К простым замкнутым сетям относятся петлевые сети. магистральные с двухсторонним питанием и кольцевые сети.

На рисунке представлена самая простейшая замкнутая сеть: петлевая с питанием от одного источника (от одной секции шин).

Шины 6. 10, 35 кВ, Центр питания

П1 П3

П2

(На схеме не хватает выключателей: на каждой линии должно быть два выключателя – в начале линии и в конце).

К простым замкнутым сетям относятся также магистральные линии с двухсторонним питанием

Двустороннее питание от подстанций ПС1 и ПС2 энергосистемы.

ПС1 ПС2

ГПП

Секционный выключатель выключен (контур разомкнут)

Питающая сеть работает в замкнутом режиме. Все выключатели на ПС1 и ПС2 включены. Распределительная сеть предприятия в разомкнутом режиме – секционный выключатель на ГПП выключен (показано закрашиванием)

Кольцевая магистраль (простая кольцевая схема, так как содержит один замкнутый контур).

П-1

ПС-1 ПС-2

П4 П3

Кольцо «разорвано»,

Один включатель в кольце выключен.

П-2

На практике кольцо в замкнутом режиме не работает.

Достоинства замкнутых сетей:

1. Выше надежность, так как электрическая энергия к потребителю поступает как минимум по двум путям (В случае короткого замыкания на одной из линий, все потребители могут сохранить питание).

2. Электрическая энергия оптимальным образом распределяется по разным путям. Это приводит к снижению потерь напряжения, потерь мощности и потерь энергии.

Замкнутые сети широко применяются при напряжениях 110 кВ и выше в сетях энергосистем в качестве системообразующих Замкнутые распределительные сети предприятий работают как правило в разомкнутом режиме,. Замкнутая сеть будет разомкнутой в случае, если один выключатель выключен.

Недостатки замкнутых сетей:

1. Увеличены токи короткого замыкания. В нормативных документах. в том числе в ПУЭ. рекомендуется, чтобы сети работали в разомкнутом состоянии, но некоторые предприятия под свою ответственность работают в замкнутом режиме.

2. Усложняются расчеты токов короткого замыкания и токов нагрузки.

3. По некоторым линиям возможны изменение напряжения потоков мощности и даже токов короткого замыкания. Это влияет на работу релейной защиты.

2.3 Технические параметры и конструктивное исполнение воздушных линий

Определение из ПУЭ:

Воздушная линия – это устройство для передачи электроэнергии по проводам, расположенных на открытом воздухе и прикрепленных при помощи изоляторов и арматуры к опорам на некотором расстоянии от поверхности земли.

Схематичное изображение ВЛ:

изоляторы провода утолщенной

арматура

опора

h

Н -Габарит. H_оп

пролет

Воздушная линия характеризуется параметрами:

1) Пролет или ветровой пролет (50-100 м).

2) h – стрела провеса (расстояние между горизонтальной линией, соединяющей верхние точки опор, и самой нижней точкой провода).

3) Габарит Н – это расстояние от земли до самой нижней точки, называется габарит линии, нормируется в ПУЭ.

Норма зависит от напряжения и месторасположения ВЛ. Для ВЛ-6(10) кВ в населенных пунктах 7 метров. Вне населенных . В ПУЭ приведены таблицы для габаритов ВЛ всех напряжений.

4) Н_оп – это высота опор. Она не нормируется, а рассчитывается.

Провис зависит от погоды, от длины линий. При этом высота опор для ВЛ-6(10) кВ может быть

Н_ОП = (8-13) м (в зависимости от проектных расчетов).

Провод испытывает продольное напряжение, обусловленное собственным весом провода и погодными условиями (снег, лед, ветер).

Расчет сечения провода, исходя из требований прочности, называется механическим расчетом.

В ПУЭ нормируются минимальные допустимые сечения, проводов всех уровней напряжений в зависимости от погодных условий.

Провода воздушных линий

Провода воздушных линий по материалу могут быть алюминиевые (Al), медные (М) и стальные (С). По конструкции изолированные и неизолированные, однопроволочные и многопроволочные. Многопроволочные могут быть из разных материалов, самая распространенные провода ВЛ - сталеалюминиевые марки АС..

В ПУЭ рекомендовано применять сталеалюминиевые провода. Марки сталеалюминиевых проводов

АС- 10 (16, 25, 35, 50, 70, 95, 120, 150, 180, 240) мм².

Провод марки АС содержит n отдельных алюминиевых проволок и n/(4-8) стальных проволок. Стальные поволоки добавлены для увеличения механической прочности и называются сердечником провода. Такие провода широко применяются в сетях напряжением 6 кВ и выше.

Алюминиевые провода (А) имеют пониженную механическую прочность, их не рекомендуется применять в районах, где повышена опасность гололедных явлений и сильных ветров. В ПУЭ представлена карта районов по толщине стенки гололеда, в зависимости от толщины стенки гололеда можно и нельзя применять алюминиевые провода.

Медные провода (М). Для их применения требуется специальное экономическое обоснование. Применяют в районах с повышенной коррозионной активностью среды (где есть нефтеперерабатывающие заводы, также вблизи соленых озер и морей).

Стальные провода (С) применяются также только при специальном экономическом обосновании.

Достоинство – повышенная механическая прочность.

Недостаток – большое удельное сопротивление.

Для защиты от коррозионного воздействия окружающей среды сталеалюминевые провода покрывают защитным покрытием, полиэтиленовой пленкой или другой синтетической пленкой.

В ПУЭ оговорено, где их применять, при каком расстоянии от заводов (так как есть опасные зоны).

Расположение проводов на опоре:

q Горизонтальное.

q Треугольником.

q Трапецией (бочкой).

Рисунки расположения проводов на опоре – самостоятельно.

Опоры воздушных линий

В воздушных линиях промышленных предприятий применяют железобетонные и стальные опоры. Из-за большей коррозийной стойкости, меньших эксплуатационных расходов и меньшего расхода металла преимущественное применение нашли железобетонные опоры. В лесистых районах может оказаться рациональным применение деревянных опор, а в труднодоступных местностях, когда большое значение имеет уменьшение транспортной массы, - опор из алюминиевых сплавов. Из двух основных разновидностей опор – одностоечных и портальных – на территории промышленных предприятий для уменьшения ширины коридора для линий применяют в основном одностоечные.

По своему назначению опоры воздушных линий делят на промежуточные, на которые в нормальном режиме работы не действуют передаваемые проводами усилия вдоль линии, и анкерные, рассчитанные на усилия от тяжения проводов вдоль линии (в том числе одностороннего тяжения проводов во время монтажа или в случае аварийного обрыва проводов).

К анкерным опорам относят также концевые и (в случае существенного изменения направления линии) угловые опоры линий. Анкерные пролеты (расстояния между соседними анкерными опорами) нормируют, когда для крепления проводов на промежуточных опорах применяют выпускающие зажимы; они должны составлять при сечении проводов до 185 мм….. не более 5 км.

Воздушные линии 110 кВ и выше на железобетонных и металлических опорах снабжают молниезащитными тросами, располагаемыми над проводами. Линии 20 и 35 кВ снабжают молниезащитными тросами на подходах к подстанциям.

Пролеты между промежуточными опорами воздушных линий определяют механическим расчетом или выбранными типовыми опорами и составляют для линий НН обычно 50…60 м, а для линий 6…110 кВ соответственно 75…400 м. на территории предприятия может оказаться целесообразным применение более коротких пролетов.

Изоляторы воздушных линий

Для изоляции проводов от опор применяют следующие изоляторы:

1) опорные, работающие на сжатие, растяжение или изгиб и подразделяемые на штыревые (насаживаемые на опорные штыри или крючки) и стержневые (прикрепляемые у основания болтами или винтами); некоторые примеры показаны на рис. 1;

Рис. 1 Примеры расположения проводов на опорах воздушных линий в случае применения опорных изоляторов:

а, б - штыревые изоляторы (до 1 кВ) на штырях и крюках; в, г - то же на 6-10 кВ; д, е - штыревые изоляторы (35 кВ) на фигурных траверсах; ж, з - стержневые изоляторы в линиях 110 кВ без грозозащитного троса; и-л – то же в линиях с грозозащитным тросом; м – гибкие изоляторы на 110 кВ.

2) подвесные, принимающие только растягивающие усилия и подразделяемые на гирляндные (составленные из соединительных последовательно стандартных изоляторов) и стержневые (цельные); примеры применения таких изоляторов показаны на рис. 2;

Рис. 2 Примеры расположения проводов на одностоечных опорах воздушных линий 35 – 110 кВ в случае применения подвесных (гирляндных или стержневых) изоляторов:

а, б – одноцепные линии; в-ж – двухцепные линии; з – пример использования двойной (фиксирующей) подвески; и – натяжные изоляторы на анкерной опоре (вид сбоку). Все приведенные варианты допускают применение грозозащитных тросов.

3) комбинацию опорного и подвесного, которые оба в таком случае обычно являются стержневыми.

4) изоляционные траверсы.

В России на линиях до 10 кВ применяют, как правило, опорные штыревые, на линиях 20 и 35 кВ – опорные или подвесные, на линиях 110 кВ и более – подвесные изоляторы. В некоторых зарубежных странах опорные изоляторы или их комбинации с подвесными находят применение до напряжения 400 кВ. Наиболее широко в настоящее время применяют фарфоровые и стеклянные изоляторы. За последние годы все больший интерес вызывают изоляторы из полимерных материалов (опорные и подвесные изоляторы из стеклопласта, подвесные изоляторы канатной конструкции с капроновыми или стекловолоконным канатами, покрытыми фигурной оболочкой из силиконовой резины, и др.).

Изоляторы выбирают по номинальному напряжению, расчетной механической нагрузке в степени загрязнения окружающей атмосферы. В случае применения полимерных изоляторов иногда учитывают и минимально возможную температуру воздуха в данной местности.

В целях уменьшения расстояния между проводами в пролетах воздушных линий между проводами применяют изоляционные распорки из облегченных стержневых изоляторов, фиксирующие провода относительно друг друга.