Класифікація електричних мереж.

Категорії електроприймачів

 

Електричні мережі загального призначення умовно можна розділити на:

1) місцеві – радіусом дії 15…30 км, напругою до 35 кВ (а також глибокі вводи 110 кВ на промислових підприємствах);

2) районні – напругою 110 кВ і вище.

За напругою розділяють мережі до 1000 В і вище 1000 В.

За родом струму – постійного та змінного струмів. Останні – або трифазні (три-, чотирипровідні), або одно- чи двофазні відгалуження від чотирипровідних мереж. Тягові мережі електрифікованих залізниць – однофазні.

За призначенням – живлячі та розподільні. Живлячі мережі зв’язують окремі електричні станції та районні підстанції. В останньому випадку їх часто називають районними мережами (напругою 110 кВ і вище). Розподільні мережі призначені для живлення трансформаторних підстанцій, окремих електроприймачів (двигунів, світильників) та їх груп.

За конфігурацією та схемами приєднання розрізняють розімкнені та замкнені мережі.

До розімкнених мереж відносяться ті, що отримують живлення з одного боку. Вони можуть бути радіальними та магістральними.

Замкнені мережі – такі, в яких живлення будь-якого споживача може бути виконане з двох боків. Кільцеві мережі також відносяться до замкнених (рис. 1.2).

Рисунок 1.2. Схеми електричних мереж

 

За конструктивним виконанням – лінії, виконані проводами чи кабелями.

За вимогами до надійності електропостачання згідно з Правилами улаштування електроустановок (ПУЕ) електроприймачі розділяються на три категорії.

І категорія – електроприймачі, перерва в електропостачанні яких може викликати небезпеку для життя людей, призвести до значних збитків, пошкодження дорогого основного устаткування, масового браку, розладнання складних технологічних процесів; порушення функціонування особливо важливих елементів комунального господарства. Такі електроприймачі повинні отримувати живлення від двох незалежних джерел, перерва в електропостачанні допускається лише на час автоматичного вмикання резервного джерела живлення.

Зі складу електроприймачів І категорії виділяється о с о б л и в а г р у -

п а електроприймачів, безперебійна робота котрих необхідна для безаварійної зупинки виробництва з метою запобігання загрози життю людей, вибухів, пожеж та пошкодження дорогоцінного основного устаткування. Для них в якості третього незалежного джерела живлення, а для решти електроприймачів І категорії як друге джерело можуть бути використані місцеві електростанції, електростанції енергосистем (шини генераторної напруги), спеціальні агрегати безперебійного живлення, акумуляторні батареї та ін.

ІІ категорія – електроприймачі, перерва в електропостачанні котрих призводить до масового недовипуску продукції, масових простоїв робітників, механізмів та промислового транспорту, до порушення нормальної діяльності значної кількості міських та сільських жителів. Для цієї категорії споживачів допускається перерва в електропостачанні на час, необхідний для вмикання резервного живлення черговим персоналом чи виїзною бригадою. Допускається підводити до них живлення одноланцюговою ПЛ напругою 6 кВ і вище або однією кабельною лінією, розщепленою на два кабелі, кожний з яких приєднано через окремий роз’єднувач. Це – локомотивні і вагонні депо, залізничні селища, більшість нетягових споживачів, що живляться від тягових підстанцій.

ІІІ категорія – решта електроприймачів, що не відповідають визначенню І та ІІ категорій, перерва живлення їх допускається до однієї доби.

 

Напруги електричних мереж

 

На електростанціях виробляється трифазний змінний струм частотою 50 Гц і напругою 3,15; 6,3; 10,5; 15,75 і 21 кВ. Частина електричної енергії передається споживачам по ЛЕП на генераторній напрузі, інша частина поступає на підвищувальну трансформаторну підстанцію, де напруга підвищується до десятків або сотень кіловольт. Передача електроенергії високою напругою на великі відстані більш економічна, оскільки знижуються її втрати в проводах ЛЕП. Прийнято вибирати напругу ЛЕП з розрахунку 1 кВ на 1 км довжини ЛЕП. Зміна напруги електромережі у бік збільшення або зменшення спричиняє зміну рівня ізоляції ліній електропередачі, перерізу проводів, отже, витрат металу на ЛЕП і їхню вартість. Економічно вигідну напругу для передачі у кожному окремому випадку вибирають на підставі відповідних техніко-економічних розрахунків.

Трифазні мережі напругою 380/220 В звичайно використовують для освітлювальних електроустановок і електродвигунів невеликої потужності. Ці мережі виконують чотирипровідними (три фази і нульовий провід) із заземленою нейтраллю, що забезпечує автоматичне відключення пошкодженої фази при замиканні її на землю та підвищує безпеку обслуговування таких мереж.

У ряді галузей народного господарства поряд із системою трифазного струму застосовують системи постійного струму. Напругу 600 В постійного струму використовують у тягових мережах трамваїв і тролейбусів; 825 В постійного струму – для метрополітену; 3000 В – для електрифікованих магістральних доріг. Постійний струм використовується в кольоровій металургії та хімічній промисловості.

 

 

Система однофазного змінного струму напругою 25 кВ застосовується в тягових мережах електрифікованих залізниць.

Тривалий або короткочасний стан, що виникає в електричній установці і характеризується певними параметрами (напруга, струм, потужність, частота і т.ін.), називається режимом роботи. Режим, для якого спроектовані і виготовлені машини і апарати, називається номінальним. Він характеризується номінальними параметрами.

Номінальним параметром називається вказане виробником електротехнічного пристрою значення параметра, що є початковим для відліку відхилень від цього значення при експлуатації і випробуваннях пристрою. Номінальні параметри вказуються в каталогах, довідниках, на щитках устаткування, їх величина задається заводами-виробниками.

Номінальні напруги до 1000 В. ГОСТ 21128-75 встановлює номінальні значення і допустимі відхилення напруги змінного і постійного струму систем електропостачання мереж, джерел, перетворювачів і приймачів електроенергії, що приєднуються до них. Стандарт не встановлює значення допустимих відхилень напруг у наступних випадках:

– якщо значення напруг відповідає аварійним, ненормальним режимам роботи і перехідним процесам;

– для виробів, робота яких за принципом дії не характеризується фіксованим значенням напруги;

– для пристроїв, використовуваних у технологічних процесах, здійснення яких не може бути забезпечене вимогами, зазначеними в стандарті;

– для електричних кіл, замкнутих усередині електричних машин, апаратів, пристроїв вимірювань, контролю, сигналізації та керування;

– для електрифікованого транспорту (рейкового та безрейкового).

Але й у перерахованих випадках, коли це можливо, повинні застосовуватися номінальні напруги, встановлені стандартом.

У табл. 1.1 наводяться номінальні напруги систем електропостачання і приймачів електроенергії, що приєднуються до них.

Стандартом допускається розробка джерел і перетворювачів електроенергії з номінальною напругою, рівною напрузі приймача, при коротких живлячих лініях. Для джерел і перетворювачів, при необхідності, повинне передбачатися регулювання напруги в межах 3; 5; 10; 20% від номінального значення. Для хімічних джерел струму додатково допускається відхилення напруги ±18% від номінального значення.

Відхилення, що допускаються від номінальних значень напруг, можуть бути: двобічні симетричні (±); однобічні (+) або (–); несиметричні.

 

 

Таблиця 1.1