Глава 8. Транспорт (канализация) электрической энергии

8.1. Общие сведения о способах передачи и распределения электроэнергии

Передача и распределение электрической энергии осуществляются элект­рическими сетями — внутренними (цеховыми) и наружными. Наружные сети часто называют межцеховыми (питание ЗУР, 2УР и отдельные РП-Ю кВ) или магистральными (питание по туннелям и блокам от 6УР, 5УР до 4УР). Наруж­ные сети до 1 кВ на промышленных предприятиях имеют ограниченное рас­пространение (главным образом, это сети наружного освещения).

Прокладка производится изолированными и неизолированными (голыми) про­водами (преимущественно воздушные ЛЭП). Изолированные провода выполняются защищенными — поверх электрической изоляции накладывается металлическая или иная оболочка, предохраняющая изоляцию от механических повреждений. Изолированные проводники: провода, кабели и шнуры. Неизолированные провода: алюминиевые, медные, стальные шины, токопроводы, троллеи и голые провода.

Для сетей используют твердотянутую медь, покрытую тонкой оксидной пленкой, обеспечивающей хорошее противостояние влиянию атмосферных условий и воздействию химических соединений, содержащихся в промышлен­ных выбросах. Твердотянутый алюминий, применяемый для этих целей, так­же покрыт пленкой, но подвергается коррозии вблизи моря и ряда произ­водств, связанных с получением или использованием кислот. Большее электрическое сопротивление, худшие монтажные и эксплуатационные свой­ства, но меньшая стоимость по сравнению с медью определяют область его применения. Стальные проводники требуется подвергать оцинкованию (при­садки до 0,4 % меди), их применяют из-за дешевизны, для малых нагрузок (в сельских сетях). Предпочтительнее использовать биметаллические, в которых стальные проволоки, несущие механическую нагрузку, снаружи покрыты сло­ем электролитической меди или алюминия.

Основные физические свойства проводников, применяемых в системах электроснабжения, приведены ниже:

g, МСм/м а_р, МПа у, г/см³

Медные 53 390 8,9

Алюминиевые 32 160 2,75

Стальные 7,5 до 700 7,85

Транспорт электроэнергии в системах электроснабжения осуществляется: 1) воздушными линиями — устройствами для передачи и распределения

8.1. Общие сведения о способах передачи электроэнергии

287

электроэнергии по проводам, расположенным на открытом воздухе и при­крепленным при помощи изоляторов и арматуры к опорам или кронштейнам, стойкам на зданиях и инженерных сооружениях (мостах, путепроводах, эста­кадах и т. п.);

2. кабельными линиями — устройствами для передачи электроэнергии, со­стоящими из одного или нескольких параллельных кабелей с соединительны­ми, стопорными и концевыми муфтами (заделками) и крепежными деталями;

3. токопроводами — устройствами для передачи и распределения электро­энергии, состоящими из неизолированных или изолированных проводников и относящихся к ним изоляторов, защитных оболочек, осветительных уст­ройств, поддерживающих или опорных конструкций;

4. электропроводками — совокупностью проводов и кабелей с относящи­мися к ним креплениями, поддерживающими защитными конструкциями и деталями.

Сечения проводников устройств канализации электроэнергии выбирают­ся: а) по нагреву (с учетом нормальных, послеаварийных, ремонтных режи­мов) максимальным током в течение получаса; б) по экономической плотно­сти тока; в) по условиям динамического действия и нагрева при коротком замыкании.

Нормированное значение по нагреву и по экономической плотности тока 7_ЭК определяется ПУЭ. По экономической плотности тока не выбирают: сети промышленных предприятий и сооружений до 1 кВ при Г_тах до 4000-5000; от­ветвления к отдельным электроприемникам и пускорегулирующим элементам напряжением до 1 кВ; осветительные сети промышленных предприятий, жи­лых и общественных зданий; сборные шины и ошиновка ОРУ и ЗРУ всех на­пряжений; сети временных сооружений, а также устройств со сроком службы 3—5 лет.

Значение экономической плотности тока может быть увеличено:

1. на 40 % при максимуме нагрузки в ночное время и для изолированных проводников сечением 16 мм² и менее;

2. в К раз для линий одинакового сечения с п ответвляющимися нагруз­ками в начале линии:

К_у=\- -^ — , (8.1)

где /,, ..., /_л — нагрузки и /,, ..., 1_п — длина отдельных участков линии; L — полная длина линии;

3) при выборе сечений проводников для питания п однотипных взаиморе- зервируемых электроприемников (насосов водоснабжения, компрессоров, преобразовательных агрегатов и т. д.), из которых одновременно находится в работе лишь т часть, увеличение К_п = "in/т.

Сечения, получаемые в результате указанного расчета по /_тах[см. (3.6)] иу'_эк [см. (4.1)], округляют до ближайшего стандартного. Расчетный ток принима-

288 Глава 8 Транспорт (канализация) электрической энергии

ют для нормального режима работы; увеличение тока в послеаварийных и ре­монтных режимах сети не учитывают. Увеличение количества линий сверх необходимого по условиям надежности электроснабжения в целях удовлетво­рения экономической плотности тока производят на основе технико-эконо­мического расчета, при этом допускается двукратное увеличение нормирован­ных значений у_эк.

В электроустановках выше 1 кВ по режиму КЗ следует проверять: а) кабе­ли и другие проводники, токопроводы, а также опорные и несущие конструк­ции для них; б) воздушные линии при ударном токе КЗ, равном 50 кА и бо­лее, для предупреждения схлестывания проводов при динамическом действии токов КЗ, в электроустановках ниже 1 кВ — только токопроводы, распреде­лительные щиты и силовые шкафы. Стойкими при токах КЗ являются те элементы транспорта электроэнергии, которые при расчетных условиях вы­держивают воздействия этих токов, не подвергаясь электрическим и механи­ческим разрушениям или деформациям.

По режиму КЗ при напряжении выше 1 кВ не проверяют элементы

1. защищенные плавкими предохранителями со вставками (по электроди­намической стойкости — на номинальный ток вставок до 60 А и независимо от него — по термической стойкости),

2. в цепях к индивидуальным приемникам, в том числе к цеховым транс­форматорам общей мощностью до 2,5 МВА и с высшим напряжением до 20 кВ [если соблюдены одновременно следующие условия: а) в электрической или технологической части предусмотрена необходимая степень резервирова­ния, выполненного так, что отключение указанных приемников не вызывает расстройства технологического процесса, б) повреждение проводника при КЗ не может вызвать взрыва или пожара, в) возможна замена проводника без значительных затруднений];

3. проводники неответственных индивидуальных приемников,

4. провода ВЛ;

5) трансформаторы тока и напряжения при определенных условиях Температура нагрева проводников при КЗ не должна превышать следую­ щих предельно допустимых значений, °С

300 200

200 150 120

Шины

медные алюминиевые Кабели с изоляцией

бумажной на напряжение до 10 кВ поливинилхлоридной резиновой полиэтиленовой

I

8 2 Воздушные линии электропередач

289