинхронный двигатель. В 1891г. впервые в мире осуществлена передача электроэнергии трехфазного переменного тока на расстоянии 170 км. Таким образом была решена главная проблема XIX века – централизованное производство электроэнергии и передачи ее на большие расстояния.

С 1896 по 1914 г. происходило промышленное внедрение ЛЭП на дальние расстояния, повышение их параметров, специализация сетей, создание разветвленных местных сетей, появление энергосистем:

1896 г. - в России появляется первая ЛЭП-10 кВ трехфазного тока длинной 13 км и мощностью 1000 кВт на Павловском прииске в Сибири.

1900 г. - создана энергосистема в г. Баку, связавшая две станции: на 36,5 и 11 тыс кВт кабельной ЛЭП-20 кВ.

1914 г. - в эксплуатацию вступила линия 70 кВ от районной электростанции "Электропередача" до Москвы протяженностью 76 км, мощностью 12000 кВт.

Необходимо отметить, что несмотря на то, что Россия была передовой страной по разработке принципов и способов передачи и распределения энергии, она к 1913 г. имела лишь 325 км сетей 3-35 кВ и занимала 15-е место по производству электроэнергии, уступая даже Швейцарии.

1920 -1940 г. - этап бурного количественного развития, обеспечивающего индустриализацию страны и построение промышленной базы, а так же практического использования электроэнергии и электрических сетей.

Этот этап начался разработкой и осуществлением плана ГОЭЛРО. Решая задачи плана ГОЭЛРО, энергетики построили за эти годы ряд ЛЭП 35 и 110 кВ, создали Московскую, Ленинградскую, Бакинскую и Донецкую энергосистемы, увеличили к 1940 г. по сравнению с 1913 г. количество сетей 10 и более кВ в 70 раз. Появляются первые ПЭС (с воздушными шестовыми, а затем плановыми кабельными сетями), начинают широко электрифицироваться сооружения укреп, районов, аэродромы, базы флота.

1922 г. - вступила в эксплуатацию первая в России ЛЭП-110 кВ протяженностью 120 км (Кашира - Москва).

1932 г. - начало эксплуатации сети 154 кВ Днепровской Энергосистемы.

1933 г. - построена первая ЛЭП-229 кВ Ленинград - Свирь.

1945 г. - по настоящее время - освоение напряжений до 1 млн. и более В, укрупнение энергосистем, создание межсистемных связей, широкое внедрение электроэнергии на военных объектах:

1950 г. - построена опытно-промышленная ЛЭП-200 кВ постоянного тока (Кашира – Москва).

1956 г. - вступила в строй первая в мире ЛЭП-400 кВ от Волжской ГЭС до Москвы.

1961 г. - первая в мире ЛЭП-500 кВ (Волжская ГЭС - Москва) связала энергосистемы Центра, Средней и Нижней Волги и Урала.

1962 г. - в строй вступила ЛЭП-800 кВ постоянного тока (Волгоградэнерго –Донбасс).

1967 г. - введена в эксплуатацию ЛЭП-750 кВ Конаково - Москва с пропускной способностью до 1250 мВт, а в 70-е годы построена ЛЭП-750 кВ, (Конаково – Ленинград).

С первых лет развитие электроэнергетического хозяйства шло по пути создания энергосистем, в которые входили электростанции, соединенные высоковольтными ЛЭП для параллельной работы. Сооружение ЛЭП-500 кВ от Волжской ГЭС до Москвы и на Урал положило начало формированию Единой энергосистемы Европейской части России (ЕЕЭС).

Непрерывно происходит рост протяженности ЛЭП и освоение более высоких напряжений классов 1125 кВ переменного тока и 1500 кВ постоянного тока. Общая протяженность сетей в стране к началу 80-х годов составила свыше 4 млн. км.

В настоящее время, в электроустановках напряжением до 1 кВ наибольшее распространение получили сети напряжением 380/220 В. При этом напряжении возможна передача мощности до 100 кВт на расстояние до 200 м.

Напряжение 660/380 В используется в силовых сетях объектов с мощными приемниками. При этом напряжении передаваемая мощность составляет 200... 300 кВт на расстояние до 250 м.

Напряжение 6 и 10 кВ широко используются в питающих воздушных и кабельных линиях большинства объектов мощностью до 1000 кВт при длине линий до 15 км.

Номинальное напряжение 20 кВ имеет ограниченное распространение (только сети Псковской области).

Напряжения 35...220 кВ применяются в основном в воздушных линиях, питающих объекты от госэнергосистемы при мощности более 1000 кВт и длине линий свыше 15 км. Они позволяют передавать мощности 10...150 МВт на расстояния соответственно 200...500 км. Напряжения выше 220 кВ в сетях военных объектов пока не применяются.

Сети с номинальным напряжением 330...750 кВ получили название сверхвысокого напряжения. Для них характерна передача значительной мощности более 500 МВт на сверхдальние расстояния, т.е. более 500 км.

В области строительства и эксплуатации линий сверхвысокого и ультравысокого напряжений наша страна уже многие годы занимает первое место в мире.

Введены в эксплуатацию линии электропередач напряжением 1500 кВ постоянного тока Экибастуз-Центр, протяженностью 2414 км и линия электропередач напряжением 1150 кВ переменного тока Сибирь-Казахстан-Урал, протяженностью 2700 км.

На территории РФ образовались две системы высоких и сверхвысоких напряжений: 110 ... 330 ... 750 кВ для западной зоны страны и 110...220... 500 кВ с дальнейшим развитием последней системы напряжением 750 и 1150 кВ для центральной зоны страны и Сибири.

Экономические облаете номинальных напряжений в зависимости от длины линии и передаваемой по ней активной мощности показаны на рисунке.

Экономические области номинальных напряжений а) для напряжений 20... 150 кВ; б) для напряжений 220 ... 750 кВ.

Однако в настоящее время из за того, что республика Казахстан стала независимым государством, часть межсистемной связи, а именно Средняя Азия-Сибирь отключена и энергия по этому участку сети не передается.

Автор: Мещеряков И. И.

Источник: Школа электрика