Obszary zastosowania sieci różnych typów i napięć

Sieci elektroenergetyczne przeznaczone są do przesyłu i dystrybucji energii elektrycznej ze źródeł do odbiorników elektrycznych. Pozwalają przesyłać duże ilości energii na duże odległości przy niewielkich stratach, co jest jedną z głównych zalet energii elektrycznej w porównaniu z innymi rodzajami energii.

Sieci elektroenergetyczne są integralną częścią systemów i instalacji elektroenergetycznych do wszelkich zastosowań w przemyśle i rolnictwie.

Początkowy przesył energii elektrycznej odbywał się za pomocą prądu stałego. Pierwsze eksperymenty, które nie mają jeszcze praktycznego znaczenia, pochodzą z lat 1873 — 1874 (francuski inżynier Fontaine (1873 — 1 km) i rosyjski inżynier wojskowy Pirocki (1874 — 1 km).

Badanie podstawowych praw przesyłu energii elektrycznej rozpoczęło się we Francji iw Rosji jednocześnie i niezależnie (M. Depré — 1880 i D. A. Lachinov — 1880). TAK.Lachynov w czasopiśmie „Electricity” opublikował artykuł „Praca elektromechaniczna”, w którym teoretycznie bada związek między głównymi parametrami linii elektroenergetycznej i proponuje zwiększenie wydajności. wzrost napięcia; 2 kV przesyłane jest na odległość 57 km (Miesbach — Monachium).

W 1889 M.O. Dolivo-Dobrovolski stworzył połączony system trójfazowy, wynalazł generator trójfazowy i silnik asynchroniczny. w 1891 r po raz pierwszy na świecie przeprowadzono trójfazowy przesył prądu przemiennego na odległość 170 km. W ten sposób rozwiązano główny problem XIX wieku — scentralizowaną produkcję energii elektrycznej i jej przesyłanie na duże odległości.

Od 1896 do 1914 r. przemysłowe wprowadzanie dalekosiężnych linii elektroenergetycznych, wzrost ich parametrów, specjalizacja sieci, powstawanie rozgałęzionych sieci lokalnych, powstawanie systemów elektroenergetycznych:

1896 - w Rosji w kopalni Pawłowsk na Syberii pojawiła się pierwsza trójfazowa linia przesyłowa 10 kV o długości 13 km i mocy 1000 kW.

1900 — w Baku powstał system elektroenergetyczny łączący dwie stacje: dla 36,5 i 11 tys. KW kablowej linii przesyłowej -20 kV.

1914 — oddano do użytku 76-kilometrową linię energetyczną o mocy 12 000 kW z elektrowni regionalnej Elektroperachaya do Moskwy.

Należy zauważyć, że mimo iż Rosja była krajem zaawansowanym w rozwijaniu zasad i metod przesyłu i dystrybucji energii, do 1913 roku posiadała zaledwie 325 km sieci 3-35 kV i zajmowała 15 miejsce pod względem produkcji energii elektrycznej, ustępuje nawet Szwajcarii...

1920 -1940— faza szybkiego rozwoju ilościowego, zapewniająca uprzemysłowienie kraju i budowę bazy przemysłowej, a także praktyczne wykorzystanie energii elektrycznej i sieci elektroenergetycznych.

Faza ta rozpoczęła się od opracowania i wdrożenia planu GOELRO. Realizując cele planu GOELRO, energetycy na przestrzeni lat zbudowali szereg linii elektroenergetycznych 35 i 110 kV, stworzyli systemy elektroenergetyczne Moskwy, Leningradu, Baku i Doniecka oraz do 1940 r. w porównaniu z 1913 r. zwiększyli liczbę sieci o 10 i więcej kV 70 razy. Pojawiły się pierwsze elektrownie cieplne (z filarem antenowym, a następnie planowanymi sieciami kablowymi), zaczęto szeroko elektryfikować konstrukcje fortyfikacji, okręgów, lotnisk i baz morskich.

1922 — uruchomiono pierwszą w Rosji linię przesyłową 110 kV o długości 120 km (Kaszira — Moskwa).

1932 — początek eksploatacji sieci 154 kV Dnieprowskiego Systemu Energetycznego.

1933 - zbudowano pierwszą linię energetyczną - 229 kV Leningrad - Svir.

1945 – dotychczas – rozwój napięć do 1 mln B i więcej, rozbudowa systemów elektroenergetycznych, tworzenie połączeń międzysystemowych, powszechna dystrybucja energii elektrycznej w obiektach wojskowych:

1950 — zbudowano eksperymentalną - przemysłową linię energetyczną 200 kV DC (Kaszira - Moskwa).

1956 — uruchomiono pierwszą na świecie linię przesyłową 400 kV z Wołgi do Moskwy.

1961 — pierwsza na świecie linia przesyłowa 500 kV (Wołga HPP — Moskwa) łączy systemy elektroenergetyczne Centrum, Środkowej i Dolnej Wołgi oraz Uralu.

1962 — Uruchomiono linię energetyczną prądu stałego 800 kV (Volgogradenergo - Donbas).

1967— uruchomiono linię przesyłową -750 kV Konakowo — Moskwa o mocy do 1250 MW, aw latach 70. zbudowano linię przesyłową 750 kV (Konakowo — Leningrad).

Od pierwszych lat rozwój elektroenergetyki przebiegał drogą tworzenia systemów elektroenergetycznych, w skład których wchodziły elektrownie połączone liniami przesyłowymi wysokiego napięcia do pracy równoległej. Budowa linii przesyłowej 500 kV z Wołgi do Moskwy i Uralu zapoczątkowała tworzenie Jednolitego Systemu Energetycznego Europejskiej Części Rosji (EEES).

Długość linii elektroenergetycznych stale się zwiększa i rozwijane są napięcia wyższe niż klasy 1125 kV AC i 1500 kV DC. Na początku lat 80. łączna długość sieci w kraju przekroczyła 4 mln km.

Obecnie w instalacjach elektrycznych o napięciu do 1 kV najczęściej stosuje się sieci o napięciu 380/220 V. Przy takim napięciu możliwe jest przesyłanie mocy do 100 kW na odległość do 200 m.

Napięcie 660/380 V stosowane jest w sieciach zasilających obiekty z odbiornikami dużej mocy. Przy tym napięciu przesyłana moc wynosi 200 ... 300 kW na odległość do 250 m.

Napięcia 6 i 10 kV są szeroko stosowane w liniach napowietrznych i kablowych w większości obiektów o mocy do 1000 kW i długości linii do 15 km.

Napięcie nominalne 20 kV ma ograniczoną dystrybucję (tylko sieci obwodu pskowskiego).

Napięcia 35 ... 220 kV są stosowane głównie w liniach napowietrznych zasilających obiekty z państwowego systemu elektroenergetycznego o mocy powyżej 1000 kW i długości linii powyżej 15 km. Umożliwiają przesyłanie mocy odpowiednio 10…150 MW na odległości 200…500 km.Napięcia wyższe niż 220 kV nie są jeszcze stosowane w sieciach obiektów wojskowych.

Sieci o napięciu znamionowym 330 ... 750 kV nazywane są ekstremalnie wysokimi napięciami. Charakteryzują się przesyłaniem znacznej mocy powyżej 500 MW na bardzo duże odległości tj. ponad 500 km.

W dziedzinie budowy i eksploatacji linii najwyższych i najwyższych napięć nasz kraj od wielu lat zajmuje pierwsze miejsce na świecie.

Obejmuje linie elektroenergetyczne Ekibastuz-Center 1500 kV DC o długości 2414 km oraz linię elektroenergetyczną 1150 kV AC Syberia-Kazachstan-Ural o długości 2700 km.

Na terytorium Federacji Rosyjskiej powstają dwa systemy wysokiego i bardzo wysokiego napięcia: 110 ... 330 ... 750 kV dla zachodniej strefy kraju i 110 ... 220 ... 500 kV z dalszymi rozbudowa ostatniej sieci o napięciu 750 i 1150 kV dla centralnej strefy kraju i Syberii.

Ekonomiczny zakres napięć nominalnych w zależności od długości linii i przesyłanej nią mocy czynnej przedstawiono na rysunku.

Ekonomiczne zakresy napięć nominalnych a) dla napięć 20 ... 150 kV; b) dla napięć 220 ... 750 kV.

Obecnie jednak, w związku z uzyskaniem niepodległości przez Republikę Kazachstanu, część komunikacji międzysystemowej Azja Centralna-Syberia jest przerwana i tym odcinkiem sieci nie jest przesyłana energia.

I. I. Meshteryakov