Пу влз 6-20 кв правила устройства воздушных линий электропередачи напряжением 6-20 кв с защищенными проводами

Типы и виды

ЛЭП можно разделить на две большие группы — воздушные и подземные. Они классифицируются по множеству признаков, начиная от предназначения и заканчивая параметрами тока. Различные типы устройств используются для разных целей. Они проводят электроэнергию к жилым домам, предприятиям, фонарям, магазинам, рекламным щитам и прочим сооружениям.

Различия по роду тока

В зависимости от рода тока, выделяют два вида линий передачи электроэнергии. Первый из них — это ЛЭП постоянного тока. Такие конструкции позволяют минимизировать потери при транспортировке энергии, потому эффективны для передачи тока на большие расстояния. Этот тип электроустановок очень распространён в европейских странах, но в Российской Федерации таких ЛЭП всего несколько штук. В частности, на постоянном токе работают некоторые элементы железных дорог.

Второй тип линий — это ЛЭП постоянного тока, в которых энергия не меняет своей величины и направления вне зависимости от времени. Именно они составляют основную массу подобных конструкций в РФ. Их легче строить и обслуживать, но потери при транспортировке тока ими бывают довольно большими — около 12 кВт/км за год на ЛЭП с напряжением 500 кВ.

Классификация по назначению

По предназначению ЛЭП делятся на несколько групп, характеризующих расстояние, на которое они эффективно передают ток. По этому признаку выделяют такие типы линий:

  • Сверхдальние. Напряжение таких линий составляет 550 киловольт и более. Используются для передачи тока на очень большие расстояния. Обычно нужны для того, чтобы связывать различные энергосистемы или их части.
  • Магистральные. ЛЭП с напряжением 220 или 330 кВ. Связывают между собой крупные энергетические центры или разные системы.
  • Распределительные. К этой группе относятся линии с напряжением в 35, 110 и 150 кВ. Используются для соединения районов и небольших питающих центров в их границах.
  • Подводящие электроэнергию к потребителям. Напряжение — 20 кВ или ниже, наиболее распространены варианты на 6 и 10 кВ. Эти линии подводят ток к распределительным пунктам, а затем и к потребителям.

Режим работы нейтралей

От режима нейтралей зависит безопасность ЛЭП, а также работа защитных механизмов, которые отключают оборудования при замыканиях и прочих поломках. По этому признаку все линии делятся на три типа:

  • С изолированной нейтралью. Обычно это сети с низкой мощностью и напряжением до 30 кВ. В них трансформаторы не соединены с заземлителем, потому такие ЛЭП не отключаются при однофазных коротких замыканиях и разрыве провода.
  • С эффективно заземлённой нейтралью. Обычно такая защита применяется в ЛЭП с напряжением в 110 кВ и выше. Часть такой электросети подключена к заземлителям, но не на всех участках. Это обеспечивает аварийное отключение электричества при коротких замыканиях.
  • С глухозаземлённой нейтралью. Вся ЛЭП полностью заземлена, что обеспечивает максимальную защит от коротких замыканий. Применяется в сетях с мощностью менее 1000 В или более 220 кВ.

Напряжение сети

Ещё один важный параметр ЛЭП — это напряжение сети. По этому признаку линии условно делятся на такие типы:

  • с низким напряжением — до 1000 В;
  • со средним — 6, 10, 20, 27 и 35 кВ;
  • с высоким — 110, 150 и 220 кВ;
  • со сверхвысоким — 330, 400 и 500 кВ;
  • с ультравысоким — в 750 и 1150 кВ.

Натуральная мощность и пропускная способность ЛЭП

Натуральная мощность

ЛЭП обладает индуктивностью и ёмкостью. Емкостная мощность пропорциональна квадрату напряжения, и не зависит от мощности, передаваемой по линии. Индуктивная же мощность линии пропорциональна квадрату тока, а значит и мощности линии. При определённой нагрузке индуктивная и ёмкостная мощности линии становятся равными, и они компенсируют друг друга. Линия становится «идеальной», потребляющей столько реактивной мощности, сколько её вырабатывает. Такая мощность называется натуральной мощностью. Она определяется только погонными индуктивностью и ёмкостью, и не зависит от длины линии. По величине натуральной мощности можно ориентировочно судить о пропускной способности линии электропередачи. При передаче такой мощности на линии имеет место минимальные потери мощности, режим её работы является оптимальным.
При расщеплении фаз, за счёт уменьшения индуктивного сопротивления и увеличения емкостной проводимости линии, натуральная мощность увеличивается. При увеличении расстояния между проводами натуральная мощность уменьшается, и наоборот, для повышения натуральной мощности необходимо уменьшать расстояние между проводами.
Наибольшей натуральной мощностью обладают кабельные линии, имеющие большую емкостную проводимость и малую индуктивность.

Пропускная способность

Под пропускной способностью электропередачи понимается наибольшая активная мощность трёх фаз электропередачи, которую можно передать в длительном установившемся режиме с учётом режимно-технических ограничений. Наибольшая передаваемая активная мощность электропередачи ограничена условиями статической устойчивости генераторов электрических станций, передающей и приёмной части электроэнергетической системы, и допустимой мощностью по нагреву проводов линии с допустимым током. Из практики эксплуатации электроэнергетических систем следует, что пропускная способность электропередач 500 кВ и выше обычно определяется фактором статической устойчивости, для электропередач 220—330 кВ ограничения могут наступать как по условию устойчивости, так и по допустимому нагреву, 110 кВ и ниже — только по нагреву.

READ  Подземные трансформаторные подстанции и их оборудование общие сведения

Характеристика пропускной способности воздушных линий электропередачи

Uном,

кВ

Длина

линии,
км

Предельная

длина при

кпд = 0.9

Число и площадь

сечения проводов,

мм2

Натуральная

мощность

Р нат МВт

Пропускная способность
По устойчивости По нагреву
МВт в долях

Рнат

МВт в долях

Рнат

10(6) 5 1 2,1
20 8 1 7,5
35 20 1 15
110 80 1 30 50 1,67
220 150-250 400 1х300 120-135 350 2,9 280 2,3
330 200-300 700 2х300 350-360 800 2,3 760 2,2
500 300-400 1200 3х300 900 1350 1,5 1740 1,9
750 400-500 2200 5х300 2100 2500 1,2 4600 2,1
1150 400-500 3000 8х300 5300 4500 0,85 11000 2,1

Классификация и характеристики воздушных линий электропередач

Линии передачи электричества, расположенные на открытом воздухе, называются воздушными и обозначают буквами «ВЛ». Проводники ВЛ проходят по воздуху. Эти элементы закрепляются при помощи специальной арматуры к опорным столбам, мостам, путепроводам. Не обязательно это высоковольтные установки.

Процесс строительства подобных объектов организовывается в соответствии с нормами правил устройства электроустановок. Это позволяет создавать надежные, безопасные в эксплуатации конструкции.

В процессе обустройства воздушной линии электропередач руководствуются строительными нормами и правилами. Заниматься подобной деятельностью могут только специальные компании, которые имеют все необходимые допуски. Персонал таких организаций должен обладать не только соответствующей квалификацией, но и достаточным опытом работы.

Существует определенная классификация, которая применяется к представленным объектам. По роду тока, протекающего в проводах, бывают линии переменного и постоянного тока. Воздушные линии электропередач отличаются показателем номинального напряжения.

Существуют следующие категории систем:

  • линии переменного тока: 1150, 750, 500, 400, 330, 220, 150, 110, 35, 10, 6 кВ. Самым малым номиналом обладает линия 0,4 кВ.
  • линии постоянного тока проводят электричество номиналом исключительно 400 кВ.

В зависимости от категории напряжения различают 5 классов коммуникаций. Каждая из коммуникаций отличается конструктивным исполнением, расчетными условиями эксплуатации.

Выделяют следующие разновидности:

  1. Низший класс. По линии передается напряжение до 1 кВ.
  2. Средний класс. Проводники передают электричество от 1 до 35 кВ.
  3. Высокий класс. Кабель рассчитан на напряжение от 110 до 220 кВ.
  4. Сверхвысокий класс. Линия транспортирует ток от 330 до 500 кВ.
  5. Ультравысокий класс. Кабель способен передать электричество напряжением выше 750 кВ.

Это высоковольтные линии, которые применяются в различных сферах деятельности человечества.

Провода и тросы воздушных линий электропередачи

Тросы и провода, которые применяются на воздушных коммуникационных электрических системах, подвергаются постоянным воздействиям климатических условий, активных химических примесей, которые находятся в воздухе.

Ранее при создании подобных систем коммуникаций использовался кабель с медными жилами. Сегодня для линий электропередач применяется алюминий, сталь, специальные сплавы алюминия со сталью или альдреем.

У одних ВЛ кабель состоит из многих жил, изготовленных из одного материала. В разрезе такое изделие может состоять из 7, 19, 37 отдельных проволок, скрученных воедино.

В других системах используются однопроволочные проводники, сечение кабеля у которых будет сплошное из одной жилы.

Также применяются многопроволочные изделия, в состав подобного кабеля входят проволоки из разных металлов. Например, это может быть сталь и алюминий или сталь и бронза.

Тип коммуникации зависит от особенностей эксплуатации.

Выбор проводов и изоляторов для воздушных линий

Выполнение расчетов сечений проводов, расстояний между ними и их количеством в фазе определяется специальными алгоритмами расчетов с учетом физико-механических свойств материалов, которые будут рассмотрены в следующих статьях.

При проведении расчетов и выборе проводов по условиям механической прочности необходимо руководствоваться ПУЭ и соответствующими нормативными документами. Ниже приведена таблица, с указаниями минимальных сечений проводов в зависимости от места прохождения и напряжения:

Для маркировки проводов применяются буквенно-цифровые обозначения.  Здесь цифры обозначают сечение провода в мм, а буквы – материал из которого он изготовлен. Например, АС-70 сталеалюминиевый с сечением 70 мм2, М-16 медный с сечением 16 мм2, ПС-50 стальной с сечением 50мм2.

Крепеж воздушных линий производится на опорах при помощи изоляторов. В зависимости от диаметров (сечений) проводов, а также от напряжения линии происходит выбор соответствующего изолятора. Для воздушных линий с напряжением до 500 В применяются штыревые фарфоровые изоляторы.

READ  Закон ома для участка цепи и полной цепи: формулы и определения

Изоляторы типа ТФ и АИК устанавливают на участках линий, не имеющих ответвлений. В местах ответвлений или разветвлений устанавливают изоляторы многошейковые типа ШО.

Для линий, напряжение питания которых составляет 3 – 6 – 10 кВ, используют высоковольтные изоляторы штыревые типа ШС. Линии с напряжением 20 – 35 кВ могут подвешиваться на опорах как при помощи фарфоровых штыревых изоляторов ШД, так и при помощи подвесных изоляторов П.

Но, стоит отметить, что для линий напряжением 35 кВ целесообразней применение подвесных изоляторов, так как они меньше по размерам.

Для линий, имеющих напряжение 35 – 220 кВ и выше, применяют подвесные изоляторы, которые набираются в гирлянды, а количество изоляторов в гирлянде напрямую зависит от материала опор и напряжения линии.

Крепление штыревых изоляторов происходит путем ввертывания стальных крюков непосредственно в тело деревянной опоры. Также крепление может происходить при помощи стальных штырей в случае установки изоляторов на металлическом траверсе, который потом крепится к опоре при помощи стального хомута.

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 возникает, когда напряжённость электрического поля E{\displaystyle E} у поверхности провода превысит пороговую величину Ek{\displaystyle E_{k}}, которую можно вычислить по эмпирической формуле Пика: Ek=30,3β(1+0,298rβ){\displaystyle E_{k}=30{,}3\beta \left({1+{\frac {0{,}298}{\sqrt {r\beta }}}}\right)} кВ/см, где r{\displaystyle r} — радиус провода в метрах, β{\displaystyle \beta } — отношение плотности воздуха к нормальной.

Напряжённость электрического поля прямо пропорциональна напряжению на проводе и обратно пропорциональна его радиусу, поэтому бороться с потерями на корону можно, увеличивая радиус проводов, а также (в меньшей степени) — применяя расщепление фаз, то есть используя в каждой фазе несколько проводов, удерживаемых специальными распорками на расстоянии 40-50 см. Потери на корону приблизительно пропорциональны произведению U(U−Uкр){\displaystyle U(U-U_{\text{кр}})}.

Потери на корону резко возрастают с ростом напряжения, среднегодовые потери на ЛЭП напряжением 500 кВ составляют около 12 кВт/км, при напряжении 750 кВ — 37 кВт/км, при 1150 кВ — 80 кВт/км. Потери также резко возрастают при осадках, особенно изморози, и могут достигать 1200 кВт/км.

В прошлом потери в ЛЭП были очень высокими. Так, в конце XIX века потери на 56-ти километровой линии постоянного тока Крей — Париж составили 45 %. В современных линиях электропередач (по состоянию на 2020 год) потери составляют всего 2 — 3 %. Однако и эти потери пытаются сократить, используя высокотемпературные сверхпроводники. Впрочем, по состоянию на 2020 год линии электропередач на высокотемпературных сверхпроводниках отличаются высокой стоимостью и небольшой протяженностью (самая длинная такая линия построена в 2014 году в Германии и имеет длину всего 1 км).

Потери в ЛЭП переменного тока

Важной величиной, влияющей на экономичность ЛЭП переменного тока, является величина, характеризующая соотношение между активной и реактивной мощностями в линии — cos φ.  — часть полной мощности, прошедшей по проводам и переданной в нагрузку;  — это мощность, которая генерируется линией, её зарядной мощностью (ёмкостью между линией и землёй), а также самим генератором, и потребляется реактивной нагрузкой (индуктивной нагрузкой)

Потери активной мощности в линии зависят и от передаваемой реактивной мощности. Чем больше переток реактивной мощности, тем больше потери активной.

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 (λ=cν={\displaystyle \lambda =c/\nu =}6000 км, длина четвертьволнового вибратора λ4={\displaystyle \lambda /4=}1500 км), провод работает как излучающая антенна.

Деревянные опоры ЛЭП

Опора деревянная исторически самая старшая из всех видов опор. По конструкции деревянная опора это столб, сделанный из лесоматериала хвойных пород, методом оцилиндрования, длинной 8,5 – 13 метров. Также из дерева производятся детали к деревянным опорам: траверсы (деревянная горизонтальная балка на опоре), подкосы (крепление траверсы к опоре), ригели (поперечина на край опоры и подкоса, вкопанный в землю).

Преимущества деревянных опор

Деревянные опоры, как и любой строительный материал, имеет свои достоинства и недостатки. К достоинствам деревянных опор можно отнести их дешевизну, малый вес и гибкость при землетрясении. Нельзя забывать про общедоступность деревянных опор. Малый вес опор позволяет упростить их установку, а также упрощается доставка, разгрузка/погрузка опор на подготовительном этапе работ. Но и недостатков у деревянных опор, хоть отбавляй.

READ  Гост р 58408-2019 сети электрические собственных нужд и оперативного тока железнодорожных тяговых подстанций, трансформаторных подстанций и линейных устройств системы тягового электроснабжения. технические требования, правила проектирования, методы электр

Недостатки деревянных опор

  1. Во-первых, деревянные опоры отлично горят;
  2. Будучи биологическим материалом, они гниют, плесневеют, разъедаются жучками;
  3. Под дождем они мокнут, разбухают, трескаются.

Но в защиту деревянных опор, стоит отметить, что современные технологии пропитки столбов, а это пропитка 100 % заболони столба, производители гарантируют 50 летний срок эксплуатации деревянных опор, даже закопанных в землю.

Примечание: Заболонь – слабый слой древесины, находящейся между корой и сердцевиной бревна.

Подробно о конструкциях деревянных опор читайте статью: Деревянные опоры ЛЭП.

Нормативы: ГОСТ 9463-88, ГОСТ 20022.0-93.

Чтобы снизить контакт древесины с землей, были гостированы сборные опоры.

Железобетонные опоры, ЖБ столбы

Железобетонные опоры, давно пришли на смену деревянным опорам. Они прочно завоевали любовь и признание, как электромонтеров, так и заказчиков. И в этом несколько причин.

  • Железобетонная опора не подвержена повреждениям характерным для деревянных опор;
  • Срок эксплуатации ЖБ опор практически неограничен;
  • Внутри опоры из бетона, заложена арматура, которая используется для повторного заземления воздушных линий. Причем, концы заземляющей арматуры выведены, сверху и снизу столба. Вывод арматуры упрощает монтаж, а защита заземляющего спуска бетоном увеличивает электробезопасность.

Маркируются железобетонные опоры, как СВ 95/105/110/164 и предназначены для воздушных линий различной мощности. Смотрим фото.

Нормативные документы: ТУ 5863-007-00113557-94

Железобетонные опоры

При промышленном процессе изготовления являются наиболее оптимальным вариантом для воздушных линий как до 1000 В, так и выше 1000 В. Применение железобетонных опор резко снижает эксплуатационные расходы, так как они практически не требуют ремонта. В настоящее время, практически повсеместно, при сооружении воздушных линий 6-10 кВ и до 110 кВ применяют железобетонные опоры. Особенно широкое распространение они получили в городских сетях до и выше 1000 В. Железобетонные опоры могут выполнятся как монолитными (литыми), так и в виде сборок, которые собираются непосредственно на месте монтажа. Прочность их зависит от способа уплотнения бетона, которых два – центрифугование и вибрирование. При использовании способа центрифугования получается хорошая плотность бетона, которая, впоследствии, оказывает хорошее влияние на готовое изделие.

На воздушных линиях электропередач применяют специальные, анкерные, угловые, концевые, промежуточные опоры.

Примечания

  1. ПТЭзП (Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей)
  2. Номинальные напряжения, указанные в скобках, для вновь проектируемых сетей не рекомендуются. Для существующих и расширяющихся электрических сетей на номинальные напряжения 3 и 150 кВ электрооборудование должно изготовляться (см. ГОСТ 721-77).
  3. . www.yantarenergo.ru. Дата обращения 4 марта 2020.

  4. Кашолкин Б. И., Мешалкин Е. А. Тушение пожаров в электроустановках. — М.: Энергоатомиздат, 1985. — С. 20
  5. Технические условия по проектированию автоматических установок комбинированного пожаротушения в кабельных сооружениях «НТО Пламя» — М., 2006. — С. 2
  6. Кашолкин Б. И., Мешалкин Е. А. Тушение пожаров в электроустановках. — М.:Энергоатомиздат, 1985. — С. 58.
  7. Monica Heger. . IEEE Spectrum. Дата обращения 19 января 2012.

  8. . Радио Свобода (2010). — «Говорится о трех миллионах метров не кабеля, а исходной ленты… Из этих лент делаются кабели, содержащие порядка 50 лент. Поэтому надо 3 миллиона метров разделить на 50 и получится около 50 километров.». Дата обращения 27 ноября 2014.

  9. Joseph Milton. . Nature — News. — «Jason Fredette, managing director of corporate communications at the company, says that LS Cable will use the wire to make about 20 circuit kilometres of cable as part of a programme to modernize the South Korean electricity network starting in the capital, Seoul.». Дата обращения 19 января 2012.

  10. Потери на корону //  :  / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
  11. Понятов А. Вступив в эпоху электричества // Наука и жизнь. — 2020. — № 1. — С. 14.
  12. Понятов А. Вступив в эпоху электричества // Наука и жизнь. — 2020. — № 1. — С. 15.
  13. Понятов А. Вступив в эпоху электричества // Наука и жизнь. — 2020. — № 1. — С. 15.
  14. Понятов А. Вступив в эпоху электричества // Наука и жизнь. — 2020. — № 1. — С. 15.
  15.  (недоступная ссылка). Дата обращения 8 января 2016.

  16. Министерство промышленности и энергетики Российской Федерации. (от 30 апреля 2008 г.).

Основные элементы воздушных линий электропередач

К элементам воздушной линии относятся:

  • кабель (это проводник, по которому передается электричество);
  • траверсы (предотвращают соприкосновение проводов с другими элементами опорной конструкции);
  • изоляторы;
  • опоры;
  • фундамент;
  • заземление;
  • молниеотводчики;
  • разрядники.

Каждый из перечисленных устройств незаменим. Элементы воздушной линии выполняют определенные функции, которые увеличивают безопасность и надежность системы.

В некоторых случаях линия может состоять из оптоволоконных проводников. Для таких устройств применяется специальное оборудование. Это позволяет прикрепить к соответствующим опорам высокочастотные проводники.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: