ЛЭП. Улучшение энергоиспользования на предприятии путем повышения коэффициента мощности

Линия электропередачи (ЛЭП) — один из компонентов электрической сети, система энергетического оборудования, предназначенная для передачи электроэнергии посредством электрического тока. Также электрическая линия в составе такой системы, выходящая за пределы электростанции или подстанции. Различают воздушные и кабельные линии электропередачи.

Воздушная линия электропередачи (ВЛ) — устройство, предназначенное для передачи или распределения электрической энергии по проводам, находящимся на открытом воздухе и прикреплённым с помощью траверс (кронштейнов), изоляторов и арматуры к опорам или другим сооружениям (мостам, путепроводам).

Классификация ВЛ

По роду тока: ВЛ переменного тока, ВЛ постоянного тока

В основном, ВЛ служат для передачи переменного тока и лишь в отдельных случаях (например, для связи энергосистем, питания контактной сети и другие) используются линии постоянного тока. Линии постоянного тока имеют меньшие потери на емкостную и индуктивную составляющие.

По назначению:=сверхдальние ВЛ напряжением 500 кВ и выше (предназначены для связи отдельных энергосистем), =магистральные ВЛ напряжением 220 и 330 кВ (предназначены для передачи энергии от мощных электростанций, а также для связи энергосистем и объединения электростанций внутри энергосистем — к примеру, соединяют электростанции с распределительными пунктами), =распределительные ВЛ напряжением 35, 110 и 150 кВ (предназначены для электроснабжения предприятий и населённых пунктов крупных районов — соединяют распределительные пункты с потребителями), =ВЛ 20 кВ и ниже, подводящие электроэнергию к потребителям.

По напряжению 1)ВЛ до 1000 В (ВЛ низшего класса напряжений) 2)ВЛ 1–35 кВ (ВЛ среднего класса напряжений) 3)ВЛ 110–220 кВ (ВЛ высокого класса напряжений) 4)ВЛ 330–750 кВ (ВЛ сверхвысокого класса напряжений) 5)ВЛ выше 750 кВ (ВЛ ультравысокого класса напряжений) Эти группы существенно различаются, в основном — требованиями в части расчётных условий и конструкций.

В сетях СНГ общего назначения переменного тока 50 Гц, согласно ГОСТ 721-77, должны использоваться следующие номинальные междуфазные напряжения: 380 В; 10, 20, 35, 110, 220, 330, 500, 750 и 1150 кВ. Могут также существовать сети, построенные по устаревшим стандартам с номинальными межфазными напряжениями: 220 В, 3 и 150 кВ. Самой высоковольтной ЛЭП в мире является линия Экибастуз-Кокчетав (на границе с Казахстаном), номинальное напряжение — 1150 кВ. Номинальное напряжение для линий постоянного тока не регламентировано, чаще всего используются напряжения: 150, 400 (Выборгская ПС — Финляндия) и 800 кВ. В специальных сетях могут использоваться и другие классы напряжений, в основном это касается тяговых сетей железных дорог (27,5 кВ, 50 Гц переменного тока и 3,3 кВ постоянного тока), метрополитена (825 В постоянного тока), трамваев и троллейбусов (600 В постоянного тока).

Кабельная линия электропередачи (КЛ) — линия для передачи электроэнергии или отдельных её импульсов, состоящая из одного или нескольких параллельных кабелей с соединительными, стопорными и концевыми муфтами (заделками) и крепёжными деталями, а для маслонаполненных линий, кроме того, с подпитывающими аппаратами и системой сигнализации давления масла. По классификации кабельные линии аналогичны воздушным линиям, однако такие линии обходятся гораздо дороже.

Кабельные линии делят по условиям прохождения: Подземные, По сооружениям, Подводные.

По типу изоляции:1)жидкостная (кабельное нефтяное масло) 2)твёрдая (бумажно-масляная, ПВХ, резино-бумажная (RIP), сшитый полиэтилен (XLPE), этилен-пропиленовая резина (EPR)) Изоляция газообразными веществами применяется относительно редко.

Потери в ЛЭП- потери электроэнергии в проводах зависят от силы тока, поэтому при передаче её на дальние расстояния, напряжение многократно повышают (во столько же раз уменьшая силу тока) с помощью трансформатора, что при передаче той же мощности позволяет значительно снизить потери. Однако с ростом напряжения начинают происходить различные разрядные явления.

В воздушных линиях сверхвысокого напряжения присутствуют потери активной мощности на корону (коронный разряд). Коронный разряд возникает, когда напряжённость электрического поля E у поверхности провода превысит пороговую величину Eкр, которую можно вычислить по эмпирической формуле Пика: Eк=30,3b(1+0,03/^rb) кВ/см, где r — радиус провода в метрах, β — отношение плотности воздуха к нормальной. Напряженность электрического поля прямо пропорциональна напряжению на проводе и обратно пропорциональна его радиусу, поэтому бороться с потерями на корону можно, увеличивая радиус проводов, а также (в меньшей степени) — применяя расщепление фаз, то есть используя в каждой фазе несколько проводов, удерживаемых специальными распорками на расстоянии 40-50 см. Потери на корону приблизительно пропорциональны произведению U(U-Uкр).

Потери на корону резко возрастают с ростом напряжения, среднегодовые потери на ЛЭП напряжением 500 кВ составляют около 12 кВт/км. Потери также резко возрастают при осадках, особенно изморози, и могут достигать 1200 кВт/км.

К воздействям ЛЭП на окружающую среду можно отнести создание магнитного поля и биологическое действие (у пчел фиксируется повышенная агрессия, растения меняют формы, размеры, у людей при длительном пребывании развиваются сердечные болезни). Поэтому, для обеспечения безопасности населения, ЛЭП удаляют от мест пребывания людей, однако в этих зонах разрешено проводить сх работы без большого применения ручного труда.

Активная мощность в цепи активного сопротивления p=UIcosq., где cosq-коэффициент мощности. => Для эффективной работы необходимо повышать величину соsq (уменьшать угол), например сочетать актив. и индукт. сопротивление. Также можно заменять недогруженные двигатели менее мощными, ограничивать работы двигателей вхолостую и включать конденсаторы параллельно двигателям.

Последствия малого cosq: 1)Увеличение тока в цепи I=P/(U*cosq), 2)Выше потери в проводах электролиний дельтаPпр=I2Pпр, 3)Электрический генератор отдает меньшую активную мощность.