Линии электропередач их характеристика и классификация

3.2.1 Классификация линий электропередач

Электрическая система обладает свойством единства производства и потребления электрической энергии — вся энергия, которая производится электрическими генераторами, немедленно расходуется потребителями и не ее транспортировку.

Электрические станции и электрические нагрузки объединяются между собой посредством электрических сетей, образуя электроэнергетические системы (ЭЭС). Электрические станции, включенные в ЭЭС, работают параллельно для снабжения потребителей электрической энергией, которая передается по электрическим сетям.

Электрические сетиявляются техническим устройством, предназначенным для передачи электроэнергии от электрических станций к потребителям и ее распределение между потребителями. Они состоят из передающих элементов — линий электропередач (ЛЭП) и преобразующих элементов — трансформаторов и дополнительных устройств, обеспечивающих защиту и регулирование режимов электрических сетей.

Трансформаторы и дополнительные устройства электрических сетей устанавливаются на подстанциях, где имеютсяраспределительные устройства(РУ), обеспечивающие соединения и переключения элементов сети. Функции распределения электроэнергии выполняют, кроме того,распределительные пункты(РП), которые отличаются от подстанций тем, что не имеют трансформаторов.

Линия электропередачи (ЛЭП) определяется как электроустановка, состоящая из проводов, кабелей, изолирующих элементов и несущих конструкций, предназначенная для передачи электрической энергии между двумя пунктами энергосистемы с возможным промежуточным отбором.

ЛЭП классифицируются по следующим признакам.

По роду тока: ЛЭП постоянного тока и ЛЭП трехфазного переменного тока. В России в настоящее время распределение электроэнергии осуществляется на трехфазном переменном токе. Исключениями являются экспериментальная ЛЭП постоянного тока Волгоград-Донбасс и вставка постоянного тока «Выборг», соединяющая энергосистемы России и Финляндии. За рубежом в разных странах существует несколько десятков ЛЭП постоянного тока.

По номинальному напряжению ЛЭП переменного тока подразделяются на низковольтные (до 1 кВ) и высоковольтные (свыше 1 кВ). В свою очередь высоковольтные ЛЭП подразделяются на:

— ЛЭП среднего напряжения (3–35 кВ);

— ЛЭП высокого напряжения (110–220 кВ);

— ЛЭП сверхвысокого напряжения (330–750 кВ);

— ЛЭП ультравысокого напряжения (свыше 1000 кВ).

По конструктивному выполнению различают воздушные и кабельные ЛЭП. По числу параллельных цепей — одноцепные, двухцепные и многоцепные ЛЭП.

По топологическим (схемным) характеристикам различают радиальные и магистральные линии. Радиальной считается линия, в которую мощность поступает только с одной стороны, т.е. от единственного ис­точника питания. Магистральная линия определяется ГОСТ как линия, от которой отходит несколько ответвлений. Под ответвлением понимается линия, присоединенная одним концом к другой ЛЭП в ее промежуточной точке.

По функциональному назначению ЛЭП подразделяют на следующие виды:

Питающими называют ЛЭП, по которым энергия подводится к подстанции или РП. Распределительные — это ЛЭП, к которым непосредственно присоединяются электроприемники и трансформаторные пункты. Системообразующими называют ЛЭП наивысшего напряжения в данной энергосистеме, сооружаемые для дальнейшего ее развития. Межсистемными связями называют ЛЭП, которые соединяют отдельные энергосистемы.

В книжной версии

Том 17. Москва, 2010, стр. 516-518

Скопировать библиографическую ссылку:

• 
• 
• 
• 
• 

ЛИ́НИЯ ЭЛЕКТРОПЕРЕДА́ЧИ (ЛЭП), про­тя­жён­ное со­ору­же­ние из про­во­дов, ка­бе­лей, опор, изо­ля­то­ров и вспо­мо­гат. уст­ройств, пред­на­зна­чен­ное для пе­ре­да­чи или рас­пре­де­ле­ния элек­трич. энер­гии от элек­тро­стан­ций к под­стан­ци­ям и по­тре­би­те­лям, а так­же для свя­зи смеж­ных энер­го­сис­тем. По кон­ст­рук­тив­но­му ис­пол­не­нию раз­ли­ча­ют возд. ли­нии (ВЛ), про­во­да ко­то­рых под­ве­ше­ны над зем­лёй или над во­дой, и под­зем­ные (под­вод­ные) ЛЭП, в ко­то­рых ис­поль­зу­ют­ся гл. обр. си­ло­вые ка­бе­ли (см. Ка­бель элек­три­че­ский). Ге­не­ра­то­ры на элек­тро­стан­ци­ях пре­об­ра­зу­ют ме­ха­нич. энер­гию тур­бин в элек­три­че­скую, ко­то­рая по­сту­па­ет в транс­фор­ма­то­ры по­вы­шаю­щей под­стан­ции, да­лее по ЛЭП транс­пор­ти­ру­ет­ся к при­ём­ным под­стан­ци­ям. На при­ём­ных под­стан­ци­ях элек­тро­энер­гия транс­фор­ми­ру­ет­ся с кас­кад­ным сни­же­ни­ем на­пря­же­ния и по­сту­па­ет отд. по­тре­би­те­лям. Воз­душ­ные ЛЭП вме­сте с транс­фор­ма­тор­ны­ми под­стан­ция­ми об­ра­зу­ют элек­три­че­ские се­ти , ох­ва­ты­ваю­щие об­шир­ные тер­ри­то­рии, что по­зво­ля­ет обес­пе­чи­вать элек­тро­энер­ги­ей мно­же­ст­во по­тре­би­те­лей от ог­ра­ни­чен­но­го чис­ла элек­тро­стан­ций.

Какие линии электропередач бывают

Сеть линий электропередач необходима для перемещения и распределения электрической энергии: от ее источников, между населенными пунктами и конечными объектами потребления. Данные линии отличаются большим разнообразием и разделяются:

• по типу размещения проводов – воздушные (расположенные на открытом воздухе) и кабельные (закрытые в изоляцию);
• по назначению – сверхдальние, магистральные, распределительные.

Воздушные и кабельные линии электропередач обладают определенной классификацией, которая зависят от потребителя, рода тока, мощности, используемых материалов.

Воздушные линии электропередач (ВЛ)

К ним относятся линии, которые прокладываются на открытом воздухе над землей с использованием различных опор. Разделение линий электропередач важно для их выбора и обслуживания.

• по роду перемещаемого тока – переменный и постоянный;
• по уровню напряжения – низковольтные (до 1000 В) и высоковольтные (более 1000 В) линии электропередач;
• по нейтрале – сети с глухозаземленной, изолированной, эффективно-заземленной нейтралью.

Переменный ток

Электрические линии, использующие для передачи переменный ток, внедряются российскими компаниями чаще всего. С их помощью происходит питание систем и перемещение энергии на различные расстояния.

Постоянный ток

Воздушные линии электропередач, обеспечивающие передачу постоянного тока, используются в России редко. Главная причина этого – высокая стоимость монтажа. Кроме опор, проводов и различных элементов для них требуется покупка дополнительного оборудования – выпрямителей и инверторов.

Поскольку большинство потребителей использует переменный ток, при обустройстве таких линий, приходится тратить дополнительный ресурс на преобразование энергии.

Устройство воздушных ЛЭП

Устройство воздушных линий электропередач включают в себя следующие элементы:

• Системы опоры или электрические столбы. Они размещаются на земле или других поверхностях и могут быть анкерными (принимают основную нагрузку), промежуточными (обычно используются для поддержания проводов в пролетах), угловыми (размещаются в местах, где линии проводов меняют направление).
• Провода. Имеют свои разновидности, могут быть выполнены из алюминия, меди.
• Траверсы. Они крепятся на опоры линий и служат основой для монтажа проводов.
• Изоляторы. С их помощью монтируются провода и изолируются друг от друга.
• Системы заземления. Наличие такой защиты необходимо в соответствии с нормами ПУЭ (правилами устройства электроустановок).
• Молниезащита. Ее использование обеспечивает защиту воздушной линии электропередач от напряжения, которое может возникнуть при попадании разряда.

Каждый элемент электрической сети играет важную роль, принимая на себя определенную нагрузку. В некоторых случаях в ней может использоваться дополнительное оборудование.

Кабельные линии электропередач

Кабельные линии электропередач под напряжением в отличие от воздушных не требуют большой свободной площади для размещения. Благодаря наличию изоляционный защиты они могут быть проложены: на территории различных предприятий, в населенных пунктах с плотной застройкой. Единственный недостаток в сравнении с ВЛ – более высокая стоимость монтажа.

Подземные и подводные

Закрытий способ позволяет размещать линии даже в самых сложных условиях – под землей и под водной поверхностью. Для их прокладки могут использоваться специальные тоннели или другие способы. При этом можно применять несколько кабелей, а также различные крепежные детали.

Около электрических сетей устанавливаются специальные охранные зоны. Согласно правилам ПУЭ они должны обеспечить безопасность и нормальные условия эксплуатации.

Прокладка по сооружениям

Прокладка высоковольтных линий электропередач с различным напряжением возможна внутри сооружений. К наиболее часто используемым конструкциям относятся:

• Тоннели. Они представляют собой отдельные помещения, внутри которых кабели располагаются по стенам или на специальных конструкциях. Такие пространства хорошо защищены и обеспечивают легкий доступ к монтажу и обслуживанию линий.
• Каналы. Это готовые конструкции из пластика, железобетонных плит и других материалов, внутри которых располагаются провода.
• Этаж или шахта. Помещения, специально приспособленные для размещения ЛЭП и возможности нахождения там человека.
• Эстакада. Они представляют собой открытые сооружения, которые прокладываются на земле, фундаменте, опорных конструкциях с прикрепленными внутри проводами. Закрытые эстакады называются галереями.
• Размещение в свободном пространстве зданий – зазоры, место под полом.
• Кабельные блок. Кабели прокладываются под землей в специальных трубах и выводятся на поверхность с помощью специальных пластиковых или бетонных колодцев.

Изоляция кабельных ЛЭП

Главным условием при выборе материалов для изоляции ЛЭП является то, что они не должны проводить ток. Обычно в устройстве кабельных линий электропередач используются следующие материалы:

• резина синтетического или природного происхождения (она отличается хорошей гибкостью, поэтому линии из такого материала легко прокладывать даже в труднодоступных местах);
• полиэтилен (достаточно устойчив к воздействию химической или другой агрессивной среды);
• ПВХ (главным преимуществом такой изоляции является доступность, хотя материал по стойкости и различным защитным свойствам уступает другим);
• фторопластовые (отличаются высокой устойчивостью к различным воздействиям);
• материалы на бумажной основе (малоустойчивы к химическим и природным воздействиям, даже при наличии пропитки защитным составом).

Кроме традиционных твердых материалов для таких линий могут применяться жидкостные изоляторы, а также специальные газы.

Классификация по назначению

Еще одной характеристикой, по которой происходит классификация линий электропередач с учетом напряжения, является их назначение. ВЛ принято делить на: сверхдальние, магистральные, распределительные. Они различаются в зависимости от мощности, типа получателя и отправителя энергии. Это могут быть крупные станции или потребители – заводы, населенные пункты.

Сверхдальние

Основным назначением данных линий является связь между различными энергетическими системами. Напряжение в данных воздушных линиях начинается от 500 кВ.

Магистральные

Данный формат ЛЭП предполагает напряжение в сети 220 и 330 кВ. Магистральные линии обеспечивают передачу энергии от электростанций до пунктов распределения. Также они могут использоваться для связи различных электростанций.

Распределительные

К виду распределительных линий относятся сети под напряжением 35, 110 и 150 кВ. С их помощью происходит перемещение электрической энергии от распределительных сетей к населенным пунктам, а также крупным предприятиям. Линии с напряжением менее 20 кВ используются, чтобы обеспечить поставку энергии конечным потребителям, в том числе для подключения электричества к участку.

Строительство и ремонт линий электропередач

Прокладка сетей высоковольтных кабельных линий электропередач и ВЛ – необходимый способ обеспечения энергией любых объектов. С их помощью осуществляется передача электроэнергии на любые расстояния.

Строительство сетей любого назначения представляет собой сложный процесс, который включает в себя несколько этапов:

• Обследование местности.
• Проектирование линий, составление сметы, технической документации.
• Подготовку территории, подбор и закупка материалов.
• Сборку опорных элементов или подготовка к установке кабеля.
• Монтаж или закладывание проводов, подвесных устройств, укрепление ЛЭП.
• Благоустройство территории и подготовка линии к запуску.
• Ввод в эксплуатацию, официальное оформление документации.

Для обеспечения эффективной работы линии требуется ее грамотное техническое обслуживание, своевременный ремонт и при необходимости реконструкция. Все подобные мероприятия должны проводиться в соответствии с ПУЭ (правилами технических установок).

Ремонт электрических линий делится на текущий и капитальный. Во время первого производится контроль за состоянием работы системы, выполняются работы по замене различных элементов. Капитальный ремонт предполагает проведение более серьезных работ, которые могут включать замену опор, перетяжку линий, замену целых участков. Все виды работ определяются в зависимости от состояния ЛЭП.