И. Карапетян - Справочник по проектированию электрических сетей

• Название: Справочник по проектированию электрических сетей
• Автор: И. Карапетян
• Жанр: Справочники
• Год: 2012
• ISBN: 978-5-4248-0049-8

Приводятся сведения по проектированию электрических сетей энергосистем, методам технико-экономических расчетов, выбору параметров и схем сетей, данные по электрооборудованию, воздушным и кабельным линиям, по стоимости элементов электрических сетей.

В настоящем издании учтены последние изменения структуры российской энергетики и требования новых нормативных документов; приведены новые технические данные по кабельным линиям, автотрансформаторам, коммутационным аппаратам и другим видам оборудования, а также уточненные стоимостные показатели объектов сетевого хозяйства; рассмотрены современные подходы к формированию тарифов на электроэнергию.

Справочник предназначен для инженеров, занятых проектированием и эксплуатацией энергетических систем и электрических сетей, а также для студентов энергетических вузов.

---

Энергокомпания Южной Кореи (КЕРСО) занимает передовые позиции в развитии электроэнергетики Азии. Основное направление развития сетевого хозяйства страны и формирование основной сети энергосистемы в последние десятилетия осуществлялось с использованием номинального напряжения 345 кВ, получившего значительное развитие во всех частях страны. В меридиональном направлении общая протяженность действующих ВЛ 345 кВ составляет 313 км, т. е. ВЛ пересекают всю территорию страны. То же относится к ВЛ 345 кВ, проходящим в широтном направлении.

Получение коридоров для сооружения новых ВЛ высокого напряжения весьма затруднено. Это, а также высокие темпы роста спроса на электроэнергию явились основными факторами, определившими введение новой, более высокой ступени напряжения в сети переменного тока: 765 кВ. В отдельных случаях ВЛ 765 кВ сооружаются по трассам демонтируемых ВЛ 66 кВ. Впервые в мире строятся двухцепные ВЛ 765 кВ.

В 2004 г. переведен на номинальное напряжение ряд ранее построенных участков ВЛ 765 кВ, эксплуатация которых в течение нескольких лет осуществлялась на напряжении 345 кВ.

В последние годы наблюдается быстрый рост потребления электроэнергии в Китае — втором в мире производителе электроэнергии. Полное потребление электроэнергии в 2004 г. составило 2090 ТВтч, что на 11 % выше, чем в предшествующем году. Общая протяженность ВЛ 110 кВ и выше составила в 2004 г. 598,9 тыс. км в одноцепном исчислении, в т. ч. 220 кВ — 115,2 тыс. км. Основная сеть переменного тока энергосистемы КНР строится с использованием ВЛ номинальных напряжений 330 и 500 кВ, общая протяженность которых составляет 30,9 тыс. км. В настоящее время заканчивается строительство первой электропередачи напряжением 750 кВ Manpig — Lanzhou.

Дальнейшее развитие получит использование электропередач постоянного тока ±500 кВ, обеспечивающих выдачу мощности ряда строящихся и перспективных ГЭС в основные промышленные центры страны.

Крупнейшим энергообъединением Северной Америки являются параллельно работающие энергосистемы США, Канады и Мексики. Основу объединения составляет энергетика США. Основные показатели энергообъединения в 2001 г.:

Восток США и Канада: производство электроэнергии — 2950 млрд кВтч, максимум нагрузки — 483 ГВт, установленная мощность электростанций — 722 ГВт;

Запад США, Канада и Мексика: производство электроэнергии — 764 млрд кВтч, максимум нагрузки — 128 ГВт, установленная мощность электростанций — 158 ГВт.

В энергосистемах США используются две системы напряжений переменного тока: 115-230-500 кВ и 156-345-765 кВ. Первая преимущественно используется в восточной части страны, а вторая — в центральной и западной частях. Энергокомпании США не проводят твердой технической политики в области систем напряжений. Весьма распространена трансформация мощности 500/345 кВ. Сеть 765 кВ в последние годы развивается весьма ограниченно.

В середине текущего десятилетия общая протяженность магистральных линий электропередачи (230 кВ и выше) составила около 330 тыс. км, из них по территории США около 245 тыс. км, в т. ч. напряжением 230 кВ — 116,9 тыс. км, 345 кВ — 79,2, 500 кВ — 41,1, 765 кВ — 3,9, постоянного тока 400–500 кВ — 3,5 тыс. км.

Высокий уровень развития электрических сетей не исключил в последние годы ряда крупных погашений в энергосистемах США. Анализ аварийных ситуаций показывает, что конфликты между надежностью и коммерческими целями в практике США решаются, как правило, в пользу высокой надежности.

Крупнейшей в Южной Америке является энергосистема Аргентины. Высшее напряжение электрической сети — 500 кВ. По состоянию на начало 2004 г. общая протяженность ВЛ 500 кВ составила около 10 тыс. км, а количество подстанций — 28. Значительному развитию ВЛ 500 кВ способствовала их относительно невысокая удельная стоимость. Это определяется благоприятными условиями прохождения ВЛ 500 кВ по аргентинской пампе (отсутствие лесов, болот, минимальное количество угловых опор, отсутствие необходимости сооружения дорог для строительства ВЛ и др.).

В 2000 г. в работу введена межгосударственная (между Аргентиной и Бразилией) ВЛ 500 кВ пропускной способностью 1000 МВт. На стороне Аргентины линия присоединена к электрической сети с частотой 50 Гц, на стороне Бразилии — 60 Гц. Преобразовательная ПС 50/60 Гц находится в г. Garabi (Бразилия). Номинальная мощность преобразовательной подстанции 2 × 550 МВт.

В энергосистеме Бразилии для выдачи мощности крупнейшей в мире ГЭС Итайпу (12,6 млн кВт) используется напряжение 750 кВ, а также ППТ высокого напряжения.

В энергосистеме Бразилии намечена реализация трех крупных проектов развития сети 500 кВ (2,9 тыс. км). Общая протяженность ВЛ 500 кВ по стране при этом достигнет 19 тыс. км.

Области применения ППТ носят традиционный характер: транспорт электроэнергии на большие расстояния, связь электрических сетей с разными номинальными частотами, секционирование сетей энергосистем с целью повышения надежности работы объединения, пересечение больших водных пространств.

В последние годы техника постоянного тока в электроэнергетике развивается по двум направлениям:

сооружение ППТ, предназначенных для передачи энергии на достаточно большие расстояния;

создание так называемых вставок постоянного тока (ВПТ) для связи примыкающих друг к другу систем с различными номинальными частотами или с одной номинальной частотой, но работающих несинхронно с целью обеспечения регулируемых перетоков мощности.

В зарубежных странах значительно возросли масштабы применения ППТ, увеличились их номинальные напряжения и пропускные способности.

Широкое распространение постоянного тока стало возможным благодаря созданию в середине 70-х гг. высоковольтных тиристорных вентилей, рассчитанных на большие токи и напряжения.

Характеристики наиболее мощных и протяженных электропередач постоянного тока приведены в табл. 1.7.

Таблица 1.7

1.4. Организация проектирования электрических сетей

Проектирование развития электрических сетей осуществляется в иерархической последовательности и включает в себя выполнение комплекса внестадийных проектных работ, к которым относятся следующие.

1. Разработка схемы развития ЕЭС и ОЭС. В составе указанных работ задачами проектирования являются обоснование развития основной электрической сети, выбор конфигурации, основных параметров и очередности сооружения основной сети напряжением 500 кВ и выше (ЕЭС) и 220 кВ и выше (ОЭС). Схемы развития ЕЭС и ОЭС разрабатываются, как правило, по заданию ОАО «ФСК ЕЭС» и МЭС.

2. Разработка схем развития распределительных сетей. Задачами проектирования являются разработка и обоснование развития сети, а также определение очередности строительства отдельных объектов на проектный уровень с учетом перспективы. Схемы разрабатываются по заданию МРСК (или ее филиалов), муниципалитетов, сельских кооперативов и отдельных потребителей электроэнергии.

3. Разработка схем развития распределительных сетей 110 кВ и выше для сетей энергосистемы в целом или для крупных энергосистем по отдельным сетевым районам (как правило, в границах отдельной области).

Схемы развития распределительных сетей 110 кВ и выше разрабатываются на основе решений, принятых по схемам развития ОЭС, отдельных сетевых районов или крупных потребителей электроэнергии.

Разработка схем внешнего электроснабжения объектов народного хозяйства (электрифицируемых участков железных дорог, нефте- и газопроводов, промышленных узлов, отдельных предприятий и др.) ведется в соответствии с намеченными сроками их строительства (расширения, реконструкции) по исходным данным заказчиков работ: РАО «РЖД», проектных институтов отдельных отраслей, акционерных обществ, юридических и физических лиц и др.

Такая организация проектирования обеспечивает возможность корректировки ранее намеченных планов развития электрических сетей (в той части, в которой они не реализованы) на основе уточненной исходной информации.

Общие требования по организации проектирования электросетевого объекта изложены в постановлении Правительства РФ от 16 февраля 2008 г. № 87. Разъяснения о порядке применения Положения, утвержденного настоящим постановлением, дает Министерство регионального развития РФ. По вопросам, входящим в компетенцию иных федеральных органов исполнительной власти, указанные разъяснения даются по согласованию с федеральными органами исполнительной власти, осуществляющими функции по выработке государственной политики и нормативно-правовому регулированию в соответствующей сфере.

Положение устанавливает состав разделов проектной документации и требования к содержанию этих разделов.

Объекты капитального строительства в зависимости от назначения и характерных признаков подразделяются на объекты производственного назначения (здания, сооружения, ПС и др.), линейные объекты (трубопроводы, дороги, линии электропередачи и др.), а также объекты непроизводственного назначения.