Im Design der Entwicklung elektrisches Netzwerk  Gleichzeitig mit der Entwicklung der Frage nach der Konfiguration des elektrischen Netzes wird die Frage der Wahl der Nennspannung gelöst. Der Maßstab der Nennleitungsspannungen von elektrischen Netzen wird von GOST 721-77 festgelegt und lautet wie folgt:

0,38; 3; 6; 10; 20; 35; 110; 150; 220; 330; 500; 750; 1150 kV.

Bei der Auswahl der Netznennspannung werden folgende allgemeine Empfehlungen berücksichtigt:

6 ... 10 kV werden für industrielle, städtische und landwirtschaftliche Verteilungsnetze verwendet; Die größte Verbreitung für solche Netzwerke erhielt eine Spannung von 10 kV; die Anwendung von 6 kV Spannung für neue Anlagen wird nicht empfohlen, kann aber bei der Rekonstruktion des bestehenden elektrischen Netzes verwendet werden, wenn sich in dieser Spannung Hochspannungsmotoren befinden;

aufgrund der wachsenden Belastung im kommunalen Dienstleistungssektor besteht derzeit die Tendenz, die Spannung der Verteilungsnetze in Großstädten auf bis zu 20 kV zu erhöhen;

die 35-kV-Spannung ist weit verbreitet, um Energieversorgungszentren für landwirtschaftliche Verteilungsnetze von 10 kV zu schaffen; Im Zusammenhang mit dem Wachstum der Kapazitäten ländlicher Verbraucher wird für diese Zwecke eine Spannung von 110 kV verwendet;

die Spannungen 110 ... 220 kV werden verwendet, um regionale Verteilungsnetze für den allgemeinen Gebrauch und für die externe Stromversorgung großer Verbraucher zu schaffen;

spannungen von 330 kV und darüber werden verwendet, um das Rückgrat der EWG zu bilden und große Kraftwerke mit Strom zu versorgen.

Historisch gesehen wurden in unserem Land zwei Systeme von elektrischen Netzspannungen (110 kV und höher) gebildet. Ein 110 (150), 330, 750-kV-System ist typisch für den Nordwesten und teilweise für das Zentrum und den Nordkaukasus. Ein weiteres 110, 220, 500 kV-System ist typisch für den größten Teil des Landes. Hier ist der nächste Schritt eine Spannung von 1150 kV. Die Stromübertragung dieser Spannung wurde in den 80er Jahren des letzten Jahrhunderts gebaut und war für die Übertragung von Elektrizität aus Sibirien und Kasachstan an den Ural bestimmt. Gegenwärtig arbeiten die 1150-kV-Übertragungsstandorte vorübergehend mit einer Spannung von 500 kV. Die Übertragung dieser Stromübertragung auf die Spannung von 1150 kV wird später durchgeführt.

Die Nennspannung einer einzelnen Stromleitung hängt hauptsächlich von zwei Parametern ab: Leistung P, übertragen entlang der Linie und der Entfernung L, zu dem diese Kraft übertragen wird. In dieser Hinsicht gibt es mehrere empirische Formeln für die Auswahl der Nennspannung, die von verschiedenen Autoren vorgeschlagen wurde.

Formel noch

U  nom =, kV,

wo PkW L, km, gibt akzeptable Ergebnisse bei Werten L250 km und P60 MW.

Formel Illarionov

U  nom = ,

wo PMW; L, km, liefert zufriedenstellende Ergebnisse für die gesamte Skala der Nennspannungen von 35 bis 1150 kV.

Die Wahl der Nennspannung eines elektrischen Netzes, das aus einer bestimmten Anzahl von Leitungen und Unterstationen besteht, ist im allgemeinen eine Aufgabe des technischen und wirtschaftlichen Vergleichs verschiedene Optionen. Hier ist es in der Regel notwendig, die Kosten nicht nur auf der Übertragungsleitung, sondern auch in der Umspannstation zu berücksichtigen. Lassen Sie uns das mit einem einfachen Beispiel erklären.

Ein elektrisches Netzwerk, das aus zwei Abschnitten besteht L1  und L2 (Abbildung 4.1, a). Eine vorläufige Schätzung der Nennspannung ergab, dass für den Kopfabschnitt 220 kV und für den zweiten Abschnitt 110 kV erforderlich sind. In diesem Fall müssen Sie zwei Optionen vergleichen.

In der ersten Variante (Abbildung 4.1, b) Das gesamte Netzwerk läuft für 220 kV. In der zweiten Variante (Abbildung 4.1, in der) der Hauptteil des Netzes wird bei einer Spannung von 220 kV und der zweite Teil - bei einer Spannung von 110 kV durchgeführt.

In der zweiten Variante die Linie W2 Spannung 110 kV und Unterstation 110/10 kV mit einem Transformator T  wird billiger sein als die Linie W2 mit einer Spannung von 220 kV und eine 220/10 kV Unterstation mit einem Transformator T2 der ersten Option. Umspannwerk 220/110/10 kV mit Autotransformator AT  Die zweite Option ist teurer als eine 220/10 kV-Umspannstation mit Transformator T1 der ersten Option.

a) b) c)

Abb. 4.1. Schema ( a) und zwei Optionen ( b) und ( in der) der Netzwerkspannungen

Die endgültige Wahl der Netzspannung wird durch Vergleichen dieser Kostenoptionen bestimmt. Wenn der Kostenunterschied weniger als 5% beträgt, sollte eine Variante mit einer höheren Nennspannung bevorzugt werden.

Nennspannungen  elektrische Netze für allgemeine Zwecke wechselstrom  in der Russischen Föderation sind nach der aktuellen Norm (Tabelle 4.1) festgelegt. Tabelle 4.1.

Die Internationale Elektrotechnische Kommission (IEC) empfiehlt Standardspannungen über 1000 V für Systeme mit einer Frequenz von 50 Hz, die in der Tabelle angegeben sind. 4.2. Tabelle 4.2.



Eine Reihe von Versuchen wird unternommen, die Wirtschaftszonen für die Anwendung von Kraftübertragungen unterschiedlicher Spannungen zu bestimmen. Zufriedenstellende Ergebnisse für die gesamte Skala der Nennspannungen im Bereich von 35 bis 1150 kV sind durch die von GA Illarionov vorgeschlagene empirische Formel gegeben:



wo L ist die Länge der Linie, km, P ist die übertragene Leistung, MW. In Russland hat es verteilt zwei elektrische AC-Netze Spannungsnetz (110 kV und höher): 110-330-750 kV - ECO Nordwesten und einen Teil des Zentrums - und 110-220-500 kV - ECO zentrale und östliche Regionen des Landes ( siehe auch Punkt 1.2). Diese ECO akzeptierten Spannung 1150 kV als die nächste Stufe, eingeführt in ISO 1977-Reihe von Kraftwerken gebaut von 1150 kV betrieben werden vorübergehend bei einer Spannung von 500 kV. Beim derzeitigen Stand der Entwicklung von UES of Russia, die Rolle der Backbone-Netze durchführt Netzwerk 330, 500, 750, in einer Reihe von Energiesystemen - 220 kV. Die erste Stufe der öffentlichen Verteilungsnetze sind die Netze 220, 330 und teilweise 500 kV, die zweite Stufe - 110 und 220 kV; dann wird Strom über das Stromversorgungsnetz einzelner Verbraucher verteilt (siehe Abschnitte 4.5-4.9). Herkömmliche Teilung auf dem Backbone-Netzwerk und die Verteilung der Nennspannung ist, dass, wenn die Last Dichte, Kraftwerke und elektrische Netze Abdeckungsbereich die Spannung des Verteilernetzes erhöht. Dies bedeutet, dass Netzwerke, die die Funktionen der Systembildung übernehmen, mit dem Auftreten von Hochspannungsnetzen in Stromversorgungssystemen, diese Funktionen schrittweise auf diese übertragen und in verteilende Netze umgewandelt werden. Das Allzweckverteilungsnetzwerk wird immer Schritt für Schritt aufgebaut, indem nacheinander mehrere Netzwerke mit mehreren Spannungen "überlappt" werden. Das Auftreten der nächsten Spannungsstufe ist verbunden mit einer Erhöhung der Kapazität der Kraftwerke und der Zweckmäßigkeit, sie auf mehr auszugeben hochspannung. Netzwerk-Transformation der Verteilung führt zu einer Reduzierung in der Länge der einzelnen Linien, das durch ein Netzwerk von neuen Unterstationen Befestigung sowie auf Veränderungen in der Größe und Richtung des Leistungsflusses auf der Leitung. Bei Stromdichten von elektrischen Verbrauchern und ein ausgebauten Netz von 500-kV-Ablehnung der klassischen Nennspannung Skala in Schritten von etwa zwei (500/220/110 kV) und einem allmählichen Übergang zum Maßstab Schritt etwa vier (500/110 kV) ist technisch wirtschaftlich tragfähige Lösung. Dieser Trend wird durch die Erfahrung technologisch fortgeschrittener ausländischer Länder bestätigt, wenn die Netze der Mittelspannung (220-275 kV) in ihrer Entwicklung begrenzt sind. Diese technische Richtlinie wird am konsequentesten in den Energiesystemen von Großbritannien, Italien, Deutschland und anderen Ländern umgesetzt. Zum Beispiel wurde zunehmend in Großbritannien verwendet Transformation 400/132 kV (275 kV konservierten Netzwerk), Deutschland - 380/110 kV (220 kV begrenzte Netzentwicklung), Italien - 380/132 kV (150 kV konserviertes Netz) usw. usw. Die am weitesten verbreiteten Verteilungsnetze waren 110 kV sowohl in der USV mit einem Spannungsnetz von 220-500 kV als auch 330-750 kV. Das spezifische Gewicht der 110-kV-Leitungen beträgt ca. 70% der Gesamtlänge der 110-kV-Freileitung und darüber. Diese Spannung wird zur Stromversorgung von Industriebetrieben und Energiezentren, Städten, Elektrifizierung von Eisenbahn- und Pipelines genutzt; Sie sind der wichtigste Schritt bei der Verteilung von Elektrizität in ländlichen Gebieten. Die Spannung von 150 kV wurde nur im Kola Power System entwickelt und wird nicht für den Einsatz in anderen Regionen des Landes empfohlen. Spannungen 6-10-20-35 kV sind für Verteilungsnetze in Städten, ländlichen Gebieten und industrieunternehmen. Die Prävalenz beträgt 10 kV; Netze von 6 kV behalten eine signifikante spezifisches Gewicht  in dem Umfang, aber in der Regel nicht entwickeln und wenn möglich, durch 10 kV-Netze ersetzt werden. An diese Klasse schließt sich die in GOST zur Verfügung stehende Spannung von 20 kV an, die in einem der zentralen Bezirke Moskaus eine begrenzte Verbreitung fand. Die 35-kV-Spannung wird verwendet, um ein 10-kV-Netz in ländlichen Gebieten (seltener ein 35 / 0,4-kV-Transformator) zu schaffen.

Jedes elektrische Netz zeichnet sich durch eine Nennspannung aus, auf der seine Ausrüstung berechnet wird. Die Nennspannung gewährleistet den Normalbetrieb der elektrischen Verbraucher (ЭП), soll den größten wirtschaftlichen Effekt erbringen und wird von der übertragenen Wirkleistung und der Länge der Stromübertragungsleitung bestimmt.

GOST 21128-75 führte eine Skala von nominalen verketteten Spannungen von elektrischen Netzen und Empfängern bis zu 1000 V AC ein: 220.380, 660 V.

GOST 721-77 führte eine Skala der nominalen Phase-zu-Phase-Spannungen von elektrischen Netzen von Wechselstrom über 1000 V ein:

0,38, 3, 6, 10, 20, 35, 110, 150, 220, 330, 500, 750, 1150.

In der Tabelle. 2.1. Die Klassifizierung des elektrischen Netzes, das die Aufteilung eines unteren Netz (NN) zeigt, mittlere (SN) höherer (BH), ultrahohe (EHV) und Ultrahoch (UHV) Spannung.

EP Last bleibt nicht konstant, sondern variiert je nach Änderung des Betriebsmodus (beispielsweise entsprechend den Fortschritt des Herstellungsprozesses), so dass die Spannung an dem Netzwerkknoten abweicht kontinuierlich von des Nennwerts, die die Qualität der Elektrizität reduziert und Verluste verursacht. Studien haben gezeigt, dass für die meisten elektrischen Empfänger die stabile Zone durch die Werte der Spannungsabweichungen begrenzt ist

Studien haben gezeigt, dass für die meisten elektrischen Empfänger die stabile Zone durch die Abweichungswerte der Spannung begrenzt ist

In der Regel die Spannung am Anfang der Leitung mehr Spannung  am Ende und unterscheidet sich durch die Menge an Spannungsverlust

Auf die Spannung U 2 der Verbraucher Nennspannung elektrischen Netzes und die Gewährleistung hoher Qualität Stromnetzspannung Nennspannungsgeneratoren installiert GOST 5% größer als die Nenn approximieren

Da die Primärwicklungen der Aufwärtstransformatoren direkt mit den Klemmen der Generatoren verbunden sein müssen, sind deren Nennspannungen

Die Primärwicklungen der Step-Down-Transformatoren sind Verbraucher in Bezug auf die Netze, aus denen sie speisen, daher die Bedingung

Kürzlich produziert die Industrie Abwärtstransformatoren mit einer Spannung von 110-220 kV mit einer Primärwicklungsspannung von 5% mehr als die Nennspannung des Netzwerks

  Sekundärwicklungen von sowohl Abwärts- als auch Aufwärtstransformatoren sind Quellen in Bezug auf das von ihnen bereitgestellte Netzwerk. Nennspannungen sekundärwicklungen  haben Werte von 5-10% höher als die Nennspannung dieses Netzwerks

Dies geschieht, um den Spannungsabfall im Stromnetz zu kompensieren. In Abb. 2.1 zeigt das Spannungsdiagramm, das das Obige deutlich veranschaulicht.

2.2. Neutrale Modi von elektrischen Netzwerken

Nullpunkt (neutral), Drei-Phasen-Stromnetz fest geerdet sein kann (Abb. 2.2 a) ist durch einen hohen Widerstand geerdet ist (Fig. 2.2b), oder aus dem Boden isoliert (Abb. 2.2).

Der Neutrale Modus in elektrischen Netzen bis zu 1000 V wird durch die Sicherheit der Netzwartung und in Netzen über 1000 V - unterbrechungsfreie Stromversorgung, Effizienz und Zuverlässigkeit von elektrischen Installationen bestimmt. Die Regeln für die Installation von elektrischen Anlagen (PUE), der Betrieb von elektrischen Anlagen mit Spannungen bis zu 1000 V ist sowohl mit einem fest geerdeten als auch mit einem isolierten Neutralleiter zulässig.

Ende der Arbeit -

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VORTRAG 1. ALLGEMEINE MERKMALE DER SYSTEME ZUR ÜBERTRAGUNG UND VERTEILUNG DER ELEKTRISCHEN ENERGIE. MODELLIERUNGSELEMENTE ELEKTRISCHER SYSTEME

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