Файл: 1. Электроэнергетическая система, электрическая сеть, их назначение.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 22.11.2023
Просмотров: 344
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
1.Электроэнергетическая система, электрическая сеть, их назначение.Совокупность электростанций, линий электропередач, подстанций и тепловых сетей, связанных в одно целое общностью режима и непрерывностью процесса производства и распределения электрической и тепловой энергии называется энергетической системой(энергосистемой). Часть энергетической системы, состоящая из генераторов, распределительных устройств, повысительных и понизительных подстанций, линии энергетической сети и приемников электроэнергии, называется электроэнергетической системы (ЭЭС).
Электроэнергетическая система Электрическими сетями называются части электроэнергетической системы, состоящие из подстанций и линий электропередачи постоянного и переменного тока различных напряжений. Электрическая сеть служит для передачи и распределения электрической энергии от места ее производства к местам потребления. Важными характерными свойствами ЭЭС являются:одновременность процессов производства, распределения и потребления электрической энергии (выработка электрической энергии жестко определяется ее потреблением и наоборот).Преобразование и передача энергии происходит с потерями энергии во всех элементах ЭЭС.Необходимо своевременно развивать ЭЭС, ее рост должен опережать рост потребления энергии. 2.Классификация электрических сетей.Классификация электрических сетей может осуществляться: По роду тока По номинальному напряжению Конфигурации схемы сети По выполняемым функциям По характеру потребителя По конструктивному выполнению По роду тока различают сети переменного и постоянного тока: ЛЭП постоянного тока применяются для дальнего транспорта электрической энергии и связи электрических сетей с разными номинальными частотами или с различными подходами к регулированию при одной номинальной частоте (вставки линии постоянного тока или нулевой длины). В России ЛЭП постоянного тока почти не используется (Волгоград-Донбасс на 800 кВ, 376 км).
Для связи с другими странами применяют вставки из линий постоянного тока. За рубежом в разных странах существует несколько десятков ЛЭП постоянного тока, среди которых самой мощной является Итайпу-Сан Паулу (Бразилия) с номинальным напряжением 1200 кВ, длиной 783 км и пропускной способностью 6,3 млн кВт. ЛЭП переменного трехфазного тока используется повсеместно. В России такая линия впервые была построена в 1922 г. (110кВ). Рост номинального напряжения ЛЭП напряжением переменного тока шел примерно с интервалом 15 лет. Первые экспериментальные участки ЛЭП-1150 кВ были построены в 1985 г. Каждая сеть характеризуется номинальным напряжением. Различают номинальные напряжения ЛЭП, генераторов, трансформаторов и электроприемников.Номинальное напряжение генераторов по условию компенсации потерь напряжения в сети принимают на 5% выше номинального сетевого напряжения. Номинальные напряжения обмоток трансформатора принимают равными номинальному напряжению сети или на 5% выше в зависимости от вида трансформатора и напряжения сети.По величине номинального напряжения сети подразделяются:
З
амкнутыми сетями называются сети, имеющие контуры (циклы), образованные ЛЭП и трансформаторами. Примеры замкнутых электрических сетей:а- сеть одного напряжения; б- сеть двух напряжений.К замкнутым сетям относятся также сети, имеющие несколько источников питания. Одной из таких схем является так называемая линия с двухсторонним питанием.Пример замкнутых электрических сетей, имеющих несколько источников питания:3.Классификация электрических сетей по выполняемым функциям. Системообразующие, питающие, распределительные сети.По выполняемым функциям различают:1. Системообразующие сети;2. Питающие сети;3. Распределительные сети.Системообразующие сети напряжением 330-1150 кВ осуществляют функции формирования объединенных энергосистем, объединяя мощные электрические станции и обеспечивая их функционирование как единого объекта управления и одновременно обеспечивают передачу электрической энергии от мощных электрических станций. Эти сети осуществляют системные связи, т.е. связи очень большой длины между энергосистемами. Их режимом управляет диспетчер объединенного диспетчерского управления (ОДУ). В ОДУ входят несколько районных энергосистем – районных энергетических управлений (РЭУ).Питающие сети предназначены для передачи электрической энергии от ПС системообразующей сети и частично от шин 110-220 кВ электрических станций к центрам питания (ЦП) распределительных сетей – районным ПС.Питающие сети обычно замкнутые. Напряжение этих сетей ранее было 110-220 кВ. По мере роста нагрузок, мощности электрических станций и протяженности электрических сетей увеличивается напряжением сетей. В последнее время напряжение питающих сетей иногда бывает 330-500 кВ. Сети 110-220 кВ обычно административно подчиняются РЭУ. Их режимом управляет диспетчер РЭУ.Распределительная сеть предназначена для передачи электрической энергии на небольшие расстояния от шин низшего “U” районных ПС к промышленным, городским, сельским потребителям. Такие распределительные сети обычно разомкнутые или работают в разомкнутом режиме.
Различают распределительные сети высокого (Uном>1кВ) и низкого (U<1кВ) напряжения.4.Объединенные энергосистемы, их преимущества.Отдельные энергетические системы связываются между собой электрическими сетями и это объединение их называетсяобъединенной энергетической системой(ОЭС).ОЭС могут охватывать значительные территории и даже всю страну.Преимущества ОЭС:1. Уменьшение величины суммарного резерва мощности.2. Наилучшее использование мощности ГЭС одной или нескольких электроэнергетических систем и повышения их экономичности.3. Снижение суммарного максимума нагрузки объединяемых электроэнергетических систем.4. Взаимопомощь систем в случае неодинаковых сезонных изменений мощности электрических станций и в частности ГЭС.5. Облегчение работы систем при ремонтах и авариях. В настоящее время применяются стандартные номинальные (междуфазные) напряжения трехфазного тока частот 50 Гц в диапазоне 6-1150 кВ, а также напряжения 0,66; 0,38(0,22) кВ.Стандартные “U” для сетей и приемников электрической энергии:(3), 6,10,20,35,110,(150),220,330,550,750,1150 кВ(Напряжения 0,22; 3; 150 не рекомендуется для вновь проектируемых сетей). Для генераторов применяют Uном 3-21 кВ. Передача электрической энергии от электрических станций по ЛЭП чаще всего осуществляется на напряжениях 110-1150 кВ, т.е. значительно превышающих напряжения генераторов.5.Обозначения основных элементов электрической сети (ЛЭП, силовых трансформаторов, проводов кабельных линий).6.Режимы и параметры системы и сети.Состояние системы в любой момент времени или на некотором интервале времени называется режимом системы.Режим определяется показателями, которые называются параметрами режима к их числу относятся:1)частота,2)активная и реактивная мощность в элементах системы,3)напряжение в различных точках сети у потребителей,4)величины токов,5)величины углов расхождения векторов ЭДС и напряжения.Различают три основных вида режимов электроэнергетических систем:1. Нормальный установившейся режим, применительно к которому проектируется элкктрическая сеть и определяются ее технико–экономические характеристики;2. Послеаварийный установившийся режим, наступающий после аварийного отключения какого – либо элемента сети или ряда элементов (в этом режиме система и соответственно сеть могут работать с несколько ухудшенными технико– экономическими характеристиками);
3. Переходный режим, во время которого система переходит из одного состояния к другому.Любой режим состоит из множества различных процессов.Различают параметры режима и параметры сети. Параметры режима электрической сети связаны между собой определенными зависимостями, в которые входят некоторые коэффициенты, зависящие от физических свойств элементов сети, от способа соединения этих элементов между собой, а также от некоторых допущений расчетного характера.К ним относятся полное сопротивление, активное и реактивное сопротивление, проводимости элементов, собственная и взаимная проводимости, коэффициент трансформации, коэффициент усиления.Например, ток на участке ЛЭП определяется зависимостью: I= ; Здесь U1,U2,I – параметры режима; ZЛ – сопротивление данного участка системы (линии), является одним из параметров сети.Ряд параметров сети зависит от характера изменений ее режима, т.е. является нелинейной системой. Однако во многих практических задачах параметры сети можно полагать не изменяющимися и считать сеть линейной.Другой вид нелинейности сети обусловлен характером соотношений между параметрами ее режима. Так, мощность, связана квадратичной зависимостью с напряжением и т.д.( S= UI= U = )7.Устойчивость системы электроснабжения.Система должна быть устойчива при этих малых возмущениях. Иначе говоря, она должна обладать статической устойчивостью.Аварийные переходные процессы возникают при резких аварийных изменениях режима, например, при к.з. элементов системы и последующем их отключении, при изменении схемы электрических соединений элементов системы.Большие возмущения в системе при аварийных переходных процессах приводят к значительным отклонениям параметров режима к большим возмущениям, устойчивость по отношению к которым определяют как динамическую.При этом под динамической устойчивостью понимают способность системы восстанавливать после больших возмущений свое состояние, практически близкое к исходному.
| | |
| | |
Для связи с другими странами применяют вставки из линий постоянного тока. За рубежом в разных странах существует несколько десятков ЛЭП постоянного тока, среди которых самой мощной является Итайпу-Сан Паулу (Бразилия) с номинальным напряжением 1200 кВ, длиной 783 км и пропускной способностью 6,3 млн кВт. ЛЭП переменного трехфазного тока используется повсеместно. В России такая линия впервые была построена в 1922 г. (110кВ). Рост номинального напряжения ЛЭП напряжением переменного тока шел примерно с интервалом 15 лет. Первые экспериментальные участки ЛЭП-1150 кВ были построены в 1985 г. Каждая сеть характеризуется номинальным напряжением. Различают номинальные напряжения ЛЭП, генераторов, трансформаторов и электроприемников.Номинальное напряжение генераторов по условию компенсации потерь напряжения в сети принимают на 5% выше номинального сетевого напряжения. Номинальные напряжения обмоток трансформатора принимают равными номинальному напряжению сети или на 5% выше в зависимости от вида трансформатора и напряжения сети.По величине номинального напряжения сети подразделяются:
-
на сети низкого напряжения (НН) – до 1000 кВ; -
среднего напряжения (СН) – 3…35 кВ; -
высокого напряжения (ВН) – 110…220 кВ; -
сверхвысокого напряжения (СВН) – 330-750 кВ; -
ультравысокого напряжения (УВН) – свыше 1000 кВ.
|
амкнутыми сетями называются сети, имеющие контуры (циклы), образованные ЛЭП и трансформаторами. Примеры замкнутых электрических сетей:а- сеть одного напряжения; б- сеть двух напряжений.К замкнутым сетям относятся также сети, имеющие несколько источников питания. Одной из таких схем является так называемая линия с двухсторонним питанием.Пример замкнутых электрических сетей, имеющих несколько источников питания:3.Классификация электрических сетей по выполняемым функциям. Системообразующие, питающие, распределительные сети.По выполняемым функциям различают:1. Системообразующие сети;2. Питающие сети;3. Распределительные сети.Системообразующие сети напряжением 330-1150 кВ осуществляют функции формирования объединенных энергосистем, объединяя мощные электрические станции и обеспечивая их функционирование как единого объекта управления и одновременно обеспечивают передачу электрической энергии от мощных электрических станций. Эти сети осуществляют системные связи, т.е. связи очень большой длины между энергосистемами. Их режимом управляет диспетчер объединенного диспетчерского управления (ОДУ). В ОДУ входят несколько районных энергосистем – районных энергетических управлений (РЭУ).Питающие сети предназначены для передачи электрической энергии от ПС системообразующей сети и частично от шин 110-220 кВ электрических станций к центрам питания (ЦП) распределительных сетей – районным ПС.Питающие сети обычно замкнутые. Напряжение этих сетей ранее было 110-220 кВ. По мере роста нагрузок, мощности электрических станций и протяженности электрических сетей увеличивается напряжением сетей. В последнее время напряжение питающих сетей иногда бывает 330-500 кВ. Сети 110-220 кВ обычно административно подчиняются РЭУ. Их режимом управляет диспетчер РЭУ.Распределительная сеть предназначена для передачи электрической энергии на небольшие расстояния от шин низшего “U” районных ПС к промышленным, городским, сельским потребителям. Такие распределительные сети обычно разомкнутые или работают в разомкнутом режиме.
Различают распределительные сети высокого (Uном>1кВ) и низкого (U<1кВ) напряжения.4.Объединенные энергосистемы, их преимущества.Отдельные энергетические системы связываются между собой электрическими сетями и это объединение их называетсяобъединенной энергетической системой(ОЭС).ОЭС могут охватывать значительные территории и даже всю страну.Преимущества ОЭС:1. Уменьшение величины суммарного резерва мощности.2. Наилучшее использование мощности ГЭС одной или нескольких электроэнергетических систем и повышения их экономичности.3. Снижение суммарного максимума нагрузки объединяемых электроэнергетических систем.4. Взаимопомощь систем в случае неодинаковых сезонных изменений мощности электрических станций и в частности ГЭС.5. Облегчение работы систем при ремонтах и авариях. В настоящее время применяются стандартные номинальные (междуфазные) напряжения трехфазного тока частот 50 Гц в диапазоне 6-1150 кВ, а также напряжения 0,66; 0,38(0,22) кВ.Стандартные “U” для сетей и приемников электрической энергии:(3), 6,10,20,35,110,(150),220,330,550,750,1150 кВ(Напряжения 0,22; 3; 150 не рекомендуется для вновь проектируемых сетей). Для генераторов применяют Uном 3-21 кВ. Передача электрической энергии от электрических станций по ЛЭП чаще всего осуществляется на напряжениях 110-1150 кВ, т.е. значительно превышающих напряжения генераторов.5.Обозначения основных элементов электрической сети (ЛЭП, силовых трансформаторов, проводов кабельных линий).6.Режимы и параметры системы и сети.Состояние системы в любой момент времени или на некотором интервале времени называется режимом системы.Режим определяется показателями, которые называются параметрами режима к их числу относятся:1)частота,2)активная и реактивная мощность в элементах системы,3)напряжение в различных точках сети у потребителей,4)величины токов,5)величины углов расхождения векторов ЭДС и напряжения.Различают три основных вида режимов электроэнергетических систем:1. Нормальный установившейся режим, применительно к которому проектируется элкктрическая сеть и определяются ее технико–экономические характеристики;2. Послеаварийный установившийся режим, наступающий после аварийного отключения какого – либо элемента сети или ряда элементов (в этом режиме система и соответственно сеть могут работать с несколько ухудшенными технико– экономическими характеристиками);
3. Переходный режим, во время которого система переходит из одного состояния к другому.Любой режим состоит из множества различных процессов.Различают параметры режима и параметры сети. Параметры режима электрической сети связаны между собой определенными зависимостями, в которые входят некоторые коэффициенты, зависящие от физических свойств элементов сети, от способа соединения этих элементов между собой, а также от некоторых допущений расчетного характера.К ним относятся полное сопротивление, активное и реактивное сопротивление, проводимости элементов, собственная и взаимная проводимости, коэффициент трансформации, коэффициент усиления.Например, ток на участке ЛЭП определяется зависимостью: I= ; Здесь U1,U2,I – параметры режима; ZЛ – сопротивление данного участка системы (линии), является одним из параметров сети.Ряд параметров сети зависит от характера изменений ее режима, т.е. является нелинейной системой. Однако во многих практических задачах параметры сети можно полагать не изменяющимися и считать сеть линейной.Другой вид нелинейности сети обусловлен характером соотношений между параметрами ее режима. Так, мощность, связана квадратичной зависимостью с напряжением и т.д.( S= UI= U = )7.Устойчивость системы электроснабжения.Система должна быть устойчива при этих малых возмущениях. Иначе говоря, она должна обладать статической устойчивостью.Аварийные переходные процессы возникают при резких аварийных изменениях режима, например, при к.з. элементов системы и последующем их отключении, при изменении схемы электрических соединений элементов системы.Большие возмущения в системе при аварийных переходных процессах приводят к значительным отклонениям параметров режима к большим возмущениям, устойчивость по отношению к которым определяют как динамическую.При этом под динамической устойчивостью понимают способность системы восстанавливать после больших возмущений свое состояние, практически близкое к исходному.