National Mining University — Compliance with the Time



УДК 621.311.

Електричні мережі систем електропостачання: Навч. посібник/ Г.Г. Півняк, Г.А. Кігель, Н. С. Волотковська, Л.П.Ворохов, О.Б.Іванов: За ред. академіка НАН України Г.Г.Півняка. - Дніпропетровськ: Національний гірничий університет, 2003.- 316с.

ISBN 966-8271-45-9

Рекомендовано Міністерством освіти і науки України як навчальний посібник дйя студентів вищих навчальних закладів (лист Міністерства освіти і науки України № 14/18.2-115 від 21.01.2003 p.).

Розглянуті конструкції та умови функціонування ліній електропередачі. Наведені інженерні методи розрахунків режимів роботи та конструктивних параметрів ЛЕП. 3 метою оптимізації конструктивних параметрів та режимів роботи ЛЕП наведені основи техніко-економічних розрахунків. Подана характеристика заходів по підвищенню ефективності роботи мереж та покращанню якості електричної енергії.

Для студентів вузів, які навчаються за напрямом 0906, може бути корисною для інженерів та аспірантів.

Іл. 158. Табл. 14. Бібліогр. 26 назв.

Рецензенти:

А.К.Шиддовський, академік НАН України, професор (Інститут електродинаміки НАН України);

Ю.Т.Розумний, доктор техн. наук, професор (директор гірничого наукового центру АГН України);

кафедра “Електротехнічні системи електроспоживання та енергозбереження” Вінницького державного технічного університету (зав.кафедри доктор техн. наук, професор Б.С.Рогальський).



ISBN 966-8271-45-9


© Г.Г.Півняк, Г.А.Кігель, Н.С.Волотковська, Л.П.Ворохов О.Б.Іванов, 2003
© Національний гірничий університет, 2003
Оригинал-макет цього видання є власністю Національного гірничого університету і його репродуктування (відтворення) у будь-якому вигляді без згоди власника заборонено.



ЗМІСТ
Передмова 3

Вступ
  4
  В.1. Електричні мережі в електроенергетиці 4
  В. 2. Структура електроенергетики України 5
  В. 3. Характеристика та класифікація ліній електропередачі 7
  В. 4. Харарктеристика розрахунків та розрахункові співвідношення 7
  Запитання для самоперевірки 12

1. Конструктивне виконання повітряних ліній електропередачі
13
  1.1. Загальна характеристика повітряних ліній електропередачі 13
  1.2. Умови функціонування повітряних ліній 16
  1.3. Конструкція струмопровідних елементів ліній 18
  1.4. Опори повітряних ліній електропередачі 19
  1.5. Ізолятори і лінійна арматура 28
  1.6. Шинопроводи, струмопроводи і проводки з ізольованих проводів 35
  Запитання для самоперевірки 36

2. Кабельні лінії електропередачі
37
  2.1. Загальна характеристика кабелів 37
  2.2. Конструкція струмопровідних жил кабелів 37
  2.3. Ізоляція кабелів 39
  2.4. Захисні оболонки кабелів 40
  2.5. Газо- та маслонаповнені кабелі 41
  2.6. Прокладання кабельних ліній електропередачі 42
  Запитання для самоперевірки 45

3. Споживачі електричної енергії
46
  3.1. Загальна характеристика споживачів 46
  3.2. Графіки навантаження та їх характеристики 47
  3.3. Розрахунки витрат електричної енергії 52
  3.4. Характеристики навантаження споживачів за напругою та частотою 54
  3.5. Способи представлення навантаження споживачів в розрахунках 57
  Запитання для самоперевірки 60

4. Схема заміщення електричних мереж
61
  4.1. Схема заміщення повітряних ліній електропередачі 61
  4.2. Схема заміщення кабельних ліній електропередачі 73
  4.3. Аналіз впливу конструкції трансформаторів та автотрансформаторів на схеми їх заміщення 74
  4.4. Схеми заміщення трансформаторів та автотрансформаторів 80
  4.5. Схеми заміщення мереж кількох напруг 85
  Запитання для самоперевірки 86
  Завдання для індивідуальної роботи 87

5. Усталенні режими електричних мереж з одностороннім живленням
88
  5.1. Основні завдання розрахунків та прийняті допущення 88
  5.2. Розрахунки режиму ліній електропередачі за струмом навантаження споживача 89
  5.3. Розрахунок режиму ліній електропередачі за потужністю споживача 91
  5.4. Спад і втрата напруги в лінії 94
  5.5. Розрахунки режиму для схеми з декількома ділянками 96
  5.6. Розрахунки мережі з декількома номінальними напругами 100
  5.7. Розрахунки для мережі місцевого значення 105
  5.8. Визначення площі перерізу проводів (кабелів) за допустимою втратою напруги 108
  Запитання для самоперевірки 111
  Завдання для індивідуальної роботи 111

6. Розрахунки втрат електричної енергії
112
  6.1. Загальна характеристика втрат електричної енергії 112
  6.2. Детерміновані методи розрахунку втрат енергії 116
  6.3. Імовірносно-статистичні методи визначення втрат електричної енергії 130
  6.4. Визначення втрат енергії в мережах напругою до 1000 В 135
  6.5. Вартість втрат енергії 139
  6.6. Заходи по зменшенню втрат потужності та електричної енергії 140
  6.7. Системний підхід до компенсації реактивної потужності 153
  Запитання для самоперевірки 155
  Завдання для індивідуальної роботи 155

7. Теплові режими електрообладнання мереж
156
  7.1. Характеристика нагрівання проводів, кабелів і шинопроводів 156
  7.2. Рівняння теплового стану голого проводу 158
  7.3. Допустиме за температурою навантаження 162
  7.4. Вибір або перевірка площі перерізу жил кабелів за умов допустимого нагрівання 164
  7.5. Застосування запобіжників для захисту мереж 166
  7.6. Застосування автоматичних вимикачів у мережах 176
  7.7. Узгодження параметрів ліній електропередачі та захисних пристроїв 181
  Запитання для самоперевірки 183
  Завдання для індивідуальної роботи 183

8. Техніко-економічні розрахунки електричних мереж
184
  8.1. Загальні положення 184
  8.2. Визначення економічної ефективності методом дисконтованого чистого прибутку 186
  8.3. Метод необхідного доходу 193
  8.4. Метод сумарних приведених витрат 197
  8.5. Розрахунок площі перерізу проводів (жил кабелів) методом економічної густини 199
  8.6. Метод економічних інтервалів 202
  8.7. Умови забезпечення мінімуму функції загальних витрат 204
  8.8. Вибір номінальної напруги 207
  8.9. Вибір схеми електричних мереж 208
  8.10. Економічні інтервали для трансформаторів 214
  Запитання для самоперевірки 216
  Завдання для індивідуальної роботи 216

9. Розрахунки режимів замкнених електричних мереж
217
  9.1. Характеристика замкнених електричних мереж 217
  9.2. Розрахунки розподілу потужностей в схемах з двостороннім живленням 219
  9.3. Деякі особливості розподілу потужностей в схемах з двостороннім живленням 222
  9.4. Розрахунки режиму напруги в мережах з двостороннім живленням 226
  9.5. Характеристика розрахунків розподілу потужностей в складнозамкнених схемах мереж 228
  9.6. Спрощення схем електричних мереж 230
  9.7. Метод перетворення схем мережі 237
  9.8. Метод контурних рівнянь 240
  9.9. Метод вузлових напруг 242
  Запитання для самоперевірки 244
  Завдання для індивідуальної роботи 244

10. Розрахунок усталених режимів формалізованими методами матричної алгебри
245
  10.1. Специфіка розрахунків 245
  10.2. Представлення параметрів електричних мереж у матричній формі 245
  10.3. Аналітичне представлення схем електричних мереж 248
  10.4. Представлення законів електротехніки в матричній формі 252
  10.5. Загальне рівняння стану 253
  10.6. Метод вузлових напруг 254
  10.7. Метод контурних струмів 256
  10.8. Метод простої ітерації 258
  Запитання для самоперевірки 260

11. Управління режимами електричних систем і мереж
261
  11.1. Характеристика електроенергетичних систем 261
  11.2. Забезпечення режиму в електричних системах 262
  11.3. Баланс активних потужностей 266
  11.4. Баланс реактивних потужностей 268
  11.5. Визначення потужності компенсуючих устаткувань з балансу реактивних потужностей 277
  11.6. Розподілення компенсуючих устаткувань в електричних мережах 279
  Запитання для самоперевірки 286
  Завдання для індивідуальної роботи 286

12. Якість електричної енергії в електричних мережах
287
  12.1. Якісні показники електричної енергії 287
  12.2. Методи і засоби регулювання напруги в мережах 291
  12.3. Вибір бажаного відгалуження у трансформаторів з перемиканням без напруги (ПБН) 300
  12.4. Перевірка регулюючої спроможності'трансформаторів з РПН 302
  12.5. Визначення параметрів компенсуючих устаткувань при поперечній компенсації 303
  12.6. Визначення параметрів компенсуючих устаткувань при поздовжній компенсації 305
  12.7. Техніко-економічне порівняння поперечної та повздовжньої компенсацій 307
  Запитання для самоперевірки 309
  Завдання для індивідуальної роботи 309

Список рекомендованої літератури
310
 


ПЕРЕДМОВА

Електричні мережі - важлива складова частина електроенергетики. Сучасна електроенергетика являє собою сукупність електричних станцій і підстанцій, ліній електропередачі та споживачів, об’єднаних практично одночасністю процесів виробництва, передачі, розподілу та споживання електричної енергії. Спільне функціонування суб’єктів повинно бути не тільки технічно можливим, а і високоефективним з економічного погляду. Для ефективного керування суб’єкти енергетики об’єднані в енергетичні системи та компанії. Зв'язуючою ланкою між джерелами енергії і споживачами є електричні мережі, що вказує на їх важливе місце в електроенергетиці. Тому дисципліна з електричних систем та мереж є одною із базових у підготовці фахівців з електротехнічних систем електроспоживання. Завдання вивчення дисципліни - формування знань з теорії передачі та розподілу електричної енергії, набуття навиків виконання розрахунків при проектуванні та експлуатації електричних мереж і систем з урахуванням вимог економічності, надійності електропостачання і забезпечення при цьому необхідної якості електроенергії та безпеки її використання.

Зміст дисципліни вимагає від студентів добрих знань з математики, фізики, хімії, теоретичних основ електротехніки, електричних машин, математичних задач електроенергетики та вміння використовувати ЕОМ при розрахунках і розробці систем управління енергетичними об’єктами.

Поряд з базовими теоретичними відомостями, що розкривають фізичну суть явищ, які мають місце при передачі і розподілу електроенергії, у навчальному посібнику закладено основи новітніх методів розрахунків з можливим використанням ЕОМ. При цьому певна увага приділяється традиційним методам, які дають змогу набути досвіду інженерних розрахунків електричних мереж. Водночас наведені в посібнику алгоритми таких розрахунків дозволяють студентові самостійно формалізувати їх, звівши до послідовного виконання операцій з обов’язковою перевіркою отриманих на кожному етапі результатів обчислень. Такий підхід зумовлює необхідність чітко та логічно формулювати конкретні задачі розрахунків і алгоритми їх розв’язання. При цьому студенти самостійно вирішують питання щодо використання ЕОМ. Це можливо як для розрахунків режимів мереж, так і для техніко-економічних розрахунків з вибору оптимальних конструктивних, схемних і режимних рішень.

Під час написання посібника автори користувалися не тільки своїми самостійними розробками, але й зверталися до робіт інших авторів, виконаних у нашій країні і за кордоном. Враховуючи навчальний характер книги, посилання на першоджерела не робилися. Наведений перелік літератури неповний і розрахований переважно на можливості бібліотек навчальних закладів.

 
© 2006-2017 NMU Інформація про сайт