ВЛ используют для передачи электроэнергии на большие расстояния. Такой способ значительно дешевле транспортировки по подземным и наземным линиям. Для уменьшения потерь мощности используется передача электроэнергии на высоком напряжении. Рассмотрим, как определить напряжение линии по внешним признакам.
Электрические сети. Номинальные напряжения. Допустимые отклонения
Номинальные напряжения электрических сетей, источников и приёмников электрической энергии постоянного и переменного тока промышленной частоты определяются комплексом документов: ГОСТ 23366, ГОСТ 721, ГОСТ 21128, ГОСТ 6962 и ГОСТ 29322.
Ряд стандартных напряжений
Ряд стандартных напряжений установлен ГОСТ 23366 для постоянного и переменного тока промышленной частоты. Напряжение на выводах проектируемого оборудования должно соответствовать значениям этого ряда, за исключением некоторых случаев [3, п.2] . Ниже приведены стандартный ряд напряжений для потребителей электрической энергии
[3, таб.1] . Основной ряд напряжений постоянного и переменного тока потребителей электрической представлен в таблице 1, вспомогательный ряд напряжений переменного тока — в таблице 2, а постоянного тока — в таблице 3.
Таблица 1 — Ряд напряжений постоянного и переменного тока потребителей электрической энергии
| № п/п | U, В | № п/п | U, В |
| 1 | 0,6 | 14 | 1140 |
| 2 | 1,2 | 15 | 3000 |
| 3 | 2,4 | 16 | 6000 |
| 4 | 6 | 17 | 10000 |
| 5 | 9 | 18 | 20000 |
| 6 | 12 | 19 | 35000 |
| 7 | 27 | 20 | 110000 |
| 8 | 40 | 21 | 220000 |
| 9 | 60 | 22 | 330000 |
| 10 | 110 | 23 | 500000 |
| 11 | 220 | 24 | 750000 |
| 12 | 380 | 25 | 1150000 |
| 13 | 660 |
Таблица 2 — Вспомогательный ряд напряжений переменного тока потребителей электрической энергии
| № п/п | U, В |
| 1 | 1,5 |
| 2 | 5 |
| 3 | 15 |
| 4 | 24 |
| 5 | 36 |
| 6 | 80 |
| 7 | 2000 |
| 8 | 3500 |
| 9 | 15000 |
| 10 | 25000 |
| 11 | 150000 |
Таблица 3 — Вспомогательный ряд напряжений постоянного тока потребителей электрической энергии
| № п/п | U, В | № п/п | U, В | № п/п | U, В | № п/п | U, В |
| 1 | 0,25 | 11 | 24 | 21 | 300 | 31 | 5000 |
| 2 | 0,4 | 12 | 30 | 22 | 400 | 32 | 8000 |
| 3 | 4,5 | 13 | 36 | 23 | 440 | 33 | 12000 |
| 4 | 1,5 | 14 | 48 | 24 | 600 | 34 | 25000 |
| 5 | 2 | 15 | 54 | 25 | 800 | 35 | 30000 |
| 6 | 3 | 16 | 80 | 26 | 1000 | 36 | 40000 |
| 7 | 4 | 17 | 100 | 27 | 1500 | 37 | 50000 |
| 8 | 5 | 18 | 150 | 28 | 2000 | 38 | 60000 |
| 9 | 15 | 19 | 200 | 29 | 2500 | 39 | 100000 |
| 10 | 20 | 20 | 250 | 30 | 4000 | 40 | 150000 |
Стандартный ряд напряжений для источников и преобразователей (например: генератор, трансформатор и т.п.) электрической энергии
[3, таб.2] . Ряд напряжений для переменного тока приведен в таблице 4, для постоянного — в таблице 5.
Таблица 4 — Ряд напряжений переменного тока источников и преобразователей электрической энергии
| № п/п | U, В | № п/п | U, В |
| 1 | 6 | 15 | 10500 |
| 2 | 12 | 16 | 13800 |
| 3 | 28,5 | 17 | 15750 |
| 4 | 42 | 18 | 18000 |
| 5 | 62 | 19 | 20000 |
| 6 | 115 | 20 | 24000 |
| 7 | 120 | 21 | 27000 |
| 8 | 208 | 22 | 38500 |
| 9 | 230 | 23 | 121000 |
| 10 | 400 | 24 | 242000 |
| 11 | 690 | 25 | 347000 |
| 12 | 1200 | 26 | 525000 |
| 13 | 3150 | 27 | 787000 |
| 14 | 6300 | 28 | 1200000 |
Таблица 5 — Ряд напряжений постоянного тока источников и преобразователей электрической энергии
| № п/п | U, В | № п/п | U, В |
| 1 | 4,5 | 8 | 230 |
| 2 | 6 | 9 | 460 |
| 3 | 12 | 10 | 600 |
| 4 | 28,5 | 11 | 1200 |
| 5 | 48 | 12 | 3300 |
| 6 | 62 | 13 | 6600 |
| 7 | 115 |
При выборе напряжения следует отдавать предпочтение основному ряду.
Номинальное напряжение электрооборудования до 1000 В
Номинальное напряжение оборудования до 1000 В регламентировано стандартом ГОСТ 21128. Ряд номинальных напряжений приведён в таблице 6 [2, с.2] .
Таблица 6 — Номинальное напряжение источников, преобразователей, систем электроснабжения, сетей и приёмников до 1000 В
| Род и вид тока | Номинальное напряжение, В | |
| источников и преобразователей | систем электроснабжения, сетей и приёмников | |
| Постоянный | 6; 12; 28,5; 48; 62; 115; 230; 460 | 6; 12; 27; 48; 60; 110; 220(230); 440 |
| Переменный: | ||
| однофазный | 6; 12; 28,5; 42; 62; 115; 230 | 6; 12; 27; 40; 60; 110; 220(230) |
| трёхфазный | 42; 62; 230; 400; 690 | 40; 60; 220(230); 380(400); 660(690); (1000) |
Примечание:
В скобках указаны значения напряжения для электрических сетей согласно [6, таб.1]
Номинальное напряжение электрооборудования свыше 1000 В
Номинальное напряжение электрооборудования свыше 1000 В регламентировано ГОСТ 721. Ряд номинальных напряжений приведён в таблице 7 [1, с.3] .
Таблица 7 — Номинальные междуфазные напряжения для сетей напряжением свыше 1000 В
| Сети и приёмники, кВ | Генераторы и синхронные компенсаторы, кВ | Трансформаторы и автотрансформаторы без РПН, кВ | Трансформаторы и автотрансформаторы с РПН, кВ | Наибольшее рабочее напряжение электрооборудования, кВ | ||
| Первичные обмотки | Вторичные обмотки | Первичные обмотки | Вторичные обмотки | |||
| (6) | (6,3) | (6) и (6,3)* | (6,3) и (6,6) | (6) и (6,3)* | (6,3) и (6,6) | (7,2) |
| 10 | 10,5 | 10 и 10,5* | 10,5 и 11,0 | 10,0 и 10,5* | 10,5 и 11,0 | 12,0 |
| 20,0 | 21,0 | 20,0 | 22,0 | 20,0 и 21,0* | 22,0 | 24,0 |
| 35 | — | 35 | 38,5 | 35 и 36,75 | 38,5 | 40,5 |
| 110 | — | — | 121 | 110 и 115 | 115 и 121 | 126 |
| (150)* | — | — | (165) | (158) | (158) | (172) |
| 220 | — | — | 242 | 220 и 230 | 230 и 242 | 252 |
| 330 | — | 330 | 347 | 330 | 330 | 363 |
| 500 | — | 500 | 525 | 500 | — | 525 |
| 750 | — | 750 | 787 | 750 | — | 787 |
| 1150 | — | — | — | 1150 | — | 1200 |
Примечание:
1. Напряжения указанные в скобках не рекомендуются для вновь проектируемых сетей и электроустановок; 2. Напряжения, обозначенные «*» для трансформаторов и автотрансформаторов, присоединяемых непосредственно к шинам генераторного напряжения электростанций или к выводам генератора;
В РФ исторически сложились две системы напряжений (кВ):
- 110 — 330 — 750
- 110 — 220 — 500 — 1150
Первая система напряжений (110 — 330 — 750) преобладает в западной части РФ, а вторая (110 — 220 — 500 — 150) — в её восточной части. В сетях центральной части РФ нет явного преобладания одной системы напряжений на другой, это своего рода переходная зона.
Номинальное напряжение тяговых систем (электрифицированного транспорта)
Номинальное напряжение для электрифицированного транспорта регламентировано ГОСТ 6962 и ГОСТ 29322. В таблице 8 приведен ряд номинальных напряжений для тяговых подстанций и токоприемников электрифицированного транспорта [4, стр.3][6, таб.2] .
Таблица 8 — Номинальные напряжения тяговых подстанций и токоприемников электрифицированного транспорта
| Вид электрифицированного транспорта | Напряжение, В | |||
| на шинах тяговой подстанции | на токоприемнике электрифицированного транспорта | |||
| Железные дороги | ||||
| Магистральные: переменного тока | (27500) | 25000 | ||
| постоянного тока | (3300) | 3000 | ||
| Промышленные: подъездные и карьерные пути переменного тока | (27500) | 25000 | ||
| подъездные, карьерные и внутризаводские пути постоянного тока | (3300) (1650) (600) | 3000 1500 600 (550) | ||
| Городской электрифицированный транспорт | ||||
| метрополитен | (825) | 750 | ||
| трамвай, троллейбус | (600) | 600 (550) | ||
Примечание:
В скобках указаны значения напряжения согласно [4, стр.3]
Допустимые отклонения напряжения
В реальности, при эксплуатации электрических сетей, источников, преобразователей и потребителей электрической энергии напряжения на них отличается от номинальных параметров. Это может быть связано с нарушением нормального режима работы оборудования, потерями электроэнергии при передаче и т.п. ГОСТ 29322-2014 частично регламентирует допустимые значения отклонения напряжения.
Для электрооборудования напряжением 100 ÷ 1000 В этот диапазон ограничивается значением ±10% [6, таб.1] . Иными словами для чайника рассчитанного на номинальное напряжение 230 В допускается работа при повышении напряжения вплоть до 252 В и его просадке до 198 В. Подробнее ниже, в таблице 9 [6, таб.А.1] .
Таблица 9 — Наибольшее и наименьшее напряжения источников и приёмников электрической энергии напряжением 100 ÷ 1000 В включительно
| Системы | Номинальная частота, Гц | Напряжение, В | |||
| Номинальное напряжение источников и приёмников электроэнергии | Наибольшее напряжение источников и приёмников электроэнергии | Наименьшее напряжение источников электроэнергии | Наименьшее напряжение приёмников электроэнергии | ||
| Трехфазные трех-, четырехпроводные системы | 50 | 230 | 253 | 207 | 198 |
| 230/400 | 253/440 | 207/360 | 198/344 | ||
| 400/690 | 440/759 | 360/621 | 344/593 | ||
| 1000 | 1100 | 900 | 860 | ||
| 60 | 120/208 | 132/229 | 108/187 | 103/179 | |
| 240 | 264 | 216 | 206 | ||
| 230/400 | 253/440 | 207/360 | 198/344 | ||
| 277/480 | 305/528 | 249/432 | 238/413 | ||
| 480 | 528 | 432 | 413 | ||
| 347/600 | 382/660 | 312/540 | 298/516 | ||
| 600 | 660 | 540 | 516 | ||
| Однофазные трехпроводные системы | 60 | 120/240 | 132/264 | 108/216 | 103/206 |
Допустимые отклонения напряжения для тяговых систем (электрифицированного транспорта) приведены в таблице 10 (источник — [6, таб.2] ).
Таблица 10 — Наибольшее и наименьшее напряжение тяговых систем
| Вид системы | Частота, Гц | Напряжение, В | ||
| Номинальное | Наибольшее | Наименьшее | ||
| Системы постоянного тока | — | 600* | 720* | 400* |
| 750 | 900 (975) | 500 (550) | ||
| 1500 | 1800 (1950) | 1000 (1100) | ||
| 3000 | 3600 (3850) | 2000 (2200) | ||
| Однофазные системы переменного тока | 50 или 60 | 6250* | 6900* | 4750* |
| 16 2/3 | 15000 | 17250 | 12000 | |
| 50 или 60 | 25000 | 27500 (29000) | 19000 | |
Примечание:
1. Номинальные напряжения обозначенные «*» не рекомендуются для вновь проектируемых сетей и электроустановок; 2. В скобках указаны значения напряжения согласно [4, стр.3]
У электрооборудования напряжением 1 ÷ 35 кВ ГОСТ 29322-2014 устанавливает допустимое отклонение примерно ±10% [6, таб.3] .
Допустимые отклонения напряжения для электрооборудования 35 ÷ 230 кВ регламентированы ГОСТ 29322-2014 частично, а для электрооборудования напряжением свыше 230 кВ не регламентированы вовсе. Но это, вообще говоря, предмет отдельной статьи.
Историческая справка
Номинальные напряжения электрических сетей, источников и приёмников электрической энергии постоянного и переменного тока промышленной частоты до 1992 определялись комплексом документов ГОСТ 23366, ГОСТ 721, ГОСТ 21128, ГОСТ 6962. ГОСТ 23366 устанавливал ряд стандартных напряжений для электроустановок, ГОСТ 21128 регламентировал номинальное напряжение в электроустановках до 1000 В, для электроустановок свыше 1000 В — ГОСТ 721, а ГОСТ 6962 — номинальные напряжения для городского электрифицированного транспорта и железных дорог.
В 1992 был издан ГОСТ 29322-92 «Стандартные напряжения» который по замыслу разработчиков должен был использоваться в комплексе с ГОСТ 721, ГОСТ 21128, ГОСТ 23366 и ГОСТ 6962 [5, с.1] . По своей сути ГОСТ 29322, являясь документом подготовленным методом прямого применения международного стандарта МЭК 38-83 [5, c.6] , предназначался для искоренения исторически и территориально сложившихся номинальных напряжений и их приведения к «европейскому» стандарту. В конечном итоге ГОСТ 29332 должен был заменить комплекс документов ГОСТ 721/21128/23366/6962.
Второе издание ГОСТ 29332 выпало на 2014 год. В этот раз ГОСТ 29332-2014 был составлен «методом перевода» стандарта IEC 60038:2009 и уже не опирался на ГОСТ 721/21128/23366/6962, хотя последние не утратили свою юридическую силу.
Источник
750-1150 кВ
ВЛ ультравысокого напряжения. Область применения таких ЛЭП от 750 до 1150 кВ аналогична ВЛ сверхвысокого напряжения.
Линии ультравысокого напряжения тянут по П или V-образным стальным опорам. Они имеют от 4 до 8 проводов на одной фазе и от 20 изоляторов на подвесной гирлянде.
Компания “Энергопоставшик” оказывает услуги проектирования, строительства и реконструкции ЛЭП до 35 кВ. Мы также принимаем заказы на поставку траверс для изоляторов и других металлоконструкций для низковольтных и высоковольтных линий различного класса. Звоните!
Классификация электрических сетей для классов напряжения
Классы напряжения классифицируют следующим образом:
- в зависимости от области применения и назначения;
- согласно масштабным признакам и размерам сети;
- по роду тока.
Согласно первому пункту, существуют сети:
- Общего назначения (снабжение электричеством в бытовом, промышленном, сельскохозяйственном и транспортном формате).
- Автономного электроснабжения (для мобильных и автономных объектов, таких как, суда, космические аппараты и др.).
- Технологических объектов (для производственных объектов, а также других инженерных сетей).
- Контактные (с целью передачи электроэнергии на транспортные средства, например, локомотивы или трамваи).
Согласно второму пункту, сети бывают:
- Магистральными (для связи отдельных регионов с центрами потребления, характеризуются высоким и сверхвысоким уровнями напряжения, а также большими потоками мощности).
- Региональными (питаются от магистральных сетей и ориентированы на обслуживание крупного потребителя (город, район и т.д.), характеризуются средним и высоким уровнями напряжения, потоки мощности при этом большие).
- Районными (питание осуществляется от региональных сетей, собственных источников питания обычно не имеют, ориентированы на обслуживание малого и среднего потребителя), характеризуются низким и средним уровнями напряжения, а также незначительными потоками мощности;
- Внутренними (их задача заключается в распределении электроэнергии на небольших пространствах (в пределах города или отдельно взятого района), иногда имеют собственный (резервный) источник питания, характеризуются незначительными потоками мощности и низким уровнем для напряжения).
- Сетями самого нижнего уровня (электрическая проводка), питают отдельное здание, цех или помещение, речь идет о малых потоках мощности и низком уровне (бытовом) напряжения.
Согласно третьему пункту, ток бывает:
- переменным трехфазным (передача тока идет по трем проводам со смещением фазы переменного тока в каждом из них на 120 градусов относительно других), каждый провод в нем считается фазой с определенным напряжением, выступающей в роли 4-го проводника;
- переменным однофазным (ток передается по двум проводам за счет бытовой электропроводки от подстанции или распределительного щита);
- постоянным током (для некоторых сетей автономного электроснабжения и ряда специальных сетей сверхвысокого напряжения).
Мощность трехфазного переменного тока выражается формулами:
$P=\sqrt{3}UI\cos{\varphi}$ (активная);
$Q= \sqrt{3}UI\sin{\varphi}$ (реактивная);
$S=\sqrt{3}UI=\sqrt{P^2+Q^2}$.
Где $U$ и $I$ — это линейное напряжение и ток соответственно, а $\varphi$ — угол сдвига фаз между векторами напряжений и токов для одноименных фаз.
6-10 кВ
Средний класс. Используется для транспортировки электричества до трансформаторных подстанций, питающих конечных потребителей. Напряжение ВЛ составляет от 6-10 кВ до 35 кВ.
Линии 6-10 кВ сооружают для транспортировки электричества на незначительные расстояния. Причем в городских условиях применяют ВЛ на напряжение 6 кВ, в сельской местности на 10 кВ. Линии отличаются наличием высоких ЖБ-опор, более массивными штыревыми изоляторами из фарфора или стекла. На поворотных стойках провода фиксируют подвесными гирляндами из 2-3 изоляторов.
Линии среднего напряжения имеют 3 провода. Часто на одних и тех же стойках тянут ЛЭП 0,4 и 10 кВт. При этом токоведущие линии более высокого напряжения размещаются на широких траверсах вверху опоры. 4-х проводная линия 0,4 кВ расположена ниже.
