Системи передачі електричної енергії
Основу системи передачі електричної енергії від електричних станцій, що її виробляють, про великі райони електроспоживання та розподільні вузли ЕЕС складають різні мережі електропередач або окремі електропередачі внутрішньосистемного та міжсистемного значення (системоутворюючі мережі) та мережі живлення напругою 220 кВ і вище. Їхня поява викликана необхідністю розміщення великих ТЕС та АЕС за межами житлових зон, а також можливістю вироблення частини ЕЕ гідроелектростанціями, розташованими на відносно віддаленій відстані від міст. Внутрішньосистемні та міжсистемні магістральні лінії електропередачі, включаючи дальні (протяжні) ЛЕП, що об'єднують на спільну (паралельну) роботу електростанції та більші підстанції (райони споживання), складає системоутворюючу мережу. Призначення такої мережі – формування ЕЕС та одночасно виконання функції передачі, транзиту електричної енергії.
Однією з основних вимог, що висуваються до таких передавальних і сполучних мереж, є забезпечення надійності та стійкості їхньої роботи, тобто. забезпечення її працездатності у всіх можливих станах (режимах) – нормальних, ремонтних, аварійних та післяаварійних. Вирішення цього завдання значною мірою покладається на великий комплекс автоматичних пристроїв: управління релейного захисту, режимної та протиаварійної автоматики. Сукупність магістральних та системоутворювальних (передаючих) електричних мереж та пристроїв автоматичного регулювання утворюють систему передачі електричної енергії.
Наведемо коротку характеристику такої системи за низкою показників, до яких в першу чергу відносяться величини потужності, що передається, номінальної напруги, функціональне значення і дальність передачі, конфігурація (топологія) мережі.
Системоутворююча мережа є основною мережею енергосистем, призначена для передачі великих потоків потужності (від сотень МВт до декількох ГВт) окремим споживачам (відстань до 1000 км і більше) і виконується в основному магістральними лініями електропередачі на змінному струмі. Міжсистемні лінії електропередачі споруджують зазвичай на напругу більш високу, ніж напруга внутрішньосистемних ліній систем, що з'єднуються, і включають трансформаторні підстанції по кінцях. Міжсистемні передачі ЕЕ змінним струмом здійснюється переважно на напругу 500 та 750 кВ. Напруга 500 кВ використовується для системотворчих мереж в енергосистемах зі шкалою номінальних напруг мереж 110-220-500-1150 кВ і напруга 750 кВ в ОЕС зі шкалою 150-330-750 кВ, в якій як наступний ступінь.
Мережі цих напруг служать для видачі потужності великих електростанцій, створення міжсистемних зв'язків та живлення навантажувальних вузлів 550/220, 500/110, 330/110 (150) кВ, а в деяких ЕЕС - лінії 220 кВ, використовуються для внутрішньосистемних зв'язків: видачі потужності та зв'язку великих електростанцій, для живлення та об'єднання центрів електропостачання 330/110 (150), 220/110 систем розподілу електроенергії. У потужних концентрованих ЕЕС з розвиненою мережею 500 кВ мережі 220 кВ виконують, як правило, розподільні функції.
Лінії електропередачі, що передають потоки рівними потужностями групи генераторів або порівнянними із встановленою потужністю енергосистем, відносяться до сильних зв'язків. При пропускній здатності, що не перевищує 10-15% від встановленої потужності меншої з енергосистем, що об'єднуються, зв'язок між ними характеризуються як слабка. З цих зв'язків практично проводять кордон між окремими ЕЕС.
Якщо одна з енергосистем постійномає в своєму розпорядженні надмірну за балансом потужністю і енергією, вартість якої нижче, ніж в іншій енергосистемі, то міжсистемна ЛЕП працює з незмінним напрямом потоку потужності.
Лінію електропередачі зі змінним напрямом потоку називають реверсивною (маневреною). Її роль полягає головним чином у взаємодопомозі між сусідніми порівняно потужними системами. Відмінність між магістралями та реверсивними зв'язками часто є дуже невизначеною.
Умовність поділу системи передачі та розподілу електричної енергії основні електричні мережі, тобто. протяжні (далекі) електропередачі, системоутворюючі мережі та системи розподілу електричної енергії за їхньою номінальною напругою. У міру розвитку основних мереж (зростання навантажень та приєднання понижувальної підстанції, поява нових генеруючих джерел та охоплення території електричними системами) вони більшою мірою виконують функцію розподілу електроенергії. Це означає, що мережі, що виконують функцію передавальних, системоутворюючих, з появою в енергосистемах мереж вищої напруги поступово "передають" їм ці функції, перетворюючись на розподільні.
Номінальна напруга лінії електропередачі залежить від потужності, кількості ланцюгів і відстані (дальності), що передається, на яку передається електроенергія . Вибір номінальної напруги виконують на етапі проектування систем передачі ЕЕ. В даному випадку необхідно відзначити, що чим більша потужність і протяжність лінії, що передається, тим вище з технічних і економічних причин повинна бути номінальна напруга електропередачі. На сучасному етапі розвитку ЕЕС орієнтовна потужність, що передається, і довжина лінії електропередачі в залежності від класу напруги характеризується даними наведеними в таблиці 1.
Таблиця 1. Передається потужність і дальність передачі