Линия электропередачи

Реферат

(ЛЭП) — один из компонентов электрической сети, система энергетического оборудования, предназначенная для передачи электроэнергии посредством электрического тока. Также электрическая линия в составе такой системы, выходящая за пределы электростанции или подстанции.[1]

Различают воздушные и кабельные линии электропередачи.

По ЛЭП также передают информацию при помощи высокочастотных сигналов (по оценкам в России используется порядка 60 тыс. ВЧ-каналов по ЛЭП) и ВОЛС. Используются они для диспетчерского управления, передачи телеметрических данных, сигналов релейной защиты и противоаварийной автоматики.


1. Воздушные линии электропередачи

Воздушная линия электропередачи (ВЛ) — устройство, предназначенное для передачи или распределения электрической энергии по проводам, находящимся на открытом воздухе и прикреплённым с помощью траверс (кронштейнов), изоляторов и арматуры к опорам или другим сооружениям (мостам, путепроводам).


1.1. Состав ВЛ

  • Провода
  • Траверсы
  • Изоляторы
  • Арматура
  • Опоры
  • Грозозащитные тросы
  • Разрядники
  • Заземление
  • Секционирующие устройства
  • Волоконно-оптические линии связи (в виде отдельных самонесущих кабелей, либо встроенные в грозозащитный трос, силовой провод)
  • Вспомогательное оборудование для нужд эксплуатации (аппаратура высокочастотной связи, ёмкостного отбора мощности и др.)
  • Элементы маркировки высоковольтных проводов и опор ЛЭП для обеспечения безопасности полетов судов гражданской авиации. Опоры маркируются сочетанием красок определенных цветов, провода — авиационными шарами для обозначения в дневное время. Для обозначения в дневное и ночное время суток применяются огни светового ограждения. Для светомаркировки проводов в ночное время используются сигнальные лампы Бализор


1.2. Документы, регулирующие ВЛ

Конструкция ВЛ, её проектирование и строительство регулируются Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) и Строительными нормами и правилами (СНИП).

1.3. Классификация ВЛ

1.3.1. По роду тока

  • ВЛ переменного тока
  • ВЛ постоянного тока

В основном, ВЛ служат для передачи переменного тока и лишь в отдельных случаях (напр., для связи энергосистем, питания контактной сети и др.) используют линии постоянного тока.

7 стр., 3409 слов

Автоматическая коробка передач (АКП), назначение, устройство, ...

... теоретические вопросы устройства автоматической коробки передач, рассмотреть назначение его механизмов, изучение специализированной литературы. 1. Понятие автоматической трансмиссии Для понимания сути автоматической трансмиссии сравним ... В связи с актуальностью рассматриваемой темы целью написания данной работы является обобщение наиболее устоявшихся положений и выводов об устройстве трансмиссии ...

Для ВЛ переменного тока принята следующая шкала классов напряжений: переменное — 0.4, 6, 10, (20), 35, 110, 150, 220, 330, 400 (Выборгская ПС — Финляндия), 500, 750 и 1150 кВ; постоянное — 150, 400 и 800 кВ.

1.3.2. По назначению

  • сверхдальние ВЛ напряжением 500 кВ и выше (предназначены для связи отдельных энергосистем)
  • магистральные ВЛ напряжением 220 и 330 кВ (предназначены для передачи энергии от мощных электростанций, а также для связи энергосистем и объединения электростанций внутри энергосистем — к примеру, соединяют электростанции с распределительными пунктами)
  • распределительные ВЛ напряжением 35, 110 и 150 кВ (предназначены для электроснабжения предприятий и населённых пунктов крупных районов — соединяют распределительные пункты с потребителями)
  • ВЛ 20 кВ и ниже, подводящие электроэнергию к потребителям


1.3.3. По напряжению

  • ВЛ до 1000 В (ВЛ низшего класса напряжений)
  • ВЛ выше 1000 В
    • ВЛ 1—35 кВ (ВЛ среднего класса напряжений)
    • ВЛ 110—220 кВ (ВЛ высокого класса напряжений)
    • ВЛ 330—500 кВ (ВЛ сверхвысокого класса напряжений)
    • ВЛ 750 кВ и выше (ВЛ ультравысокого класса напряжений)

Эти группы существенно различаются, в основном — требованиями в части расчётных условий и конструкций.

1.3.4. По режиму работы нейтралей в электроустановках

  • Трехфазные сети с незаземленными (изолированными) нейтралями (нейтраль не присоединена к заземляющему устройству или присоединена к нему через аппараты с большим сопротивлением).

    В России такой режим нейтрали используется в сетях напряжением 3-35 кВ с малыми токами однофазных замыканий на землю.

  • Трехфазные сети с резонансно-заземлёнными (компенсированными) нейтралями (нейтральная шина присоединена к заземлению через индуктивность).

    В России используется в сетях напряжением 3-35 кВ с большими токами однофазных замыканий на землю.

  • Трехфазные сети с эффективно-заземленными нейтралями (сети высокого и сверхвысокого напряжения, нейтрали которых соединены с землей непосредственно или через небольшое активное сопротивление).

    В России это сети напряжением 110, 150 и частично 220 кВ, в которых применяются трансформаторы (автотрансформаторы требуют обязательного глухого заземления нейтрали).

  • Сети с глухозаземлённой нейтралью (нейтраль трансформатора или генератора присоединяется к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление).

    К ним относятся сети напряжением менее 1 кВ, а также сети напряжением 220 кВ и выше.


1.3.5. По режиму работы в зависимости от механического состояния

  • ВЛ нормального режима работы (провода и тросы не оборваны)
  • ВЛ аварийного режима работы (при полном или частичном обрыве проводов и тросов)
  • ВЛ монтажного режима работы (во время монтажа опор, проводов и тросов)

1.4. Основные элементы ВЛ

  • Трасса — положение оси ВЛ на земной поверхности.
  • Пикеты (ПК) — отрезки, на которые разбита трасса, длина ПК зависит от номинального напряжения ВЛ и типа местности.
  • Нулевой пикетный знак обозначает начало трассы.
  • Центровой знак на трассе строящейся ВЛ обозначает центр расположения опоры.
  • Производственный пикетаж — установка пикетных и центровых знаков на трассе в соответствие с ведомостью расстановки опор.
  • Фундамент опоры — конструкция, заделанная в грунт или опирающаяся на него и передающая ему нагрузку от опоры, изоляторов, проводов (тросов) и от внешних воздействий (гололёда, ветра).
    13 стр., 6152 слов

    Измерительные трансформаторы тока и напряжения (2)

    ... вторичную обмотку трансформатора тока под нагрузкой. Высокое напряжение опасно для персонала и, кроме того, может привести к повреждению изоляции трансформатора тока. Из-за насыщения ... тока. Трансформаторы тока c классом точности без буквы S имеют нижний предел 5 %. Пределы допускаемых погрешностей трансформатора тока зависят от вторичной нагрузки трансформатора тока и от величины первичного тока. ...

  • Основание фундамента — грунт нижней части котлована, воспринимающий нагрузку.
  • Пролёт (длина пролёта) — расстояние между центрами двух опор, на которых подвешены провода. Различают промежуточный пролёт (между двумя соседними промежуточными опорами) и анкерный пролёт (между анкерными опорами).

    Переходный пролёт — пролёт, пересекающий какое-либо сооружение или естественное препятствие (реку, овраг).

  • Угол поворота линии — угол α между направлениями трассы ВЛ в смежных пролётах (до и после поворота).

  • Стрела провеса — вертикальное расстояние между низшей точкой провода в пролёте и прямой, соединяющей точки его крепления на опорах.
  • Габарит провода — вертикальное расстояние от провода в пролёте до пересекаемых трассой инженерных сооружений, поверхности земли или воды.
  • Шлейф (петля ) — отрезок провода, соединяющий на анкерной опоре натянутые провода соседних анкерных пролётов.


2. Кабельные линии электропередачи

Кабельная линия электропередачи (КЛ) — линия для передачи электроэнергии или отдельных её импульсов, 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.

По классификации кабельные линии аналогичны воздушным линиям.

2.1. Кабельные линии делят по условиям прохождения

  • Подземные
  • По сооружениям
  • Подводные

2.1.1. К кабельным сооружениям относятся

  • Кабельный туннель — закрытое сооружение (коридор) с расположенными в нём опорными конструкциями для размещения на них кабелей и кабельных муфт, со свободным проходом по всей длине, позволяющим производить прокладку кабелей, ремонт и осмотр кабельных линий.
  • Кабельный канал — непроходное сооружение, закрытое и частично или полностью заглубленное в грунт, пол, перекрытие и т. п. и предназначенное для размещения в нём кабелей, укладку, осмотр и ремонт которых возможно производить лишь при снятом перекрытии.
  • Кабельная шахта — вертикальное кабельное сооружение (как правило, прямоугольного сечения), у которого высота в несколько раз больше стороны сечения, снабженное скобами или лестницей для передвижения вдоль него людей (проходные шахты) или съемной полностью или частично стенкой (непроходные шахты).
    12 стр., 5515 слов

    Кабельные линии электропередачи (2)

    ... работы заключается в изучении кабельных линий и кабелей. Задачи: ü Изучить классификацию кабелей и кабельных линий; ü Изучить технологию монтажа кабельных линий; ü Освоить обслуживание кабельных линий. Глава 1. Кабельные линии электропередачи, общие сведения о кабельных линиях и кабелях 1.1 Классификация кабелей и кабельных сетей Силовые кабели ...

  • Кабельный этаж — часть здания, ограниченная полом и перекрытием или покрытием, с расстоянием между полом и выступающими частями перекрытия или покрытия не менее 1,8 м.
  • Двойной пол — полость, ограниченная стенами помещения, междуэтажным перекрытием и полом помещения со съемными плитами (на всей или части площади).

  • Кабельный блок — кабельное сооружение с трубами (каналами) для прокладки в них кабелей с относящимися к нему колодцами.
  • Кабельная камера — подземное кабельное сооружение, закрываемое глухой съемной бетонной плитой, предназначенное для укладки кабельных муфт или для протяжки кабелей в блоки. Камера, имеющая люк для входа в неё, называется кабельным колодцем .
  • Кабельная эстакада — надземное или наземное открытое горизонтальное или наклонное протяженное кабельное сооружение. Кабельная эстакада может быть проходной или непроходной.
  • Кабельная галерея — надземное или наземное закрытое полностью или частично (например, без боковых стен) горизонтальное или наклонное протяженное проходное кабельное сооружение.


2.1.2. Пожарная безопасность кабельных сооружений

При пожарах в кабельных помещениях в начальный период происходит медленное развитие горения и только спустя некоторое время скорость распространения горения существенно увеличивается. Практика свидетельствует, что при реальных пожарах в кабельных туннелях наблюдаются температуры до 600 °C и выше. Это объясняется тем, что в реальных условиях горят кабели, которые длительное время находятся под токовой нагрузкой и изоляция которых прoгревается изнутри до температуры 80 °C и выше. Может возникнуть одновременное воспламенение кабелей в нескольких местах и на значительной длине. Связано это с тем, что кабель находится под нагрузкой и eгo изоляция нагревается до температуры, близкой к температуре самовоспламенения [2] .

Кабель состоит из множества конструктивных элементов, для изготовления которых используют широкий спектр горючих материалов, в число которых входят материалы, имеющие низкую температуру воспламенения, материалы склонные к тлению. Также в конструкцию кабеля и кабельных конструкций входят металлические элементы. В случае пожара или токовой перегрузки происходит прогрев этих элементов до температуры порядка 500…600˚C, которая превышает температуру воспламенения (250…350˚C) многих полимерных материалов, входящих в конструкцию кабеля, в связи с чем возможно их повторное воспламенение от прогретых металлических элементов после прекращения подачи огнетушащего вещества. В связи с этим необходимо выбирать нормативные показатели подачи огнетушащих веществ, чтобы обеспечивать ликвидацию пламенного горения, а также исключить возможность повторного воспламенения [3] .

17 стр., 8218 слов

Испытания и проверка кабельных линий

... с последующим определением тока однофазного короткого замыкания. Полученный ток сравнивается с номинальным током защитного аппарата линии с учетом коэффициентов ПУЭ Рассмотрим особенности испытания кабельных линий повышенным ... по данным химического анализа среды или методом потери массы металла Производится, если имеет место повреждение кабелей коррозией и нет сведений о коррозионных условиях ...

Длительное время в кабельных помещениях применялись установки пенного тушения. Однако опыт эксплуатации выявил ряд недостатков:

  • ограниченный cpoк хранения пенообразователя и недопустимость хранения их водных растворов;
  • неустойчивость в работе;
  • сложность наладки;
  • необходимость специального ухода за устройством дозировки пенообразователя;
  • быстрое разрушение пены при высокой (около 800 °C) температуре среды при пожаре.

Исследования показали, что распыленная вода обладает большей огнетушащей способностью по сравнению с воздушно-механической пеной, так как она хорошо смачивает и охлаждает горящие кабели и строительные конструкции [4] .

Линейная скорость распространения пламени для кабельных сооружений (горение кабелей) составляет 1,1 м/мин [5] .


2.2. По типу изоляции

Изоляция кабельных линий делится на два основных типа:

  • жидкостная
    • кабельным нефтяным маслом
  • твёрдая
    • бумажно-масляная
    • поливинилхлоридная (ПВХ)
    • резино-бумажная (RIP)
    • сшитый полиэтилен (XLPE)
    • этилен-пропиленовая резина (EPR)

Здесь не указана изоляция газообразными веществами и некоторые виды жидкостной и твёрдой изоляции из-за их относительно редкого применения в момент написания статьи.

2.3. Высокотемпературные сверхпроводники

HTS кабель.

Технология высокотемпературной суперпроводимости (HTS), разработанная Sumitomo Electric, применяется в демонстрационной системе силовой сети, запущенной в эксплуатацию в июле 2006 в США (Лонг-Айленд).

При напряжении в 138кВ передается мощность в 574МВА на длину 600 метров.

3. Потери в ЛЭП

Потери электроэнергии в проводах зависят от силы тока, поэтому при передаче её на дальние расстояния, напряжение многократно повышают (во столько же раз уменьшая силу тока) с помощью трансформатора, что при передаче той же мощности позволяет значительно снизить потери. Однако с ростом напряжения начинают происходить различные разрядные явления.

В воздушных линиях сверхвысокого напряжения присутствуют потери активной мощности на корону (коронный разряд).

Эти потери зависят во многом от погодных условий (в сухую погоду потери меньше, а в дождь, изморось или снег эти потери возрастают) и расщепления провода в фазах линии.

Потери на корону для линий различных напряжений имеют свои значения (для линии ВЛ 500 кВ среднегодовые потери на корону составляют около ΔР=9-11 кВт/км).

Так как коронный разряд зависит от напряжённости на поверхности провода, то для уменьшения этой напряжённости в воздушных линиях сверхвысокого напряжения применяют расщепление фаз. То есть вместо одного провода применяют два и более проводов в фазе. Располагаются эти провода на равном расстоянии друг от друга. Получается эквивалентный радиус расщеплённой фазы, этим уменьшается напряжённость на отдельном проводе, что в свою очередь уменьшает потери на корону.

15 стр., 7303 слов

Электрический ток в газах (2)

... равно объему межэлектродного пространства). Следовательно, сила тока в цепи равна .(2.4) Отсюда ,(2.5) j - плотность тока. Итак, при несамостоятельном разряде в газе будет происходить 3 процесса: 1) ионизация; ... на рис. 2.2). Рис. 2.2 За областью насыщения лежит область резкого возрастания тока (штриховая линия на рис. 2.2). Это возрастание объясняется тем, что, начиная с некоторого ...


3.1. Потери в ЛЭП переменного тока

Важной величиной, влияющей на экономичность ЛЭП переменного тока, является величина, характеризующая соотношение между активной и реактивной мощностями в линии — cosφ. Активная мощность — часть суммарной энергии, прошедшей по проводам и переданной в нагрузку; реактивная мощность — это энергия, отразившаяся от нагрузки или искажённая нагрузкой (например, ток непропорционален напряжению или сдвинут от него по фазе).

В радиотехнике аналогом этого явления служат стоячие волны, а вместо cosφ применяется КСВ.

При длине ЛЭП переменного тока более нескольких тысяч километров наблюдается ещё один вид потерь — радиоизлучение. Так как такая длина уже сравнима с длиной электромагнитной волны частотой 50 Гц, провод работает как антенна.


Литература

[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/referat/vozdushnyie-linii-elektroperedach/

  • Электромонтажные работы. В 11 кн. Кн. 8. Ч. 1. Воздушные линии электропередачи: Учеб. пособие для ПТУ / Магидин Ф. А.; Под ред. А. Н. Трифонова. — М.: Высшая школа, 1991. — 208 с ISBN 5-06-001074-0
  • Рожкова Л. Д., Козулин В. С. Электрооборудование станций и подстанций: Учебник для техникумов. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат, 1987. — 648 с.: ил. ББК 31.277.1 Р63
  • Проектирование электрической части станций и подстанций: Учеб. пособие / Петрова С.С.; Под ред. С.А. Мартынова. — Л.: ЛПИ им. М.И. Калашникова, 1980. — 76 с. УДК 621.311.2(0.75.8)

Данный реферат составлен на основе .