Кабельные линии электропередачи (КЛЭП)

Кабельная линия электропередачи –это линия для передачи электроэнергии,состоящая из одного или нескольких кабелей.

Кабель –это изолированная по всей длине металлическая жила(или несколь-ко жил), поверх которой наложены защитные покровы.

Преимущества КЛЭП по отношению к ВЛЭП:

· неподверженность атмосферным воздействиям;

· скрытность трассы и недоступность для посторонних лиц. Недостатки:

· дороже ВЛЭП того класса напряжения;

· более трудоемки в сооружении;

· требуют большего срока для ремонта и более квалифицированного об-служивающего персонала;

· передача одной и той же мощности требует провода большего сечения. Кабельные ЛЭП широко используются в городских сетях, на территориях

предприятий, при пересечении больших водоемов, в загрязненной атмосфере. Главными элементами КЛЭП являются:

· кабель для передачи электроэнергии;

· соединительные муфты;

· концевые муфты (заделки);

· стопорные муфты. Применяются на крутых участках трассы для преду-преждения стекания кабельной массы;

· подпитывающие аппараты и система сигнализации давления масла для линий выполненных маслонаполненными кабелями;

· кабельные сооружения (кабельные коллекторы, туннели, каналы, шахты,

колодцы), которые применяют на отдельных участках трассы. К основным частям кабеля любого напряжения относятся:

· токопроводящие жилы;

· изоляция или изолирующие оболочки, отделяющие токопроводящие жилы друг от друга и от земли;

· защитная оболочка, предохраняющая изоляцию от вредного действия вла-ги, кислот, механических повреждений.

Конструкция кабеля напряжением 10 кВ приведена на рис. 3.4. Токопроводящая жила выполняется из меди или алюминия из одной(до16

мм²) или нескольких проволок. По количеству жил различают кабели:

· одножильные. Применяют на постоянном токе и на переменном токе при напряжении 110 кВ и выше;

· двухжильные. Применяют на постоянном токе;

· трехжильные. Применяют на переменном токе при напряжениях до 35 кВ;

· четырехжильные (три жилы и нулевой провод). Применяют на перемен-ном токе при напряжении до 1000В.

6

Рисунок 3.4 – Конструкция кабеля 10 кВ: 1 – токопроводящая жила; 2 – фазная изоляция; 3 – поясная изоляция; 4 – оболочка; 5 – броня;

6 – защитный покров.

Фазная изоляция предназначена для изоляции жил друг от друга.Выполняютиз специальной технической бумаги с вязкой пропиткой, которая увеличивает электрическую прочность.

Поясная изоляция обеспечивает одинаковую электрическую прочность меж-ду жилами и между любой фазой и землей. Это важно, так как в сети с изолиро-ванной нейтралью при замыкании одной из фаз на землю две другие фазы по от-ношению к земле оказываются под линейным напряжением.

Разделение изоляции на фазную и поясную позволяет уменьшить диаметр кабеля. Но при наличии поясной изоляции электрическое поле отличается от ра-диального (рис. 3.5). В этом случае силовые линии имеют различные углы накло-на по отношению к слоям бумаги, что обусловливает наличие в них тангенциаль-ной составляющей поля.

Электрическая прочность вдоль слоев бумаги в 8 – 10 раз меньше, чем попе-

рек.

а) б)

Рисунок 3.5 – Электрическое поле в кабеле: а) – с экранированными жилами; б) – с поясной изоляцией.

Свободное простран-ство кабеля заполняется бумажными жгутами. Они затрудняют перемещение пропиточного состава, удлиняя срок службы ка-беля. Они также придают округлую форму кабелю.

Оболочка служит для герметезации изоляции и защиты ее от проникновениявлаги, воздуха, химических продуктов, исключает старение изоляции под дей-ствием тепла и света. Выполняют из алюминия, свинца, полиэтиленовых матери-алов.

Броня служит для защиты оболочки от механических повреждений при рас-копках, сползании грунта. Выполняют из стальных лент или проволок.

Наружный покров защищает броню от коррозии.Представляет собой джутовое покрытие,пропитанное битумной массой.

При повышении напряжения слой изоляции нужно увеличивать. Это не вы-годно. Поэтому при напряжении 35 кВ и выше кабели выполняются с отдельно освинцованными или экранированными жилами. И электрическое, и тепловое по-ля – радиальные (рис. 3.5 б).

Кабели с вязкой пропиткой имеют существенный недостаток: после снятия токовой нагрузки, т.е. при остывании в кабеле появляются газовые включения. Это связано с тем, что коэффициент линейного расширения кабельной массы зна-чительно больше коэффициента линейного расширения изолирующей бумаги. Диэлектрическая прочность газовых включений меньше в несколько раз, чем у бумаги. При повышении напряженности электрического поля это может привести к пробою изоляции.

Чтобы избежать этого при напряжениях 10 – 110 кВ применяют газонапол-ненные кабели. Это освинцованные кабели. Фазная изоляция выполняется из обедненно-пропитанной бумаги. Кабель находится под небольшим избыточным давлением (0,1 – 0,3 МПа) инертного газа (азота). Это повышает изолирующие свойства бумаги. Постоянство давления обеспечивается непрерывной подпиткой газа.

При напряжении 110 – 500 кВ используются маслонаполненные кабели. Жи-лые выполняют полыми и заполняют их маловязким очищенным маслом под дав-лением до 1,6 МПа. Избыточное давление исключает возможность образования пустот в изоляции кабеля, что увеличивает его электрическую прочность. В зави-симости от величины давления различают маслонаполненные кабели высокого и низкого давления. Маслопроводящий канал через специальные муфты на трассе соединяется с баками давления.

Маркируются кабели по начальным буквам элементов, которые характери-зуют их конструкцию:

· жила – буква А для алюминия, без обозначения для меди;

· оболочка – буква А для алюминия, С – для свинца, В – для поливинилхло-рида, Н – для резины, П – для полиэтилена;

· броня – буква Б для стальных лент, П – для плоских освинцованных про-волок, К – для круглых освинцованных проволок, Г – для кабелей без брони и защитного слоя.

Если кабели выполняются с отдельно освинцованными жилами, то в марки-ровке указывается буква О.

Для маслонаполненных кабелей низкого давления перед основной аббревиа-турой указывают буквы МН, а для кабелей высокого давления – МВД.

После аббревиатуры указывают количество жил и сечение жил в мм². Например, ААБ-3 х 120 – трехжильный алюминиевый кабель с алюминиевой

оболочкой и броней из свинца с сечением жил 120 мм²; СБ-3 х 95 трехжильный медный кабель со свинцовыми оболочкой и броней сечением жил 95 мм².

Лекция № 4

Схемы замещения и параметры элементов электрических сетей

План.

8. Активное сопротивление.

9. Реактивное сопротивление.

10. Активная проводимость.

11. Реактивная проводимость.

12. Схема замещения ЛЭП.

В состав электрической сети входят различные по назначению и конструкции элементы (ЛЭП, трансформа-

торы и т.д.). Но на каждом из участков её можно охарактеризовать одинаковым набором параметров, отражающих свойства элементов и различающихся между собой только количественно.

Каждый элемент электрической сети представляется в виде схемы замещения. Расчётная схема электричес-

кой сети, таким образом, образуются в результате объединения схем замещения отдельных элементов с учётом последовательности соединения их в сеть.

Любая ЛЭП, строго говоря, обладает большим количеством равномерно распределённых вдоль неё бесконе-

чно малых активных и реактивных сопротивлений и проводимостей. Точный их учёт необходим при расчёте длин-

ных линий (ВЛЭП больше 300 км, для КЛЭП больше 50 км). В практических расчётах ограничиваются упрощён-

ными методами и считают, что ЛЭП обладает не распределёнными, а сосредоточенными сопротивлениями и про-

водимостями.