الفولتية المقدرة للشبكات الكهربائية. الفولتية المقدرة لعناصر الشبكة الكهربائية

عند تصميم تطوير الشبكة الكهربائية، بالتزامن مع تطوير مسألة تكوين الشبكة الكهربائية، يتم حل مسألة اختيار الجهد المقدر لها. مقياس جهد الخط الاسمي الشبكات الكهربائيةأنشأها GOST 721-77 ويشكل السلسلة التالية:

0.38؛ 3؛ 6؛ 10؛ 20؛ 35؛ 110؛ 150؛ 220؛ 330؛ 500؛ 750؛ 1150 كيلو فولت.

عند اختيار الجهد الاسمي للشبكة يراعى ما يلي: توصيات عامة:

تستخدم الجهود 6...10 كيلو فولت لشبكات التوزيع الصناعية والحضرية والزراعية؛ الجهد الأكثر شيوعاً لمثل هذه الشبكات هو 10 كيلو فولت؛ لا ينصح باستخدام جهد 6 كيلو فولت للمرافق الجديدة، ولكن يمكن استخدامه عند إعادة بناء شبكة كهربائية موجودة إذا كانت تحتوي على محركات عالية الجهد لهذا الجهد؛

حاليًا، وبسبب الأحمال المتزايدة في قطاع المرافق العامة، هناك اتجاه لزيادة جهد شبكات التوزيع في المدن الكبيرة إلى 20 كيلو فولت؛

يتم استخدام جهد 35 كيلو فولت على نطاق واسع لبناء مراكز طاقة شبكة التوزيع الزراعي بقدرة 10 كيلو فولت؛ فيما يتعلق بنمو قدرة المستهلكين الريفيين، يبدأ استخدام جهد 110 كيلو فولت لهذه الأغراض؛

يتم استخدام الفولتية 110...220 كيلو فولت لإنشاء شبكات التوزيع العامة الإقليمية وإمدادات الطاقة الخارجية لكبار المستهلكين؛

يتم استخدام الفولتية التي تبلغ 330 كيلو فولت وما فوق لتشكيل اتصالات تشكيل النظام لأنظمة UES ولتوفير الطاقة بواسطة محطات توليد الطاقة الكبيرة.

تاريخياً، تم تشكيل نظامين لجهد الشبكات الكهربائية (110 كيلو فولت وما فوق) في بلدنا. نظام واحد 110(150)، 330، 750 كيلو فولت نموذجي بشكل رئيسي للشمال الغربي وجزئيًا للوسط و جنوب القوقاز. نظام آخر 110، 220، 500 كيلو فولت هو نموذجي في معظم أنحاء البلاد. هنا، يتم أخذ جهد 1150 كيلو فولت كمرحلة تالية. تم بناء نقل الطاقة بهذا الجهد في الثمانينات من القرن الماضي وكان يهدف إلى نقل الكهرباء من سيبيريا وكازاخستان إلى جبال الأورال. حاليًا، تعمل أقسام نقل الطاقة بقدرة 1150 كيلو فولت مؤقتًا بجهد 500 كيلو فولت. سيتم نقل نقل الطاقة هذا إلى جهد 1150 كيلو فولت لاحقًا.

إن الجهد المقنن لخط نقل فردي هو في المقام الأول دالة لمعلمتين: الطاقة رتنتقل عبر الخط، والمسافة ل، والتي تنتقل إليها هذه السلطة. في هذا الصدد، هناك العديد من الصيغ التجريبية لاختيار خط الجهد الاسمي، والتي اقترحها مؤلفون مختلفون.

لا تزال الصيغة

شالاسم =، كيلو فولت،

أين ر، كيلوواط، ل، كم، يعطي نتائج مقبولة للقيم ل 250 كم و ر 60 ميغاواط.

صيغة إيلاريونوف

شالاسم = ,

أين ر، ميجاوات؛ ل، كم، يعطي نتائج مرضية لكامل نطاق الفولتية المقدرة من 35 إلى 1150 كيلو فولت.

يعد اختيار الجهد المقنن لشبكة كهربائية مكونة من عدد معين من الخطوط والمحطات الفرعية، بشكل عام، مهمة مقارنة فنية واقتصادية خيارات مختلفة. هنا، كقاعدة عامة، من الضروري أن تأخذ في الاعتبار تكاليف خطوط الكهرباء فحسب، بل أيضا المحطات الفرعية. دعونا نشرح ذلك بمثال بسيط.

يتم الآن تصميم شبكة كهربائية مكونة من قسمين بالطول L1و ل 2 (الشكل 4.1، أ). أظهر التقييم الأولي للجهد الاسمي أنه يجب أخذ جهد 220 كيلو فولت للقسم الرأسي، و110 كيلو فولت للقسم الثاني. وفي هذه الحالة لا بد من المقارنة بين الخيارين.

في الإصدار الأول (الشكل 4.1، ب) تعمل الشبكة بالكامل بجهد 220 كيلو فولت. في الخيار الثاني (الشكل 4.1، الخامس) يعمل القسم الرئيسي من الشبكة على جهد 220 كيلوفولت، والقسم الثاني على جهد 110 كيلوفولت.

وفي الخيار الثاني السطر دبليو 2 جهد 110 ك.ف ومحطة فرعية 110/10 ك.ف مع المحول تسيكون أرخص من الخط دبليو 2 جهد 220 ك.ف. ومحطات فرعية 220/10 ك.ف مع المحول ت 2 الخيارات الأولى. ومع ذلك، محطة فرعية 220/110/10 كيلو فولت مع محول ذاتي فيسيكون الخيار الثاني أكثر تكلفة من محطة فرعية 220/10 كيلو فولت مزودة بمحول ت 1 الخيار الأول.

أ ب ج)

أرز. 4.1. مخطط ( أ) وخيارين ( ب) و ( الخامس) أنابيب الجهد

سيتم تحديد الاختيار النهائي لجهد الشبكة من خلال مقارنة خيارات التكلفة هذه. إذا كان فرق التكلفة أقل من 5%، فيجب إعطاء الأفضلية للخيار ذي الجهد المقنن الأعلى.

وتتميز كل شبكة كهربائية بالجهد المقنن الذي صممت أجهزتها من أجله. يضمن الجهد المقنن التشغيل العادي للمستهلكين الكهربائيين (EC)، وينبغي أن يعطي أكبر تأثير اقتصادي ويتم تحديده بواسطة المرسل الطاقة النشطةوطول خط الكهرباء.

قدم GOST 21128-75 مقياسًا لجهود الطور إلى الطور للشبكات الكهربائية وأجهزة الاستقبال حتى 1000 فولت التيار المتناوب: 220,380، 660 فولت.

قدم GOST 721-77 مقياسًا للجهد الاسمي من الطور إلى الطور للشبكات الكهربائية AC التي تزيد عن 1000 فولت:

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

في الجدول 2.1. يتم عرض تصنيف للشبكات الكهربائية، والذي يوضح التقسيم إلى شبكات الجهد المنخفض (LV)، والجهد المتوسط ​​(MV)، والجهد العالي (HV)، والشبكات ذات الجهد العالي للغاية (UHV) والفائقة الارتفاع (UHV).

لا يظل حمل ED ثابتًا، ولكنه يتغير وفقًا للتغيرات في وضع التشغيل (على سبيل المثال، وفقًا لتقدم عملية الإنتاج)، وبالتالي فإن الجهد الكهربي عند عقد الشبكة ينحرف باستمرار عن القيمة الاسمية، مما يقلل من الجودة الكهرباء ويترتب عليه خسائر. أظهرت الأبحاث أن المنطقة المستقرة بالنسبة لمعظم أجهزة الاستقبال الكهربائية محدودة بقيم انحراف الجهد

أظهرت الأبحاث أن المنطقة المستقرة بالنسبة لمعظم أجهزة الاستقبال الكهربائية محدودة بقيم انحراف الجهد.

كقاعدة عامة، يكون الجهد في بداية الخط أكبر من الجهد في النهاية ويختلف حسب مقدار فقدان الجهد

لتقريب جهد المستهلك U 2 من الجهد المقنن للشبكة الكهربائية وتوفير طاقة عالية الجودة، يتم ضبط الفولتية المقدرة لمولدات جهد الشبكة بواسطة GOST بنسبة 5٪ أكثر من القيمة الاسمية

نظرًا لأن الملفات الأولية لمحولات الرفع يجب أن تكون متصلة مباشرة بأطراف المولد بنفس الطريقة، فإن الفولتية المقدرة لها

اللفات الأولية لمحولات التنحي هي مستهلكات فيما يتعلق بالشبكات التي يتم تغذيتها منها، وبالتالي يجب استيفاء الشرط

في الآونة الأخيرة، بدأت الصناعة في إنتاج محولات خفض الجهد بجهد يتراوح بين 110 و220 كيلو فولت مع جهد ملف أولي أعلى بنسبة 5% من جهد الشبكة المقدر

تعتبر اللفات الثانوية لكل من محولات التنحي والتصعيد بمثابة مصادر فيما يتعلق بالشبكة التي تزودها. الفولتية المقدرة للملفات الثانوية أعلى بنسبة 5-10٪ من الفولتية المقدرة لهذه الشبكة

يتم ذلك من أجل التعويض عن انخفاض الجهد في شبكة إمداد الطاقة. في التين. يوضح الشكل 2.1 مخطط الجهد الذي يوضح بوضوح ما ورد أعلاه.

2.2. الأوضاع المحايدة للشبكات الكهربائية

يمكن تأريض نقطة الصفر (المحايدة) للشبكات الكهربائية ثلاثية الطور بإحكام (الشكل 2.2، أ)، أو تأريضها من خلال مقاومة عالية المقاومة (الشكل 2.2، ب) أو عزلها عن الأرض (الشكل 2.2، ج) .

يتم تحديد الوضع المحايد في الشبكات الكهربائية حتى 1000 فولت من خلال سلامة صيانة الشبكة، وفي الشبكات التي تزيد عن 1000 فولت - من خلال إمدادات الطاقة غير المنقطعة وكفاءة وموثوقية التركيبات الكهربائية. وفقًا لقواعد التركيبات الكهربائية (PUE)، يُسمح بتشغيل التركيبات الكهربائية بجهد يصل إلى 1000 فولت مع كل من المحايد ذو الأرضية الصلبة والمعزولة.

نهاية العمل -

هذا الموضوع ينتمي إلى القسم:

المحاضرة 1. الخصائص العامة لأنظمة نقل وتوزيع الطاقة الكهربائية. محاكاة عناصر الأنظمة الكهربائية

الخطة...مفاهيم وتعريفات أساسية...

إذا كنت بحاجة إلى مواد إضافية حول هذا الموضوع، أو لم تجد ما كنت تبحث عنه، نوصي باستخدام البحث في قاعدة بيانات الأعمال لدينا:

ماذا سنفعل بالمواد المستلمة:

إذا كانت هذه المادة مفيدة لك، فيمكنك حفظها على صفحتك على الشبكات الاجتماعية:

جميع المواضيع في هذا القسم:

خصائص نظام نقل الطاقة الكهربائية
أساس نظام النقل طاقة كهربائيةومن محطات توليد الطاقة التي تنتجها إلى مناطق واسعة من استهلاك الكهرباء أو نقاط التوزيع، يتم تطوير EPS

خصائص أنظمة توزيع الطاقة الكهربائية
الغرض من شبكات التوزيع هو إيصال الكهرباء مباشرة للمستهلكين بجهد 6-10 كيلو فولت، وتوزيع الكهرباء بين المحطات الفرعية 6-110 / منطقة 0.38-35 كيلو فولت

نظام نقل وتوزيع الطاقة الكهربائية
يوفر البند 1.3 خصائص أنظمة نقل وتوزيع EE. دعونا نلقي نظرة على العلاقات بين هذه الأنظمة باستخدام مثال. على سبيل المثال، النظر في مبدأ مبسط

الوضع المحايد للشبكات حتى 1000 فولت مع محايد ذو أرضية صلبة
الأكثر شيوعًا هي شبكات التيار ثلاثية الطور بأربعة أسلاك بجهد 380/220 ، 220/127 ، 660/380 (الشكل 2.3) (يتوافق البسط مع جهد الخط ، ويتوافق المقام مع جهد الطور

شبكات الجهد المنخفض مع محايدة معزولة
هذه شبكات ثلاثية الأسلاك وجدت تطبيقًا لتزويد المستهلكين المهمين بشكل خاص بفروع شبكات صغيرة مع ضمان التحكم في عزل الطور في الشبكات. هذا

شبكات الجهد العالي معزولة محايدة
يتم تشغيل المستهلك خط الجهدوالمحايد والأرضي يتزامنان في الوضع المتماثل. الجهد الذي يجب أن يتحمله العزل هو الجهد بين الطور والأرض

شبكات الجهد العالي مع تعويض محايد
يتم تصنيف هذه الشبكات أيضًا على أنها شبكات ذات تيار خطأ أرضي منخفض (الشكل 2.9).

شبكات الجهد العالي ذات أسس محايدة متينة
تشمل هذه الشبكات شبكات ذات جهد مقنن يبلغ 110 كيلو فولت وما فوق و تيار عاليخطأ أرضي (&ز

أسئلة الاختبار الذاتي
1. ما هو الجهد المقنن؟ 2. ما هو نطاق الجهد الاسمي للشبكات الكهربائية؟ 3. ما هو تصنيف الشبكات الكهربائية حسب الجهد وتغطية المنطقة والغرض

المحاضرة 3. مبادئ تصميم خطوط الكهرباء
الخطة 1. الغرض الخطوط الجويةنقل الطاقة 2. تصميم الخطوط الهوائية. 3. يدعم الخط العلوي. 4. أسلاك الخطوط العلوية. 5. عاصفة رعدية

خطوط الكهرباء العلوية
الخطوط الهوائية هي تلك المخصصة لنقل وتوزيع الطاقة من خلال أسلاك موجودة في الهواء الطلق ومدعومة بدعامات وعوازل. هواء

خطوط كهرباء الكابلات
خط الكابل (CL) هو خط لنقل الكهرباء، يتكون من واحد أو أكثر من الكابلات المتوازية، التي يتم إجراؤها بواسطة بعض طرق التثبيت (الشكل 3.12). هل هو كابل

أسئلة الاختبار الذاتي
1. كيف يتم تصنيف خطوط الكهرباء حسب التصميم؟ 2. ما هي العوامل التي تحدد اختيار نوع خط الكهرباء؟ 3. ما هي المتطلبات التي يجب الوفاء بها؟

المقاومة النشطة
يسبب تسخين الأسلاك (فقد الحرارة) ويعتمد على مادة الموصلات الحاملة للتيار ومقطعها العرضي. للخطوط ذات المقطع العرضي الصغير من الأسلاك المصنوعة من معادن غير حديدية

خطوط الكهرباء ذات الأسلاك الفولاذية
الميزة الرئيسية للأسلاك الفولاذية هي ارتفاعها الخصائص الميكانيكية. على وجه الخصوص، تصل قوة الشد للأسلاك الفولاذية إلى 600-700 ميجاباسكال (60-70 كجم/مم2

أسئلة الاختبار الذاتي
1. ما هي الأغراض التي تستخدم فيها الدوائر المكافئة؟ اذكر مزايا وعيوب هذه المخططات. 2. ما هو الجوهر المادي المقاومة النشطةخطوط الكهرباء؟

3. كما في
المحاضرة 5. المعلمات والرسوم البيانية الكهربائية للمحولات ذات الملف المزدوج الخطة 1. الغرض،حرف او رمز ، مخططات اتصال متعرجة والرسوم البيانية المتجهة

الفولتية المحولات. 2. المحولات ذات اللفة المزدوجة.
محولات ذات لف مزدوج

عند حساب أوضاع الشبكات الكهربائية ثلاثية الطور ذات التحميل المنتظم للطور، يتم تمثيل المحولات في مخططات التصميم بدائرة مكافئة لمرحلة واحدة.
أنواع الأجهزة وأغراضها الأجهزة التي تعوضقوة رد الفعل

يتم تحديد الفولتية المقدرة للشبكات الكهربائية ذات الأغراض العامة في الاتحاد الروسي وفقًا للمعيار الحالي (الجدول 4.1). الجدول 4.1

توصي اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC) بجهد قياسي أعلى من 1000 فولت لأنظمة 50 هرتز، كما هو موضح في الجدول. 4.2. الجدول 4.2



هناك عدد من المحاولات لتحديد المناطق الاقتصاديةتطبيق نقل الطاقة من الفولتية المختلفة. يتم الحصول على نتائج مرضية لكامل نطاق الفولتية المقدرة في النطاق من 35 إلى 1150 كيلو فولت من خلال الصيغة التجريبية التي اقترحها G. A. Illarionov:



حيث L هو طول الخط، km، P هي القدرة المرسلة، MW. في روسيا، انتشر نظامان للجهد للشبكات الكهربائية ذات التيار المتردد (110 كيلو فولت وما فوق): 110-330-750 كيلو فولت - في منطقة IPS في الشمال الغربي وجزئيًا في الوسط - و110-220-500 كيلو فولت - في روسيا IPS للمناطق الوسطى والشرقية من البلاد (انظر أيضًا الفقرة 1.2). بالنسبة لهذه IPS، تم اعتماد جهد 1150 كيلو فولت، الذي تم إدخاله في GOST في عام 1977، كمرحلة تالية. يعمل عدد من أقسام نقل الطاقة التي تم إنشاؤها بقدرة 1150 كيلو فولت مؤقتًا بجهد 500 كيلو فولت. في المرحلة الحالية من تطوير UES في روسيا، يتم لعب دور الشبكات الأساسية بواسطة الشبكات 330، 500، 750، وفي عدد من أنظمة الطاقة - 220 كيلو فولت. المرحلة الأولى من شبكات التوزيع العامة هي شبكات 220 و 330 وجزئيا 500 كيلو فولت، والمرحلة الثانية - 110 و 220 كيلو فولت؛ ثم يتم توزيع الكهرباء من خلال شبكة إمداد الطاقة للمستهلكين الأفراد (انظر البنود 4.5-4.9). إن اتفاقية تقسيم الشبكات إلى شبكات تشكيل النظام وشبكات التوزيع على أساس الجهد المقنن هي أنه مع زيادة كثافة الحمل، وقدرة محطة توليد الكهرباء، وتغطية المنطقة بالشبكات الكهربائية، يزداد جهد شبكة التوزيع. وهذا يعني أن الشبكات التي تؤدي وظائف تشكيل النظام، مع ظهور شبكات الجهد العالي في أنظمة الطاقة، "تنقل" هذه الوظائف إليها تدريجيًا، وتتحول إلى وظائف توزيع. يتم دائمًا إنشاء شبكة توزيع للأغراض العامة وفقًا لمبدأ تدريجي من خلال شبكات "تراكب" متسلسلة ذات جهود متعددة. يرتبط ظهور مرحلة الجهد التالية بزيادة قوة محطات توليد الطاقة وإمكانية إصدارها على مستوى أعلى. الجهد العالي. يؤدي تحويل الشبكة إلى شبكة توزيع إلى تقليل طول الخطوط الفردية بسبب ربط محطات فرعية جديدة بالشبكة، وكذلك إلى تغيرات في قيم واتجاهات تدفق الطاقة على طول الخطوط. نظرًا لكثافة الأحمال الكهربائية الحالية والشبكة المتطورة بقدرة 500 كيلوفولت، فإن التخلي عن مقياس الجهد المقنن الكلاسيكي بخطوة تبلغ حوالي اثنين (500/220/110 كيلوفولت) والانتقال التدريجي إلى خطوة مقياس تبلغ حوالي أربعة (500/110 كيلوفولت) ) هو حل ممكن تقنيا واقتصاديا. يتم تأكيد هذا الاتجاه من خلال تجربة الدول الأجنبية المتقدمة تقنيًا، حيث تكون شبكات الجهد المتوسط ​​(220-275 كيلو فولت) محدودة في تطورها. يتم اتباع هذه السياسة الفنية باستمرار في أنظمة الطاقة في بريطانيا العظمى وإيطاليا وألمانيا ودول أخرى. وهكذا، في المملكة المتحدة، يتم استخدام تحويل 400/132 كيلوفولت بشكل متزايد (شبكة 275 كيلوفولت متوقفة)، في ألمانيا - 380/110 كيلوفولت (شبكة 220 كيلوفولت محدودة في التطوير)، في إيطاليا - 380/132 كيلوفولت (شبكة 220 كيلوفولت محدودة). شبكة 150 كيلو فولت متوقفة)، إلخ. د. شبكات التوزيع الأكثر استخدامًا هي شبكات 110 كيلو فولت، سواء في أنظمة IPS ذات الجهد 220-500 كيلو فولت أو 330-750 كيلو فولت. وتبلغ حصة الخطوط 110 كيلوفولت حوالي 70% من إجمالي أطوال الخطوط الهوائية 110 كيلوفولت فما فوق. يستخدم هذا الجهد لتزويد المؤسسات الصناعية ومراكز الطاقة والمدن بالطاقة وكهربة النقل بالسكك الحديدية وخطوط الأنابيب ؛ هم الطبقة العليا لتوزيع الكهرباء في المناطق الريفية. تم تطوير الجهد 150 كيلو فولت فقط في نظام الطاقة كولا ولا ينصح باستخدامه في مناطق أخرى من البلاد. الفولتية 6-10-20-35 كيلو فولت مخصصة لشبكات التوزيع في المدن والمناطق الريفية و المؤسسات الصناعية. جهد التوزيع السائد هو 10 كيلو فولت. شبكات 6 كيلو فولت تحتفظ بأهمية كبيرة جاذبية معينةفي الطول، ولكن، كقاعدة عامة، لم يتم تطويرها، وإذا أمكن، يتم استبدالها بشبكات 10 كيلو فولت. بجوار هذه الفئة يوجد جهد 20 كيلو فولت متوفر في GOST، والذي حصل على توزيع محدود (في إحدى المناطق الوسطى في موسكو). يتم استخدام جهد 35 كيلوفولت لإنشاء شبكات CP بقدرة 10 كيلوفولت في المناطق الريفية (تحويل 35/0.4 كيلوفولت هو الأقل استخداماً).