7. Номинальные напряжения элементов систем электроснабжения и связи между ними. Предельные напряжения и факторы их определяющие.

Номинальное напряжение - Напряжение, на которое спроектирована сеть или оборудование и к которому относят их рабочие характеристики

Наибольшее (наименьшее) напряжение сети - Наибольшее (наименьшее) значение напряжения, которое может наблюдаться в нормальном режиме работы сети в любой ее точке в любой момент времени. Этот термин не относится к напряжению в переходных процессах (например, при коммутациях) и кратковременным повышениям (понижениям) напряжения

Наибольшее рабочее напряжение оборудования - Наибольшее значение напряжения, при котором оборудование может нормально функционировать неограниченное время. Это напряжение устанавливают, исходя из его воздействия на изоляцию и характеристики оборудования, зависящие от него. Наибольшее напряжение для оборудования есть максимальное значение из наибольших напряжений сетей, в которых данное оборудование может быть использовано. ГОСТ 29322-92 (МЭК 38-83) Стандартные напряжения

В странах СНГ, в соответствии с ГОСТ 721-77, ряд номинальных междуфазных напряжений, кВ:

(6), 10, 20, 35, 110, 220, 330, 500, 750, 1150

Ряд наибольших рабочих напряжений электрооборудования, кВ:

(7,2), 12, 24, 40,5, 126, 252, 363, 525, 787, 1200

Исследования показали, что при напряжении выше 110 кВ в одном географическом районе использовать всю шкалу номинальных напряжений нецелесообразно. Поэтому обычно стремятся применять одну из систем напряжений 0,38-(6)10-110-220-500-1150 кВ или 0,38-(6)10-110(150)-330-750 кВ. Сочетания напряжений из указанных систем вынужденно должны применяться для стыков сетей, относящихся к различным географическим районам. [2], глава 12.5, стр. 510.

8. Номинальные напряжения и технико-экономические показатели и характеристики линий электропередач. Приближённое и аналитическое определение номинальных напряжений систем электроснабжения.

Номинальное напряжение линий электропередачи зависит от передаваемой мощности, количества цепей и расстояния (дальности), на которое передается электрическая энергия. Выбор номинальных напряжений выполняют на этапе проектирования систем передачи ЭЭ. В данном случае необходимо отметить, что чем больше передаваемая мощность и протяженность линии, тем выше по техническим и экономическим причинам должно быть номинальное напряжение электропередачи.

Напряжение линии, кВ	Количество проводов в фазах и наиболее применяемые площади сечений, мм2	Передаваемая мощность, МВт		Длинна линии электропередачи, км
		натуральная	при плотности тока 1,1 А/мм2	Предельная при КПД 0,9	Средняя между соседними подстанциями
220	(1х240)-(1х400)	135	90-150	400	100
330	(2х240)-(2х400)	360	270-450	700	130
500	(3х330)-(3х500)	900	770-1300	1200	280
750	(5х300)-(5х400)	2100	1500-2000	2200	300
1150	(8х300)-(8х500)	5200	4000-6000	3000	-

Следует отметить, что при проектировании инженер весьма ограничен в выборе номинального напряжения. Электрическая сеть, как правило, не проектируется «с нуля». Она представляет собой динамически развивающийся объект. Поэтому проектирование сводится к развитию сети, когда ее новые отдельные участки необходимо привязать к уже существующей сети. В этих условиях номинальное напряжение новых участков во многом предопределено напряжениями, уже имеющимися в данном географическом районе. Тем не менее для предварительной оценки целесообразно напряжения оказывается весьма полезным знание его зависимости от дальности передачи и передаваемой мощности на одну цепь:

Приведем одну из известных эмпирических формул, которая позволяет сделать такую оценку:

где P – мощность, МВт, L – длинна, км

Данная формула рекомендуется для определения номинальных напряжений от 35 до 1150 кВ.

Наряду с эмпирическими формулами в работе [66] для предварительного выбора напряжения рекомендуется использовать экономические области номинальных напряжений, приведенные на рис. 12.7. Эти области были построены с применением формулы приведенных затрат

З = f(U_ном, P, L) = З_л + З_пс

где З_л и З_пс – приведенные затраты в линию и подстанцию.

Задавшись двумя смежными номинальными напряжениями U_1ном и U_2ном, можно записать уравнение

f(U_1ном, P, L) = f(U_2ном, P, L)

Подставляя в него различные длины линии L и вычисляя мощность P, можно построить кривые с координатами P и L. Каждая из кривых здесь соответствует равенству приведенных затрат при смежных напряжениях для различных сочетаний P и L, а зоны между кривыми – есть экономические области соответствующих номинальных напряжений. Например, при известных мощности P = 600 МВт и длинне L = 400 км попадаем в зону выше кривой 2, соответствующей равной экономичности напряжений 500 и 220 кВ. Следовательно, выгоднее рассматривать напряжений 500 кВ. Если же P = 200 МВт и L = 400 км, то лучшим должно считаться напряжение 220 кВ. [2], глава 1.4, стр 17-21

11. Влияние режима напряжения на работу электропотребителей и электрических сетей.

Выбор рационального принципа регулирования (читай режима) напряжения в ЦП зависит от характера графика нагрузки потребителей, подключенных к распределительной сети. Можно выделить следующие наиболее характерные режимы электропотребления.

1. Нагрузка в течение суток не изменяется или мало изменяется (рис. 10.13, а). В этом случае потери напряжения, зависящие от нагрузки сети, от шин ЦП до потребителей в течении суток не изменяются (или мало изменяются). Следовательно, для поддержания напряжения у потребителей, близкого к номинальному (или какому-то другому желаемому напряжению) в течение 1 суток. на шинах ЦП необходимо обеспечить неизменное напряжение. Такой режим регулирование называют режимом стабилизации напряжения.

2. Нагрузка в течение суток изменяется вполне определённым, заранее известным образом. Такая ситуация возникает, например, в случае подключения к распределительной сети промышленных предприятий, учреждений и других потребителей с вполне определенным суточным режимом работы (10.14, а). При этом потери напряжения от ЦП на каждой ступени суточного графика нагрузки до определенного потребителя могут быть определены заранее. Для каждой ступени суточного графика нагрузки в ЦП может быть определено требуемое напряжение. Таким образом, в данном случае регулирование напряжения на шинных ЦП можно осуществлять по времени суток.

3. Нагрузка в течение суток изменяется случайным образом. Данная ситуация на практике встречается наиболее часто, когда нагрузка ЦП имеет смешанный характер со значительной долей коммунально-бытовой нагрузки (рис. 10.15, а). При этом потери напряжения от ЦП до какого-то потребителя, зависящие от нагрузки по элементам сети, также носят случайный характер. В таких случаях на шинах ЦП используют принцип встречного (согласного) регулирования напряжения. Его сущность заключается в том, что с увеличением нагрузки для компенсации возникающих при этом дополнительных потерь напряжения в ЦП напряжение повышают, а при уменьшении нагрузки – снижают (рис. 10.15, б). Нижний предел выбираемого напряжения в каждом режиме нагрузки ограничивается допустимой потерей напряжения от ЦП до наиболее удаленного потребителя, а верхний предел – высшим допустимым напряжением у ближайшего потребителя.