В книге рассматривается устройство воздушных и кабельных линий и их расчет, электрические и технико-экономические расчеты разомкнутых и замкнутых сетей, теория работы электропередачи и вопросы регулирования напряжения.
Рассматриваются схемы продольного электро-снабжения; а также вопросы влияния электропередачи на устойчивость работы электрических станций. Излагаются особенности работы энергосистем, экономические режимы работы электрических сетей и систем, а также основные сведения по их эксплуатации.
Книга утверждена Главным управлением учебными заведениями МПС в качестве учебника для высших учебных заведений инженеров железнодорожного транспорта и может быть использована инженерно-техническими работниками, связанными с проектированием и эксплуатацией электрических сетей.
ОТ АВТОРОВ
Общее техническое перевооружение железнодорожного транспорта, широко внедряемая электрическая тяга и сплошная электрификация линейных потребителей вызвали ряд новых решений в области электроснабжения железных дорог. Продольные линии электропередачи ПО, 220 кв и линии 6, 10, 25 кв для электроснабжения нетяговых потребителей достигли значительной протяженности.
Тесная связь электрифицированных железных дорог с питающими их энергосистемами требует от инженеров-электромехаников знания основных принципов построения энергосистемы и режима ее работы, условий передачи энергии по длинным линиям, а также понимания проблем устойчивости параллельной работы электростанций, связанных между собой линиями передачи. Эти вопросы в других курсах учебного плана транспортных институтов не рассматриваются.
В соответствии с утвержденной программой по дисциплине «Электрические сети и энергосистемы» для высших учебных заведений железнодорожного транспорта по специализации «Энергоснабжение электрических железных дорог» в учебнике даются основные сведения о схемах электрических сетей и их устройстве, расчеты сетей электрических систем и, в частности, продольных линий электропередачи с однофазными нагрузками, схемы электроснабжения линейных потребителей и освещаются вопросы эксплуатации сетей. Механический расчет воздушных линий в учебнике не приводится, так как методы этого расчета излагаются в курсе «Контактная сеть».
При написании книги учитывалось, что, приступая к изучению курса «Электрические сети и энергосистемы», студенты располагают необходимыми сведениями из ранее пройденных дисциплин «Теоретические основы электротехники» и «Электрические машины».
Широкий круг вопросов, подлежащих освещению в учебнике при ограниченном его объеме, заставил авторов в некоторых слу-
3
ОГЛАВЛЕНИЕ
Or авторов ^.......Г.......,............. „ ^
Введение.............................. 5
Глава! Электрические сети я их конструктивное выполнение -
fjl. Общие сведения об электрических сетях и системах . . *. . . ."-11 2. Напряжения электрических сетей......,.........14
~f 3. Швятия о расчетах электрических сетей......».....16
-S t. Общие сведения о выполнении воздушных электрических сетей -..17
§ 5. Кабельные линии . г .................".......30
J 6, Внутренние сети ..."......,......'........34
Г л а в а II Сопротивления и проводимости линий и трансформаторов
§ I. Сопротивления воздушных и кабельных линий......... 35
f 2. Активная проводимость линяй ................. 39
| 3. Реактивная проводимость линий ................ 41
• | 4. Схемы, замещения, сопротивления и проводимости трансформаторов
и автотрансформаторов ,, t , ^ ^................ 42
Глава- Iff""" ^^^'••*-~~^я&&П^&Ш* Нагревание проводов и кабелей
Т., Нагревание неизолированных (голых) приводов........t 50
" 2.- Нагревание изолированных проводов.........-, . . . * 54
&. Нагревание кабелей; при различных способах прокладки . ... 55
4* Плавкие предохранители в электрических сетях .....• • t 58 j
--, -""'" Глава IV
, - iloTepir мощности и анергии в линиях и трансформатор»-*^ , _
j-.-Йотери активной и реактивной мощности .._.."......, И
врёделенве потерь энергии ...... - ............ 66
г. Годмше эксплуатационные расходной стоиность передач» электро-' ввергая .................. . . , . г ^ , ^ t ^* -3&-
Згйвомяческая плотность тока и экономические сечения spoaasf^^S^-и кайелей ..-,...,........Г^ ....... .^. t 73
~ Гла ва V Электрический расчет разомкнутых 'сетей '•
1. Отклоневня и-потерн напряжения в электрических сетях . , » 82
2. Ояределенне падения напряжения и. сечения проводов в линиях iK(CTO«HHoro тока........................Ы
§ 3. Падение я потеря напряжения в линиях трехфазногр^го^а . . . 88 | 4. Расчет четырехпроводяых' сетей с однофазными щ Двухфазными
ответвлениями ... ...... -. , , .ч . ,~ .."„..'.. ^ „ -f- -9f~
§ S. Определение сечения проводов я кабелей по notepe навряжеетя .
при постоянном сечении но длине линии ...... ..... 'г- "99
§ 6. Расчет линий со стальными проводами ..... ;,..,... 1Х&--
Г лава VI ^ -_ . — ~ -'
Электрический расчет замкнутых сетей ' ^ - "'
§ 1. Ви^^амкнутых сетей и их применение ..... . ...... 105
|, 2- Распределение токов (мощностей) я потери напряжения в линиях
S двусторонним питанием ......'.,....... *- -* - .,..106
§ 3. Общий ход расчета линий с двусторонним питанием и кольцевых III? § 4. Влияние потерь мощности на распределение мощностей в замкну-;
тых .сетях . ..-, ........ ............ . ... 119
f5. Понятие о способах расчета замкнутых сетей с узлами ..... 122 ^•Мйщ преобразования сети ................... 123, ^РШрЦеленйе сечений проводов замкнутых сетей ... ..... 132--8. Применение моделей для нахождения распределения тока в заик-•х нушх сетях г ... ................. , , . . . 133
Главл VII Теория и расчет линей электропередач»
•i. Основные уравнения длинных линий ...^'.в, ,..*.... 135
"2. Работа ливив электропередачи без учета активных сопротивлений ; » врвводимостей ....... ,..,,...., ........ 137"
§ 3. Передача натуральной мощности по длинной линии ...... , . 139
§ 4. Передача мощности по линиям, длина которых соизмерима с дли--ной электромагнитной волны ........ ....... . . ч 142
§: 5. Расчет электропередачи по схемам замещения . .... . . . . . 145*:
VHJ - " -
напряжения в электрических сетях
§ 1. Пределы отклонения напряжений . . . . ... . . ... . . . . 154
§ 2. Регулирование напряжения изменением напряжения генераторов
на электростанции . . . г . , , ................ 155
§ 3. Регулирование напряжения сети, имеющей понизительные транс-
форматоры с постоянными ответвлениями обмоток ......'.. 1§6
§ 4. Регулирование напряжения трансформаторами с регулированием _
напряжения под нагрузкой ......... .....;--,,-.. Ш9
§ 5. Регулирование напряжения статическими конденсаторами , Г г .,14Ю § 6* Регуляроваяие напряжения продольно включенными жондйнсато-_ -
рами ... ...... . ..... - , . . , ' ..... ,. , . .^. 1<&
§ 7. Регулирование напряжения синхронными компенсаторами »- ,-^lSS^
Г л а и а IX -"**-"
• Растет линий продольного электроснабжения электрических •
' железных .дорог . - ,
§ 1. Схемы линий продольного электроснабжения . , . . . . + _, .'170
§ 2- Нагрузки тяговых подстанций и приведение их к первичной &о-рояе ...... .. .- .............. , . . .--t . Г74
§ 3. Распределение мощностей в продольной линии эл*ктропёреда«Л--|г -_ выбор сечения проводов ........... _...,, ^\ , . '. 176
^4. Определение напряжения на первичной и вторичной стороне вод-" .,;....". 177
§ 5. Работа линий при минимальной нагрузке и в послеаварийном
режиме '..,.. i.....~, . . . i . ; . . ......; 178
§ 6. Расчет продольных линий с однофазными тяговыми нагрузками 179
Глава X Продольные линии для электроснабжения нетяговых потребителей
§ 1. Назначение продольных линий и нагрузки нетяговых потребителей. 195 § 2."Схемы питания'линейных потребителей и их конструктивное осуществление......................... 198
• § 3. Особенности расчета линий продольного электроснабжения, •. ; 205
Гла^ва XI Устойчивость электрических систем
§ 1.'Общие сведения ......................209
§ 2. Параллельная работа станций, связанных электропередачей с реактивными сопротивлениями............... . 209
§ 3. Параллельная работа станций, связанных электропередачей с активными и реактивными сопротивлениями...........215
§, 4. Влияние промежуточных подстанций, присоединенных к линии
электропередачи, на устойчивость системы...........217
§ 5. Динамическая устойчивость электрических станций, связанных
электропередачей ..;..»......*....'........219
§ 6. Динамическая устойчивость при коротких замыканиях в электропередаче ......"......................222
§ 7. Средства повышения устойчивости работы генераторов .....225
Г ла ва XII '; Дальние электропередачи
§ 1. Компенсация параметров,длинных линий............229
§ 2. Дальние электропередачи трехфазного тока........'. . . 232
§ 3. Дальние электропередачи постоянного тока........... 233
•Глава XIII Энергетические системы и режимы их работы
, ? 1. Общие сведения и классификация энергетических систем . . . .237
I 2. Режимы энергосистем.....................239
3. .Совмещенный график нагрузки энергосистемы и его распределение : между отдельными электростанциями . . . . . > . . . , . . . . 240
§ 4. Баланс активной и реактивной мощностей в системе ...... 242
§ ,5. Взаимосвязь частоты, напряжений, активных и реактивных мощностей в системе ....... . • • • • • ............246
§ 6. Понятие о регулировании частоты и активной мощности .... 248 . ,-.§ 7. Виды системной автоадатики и основные принципы ее осуществле-* «tor . . . . . .,',.. . . .'. ..... . ..........j . . . .;253
• § 8. -Влияние тяговой нагрузки йа работу электрических систем и \».-•'--.' объединение энергосистем. . . . . . . ; » ;'.-. ; > ...... 257
. . ••'..' •; "4 ' : ' •' ' Глава '-XIV ' ;":' ' • .'•;' '• Экономические режимы работы электрических сетей и систем
§ 1. Показатели экономичности производства и распределения электрической энергии . ..... . . . . . . . . . v . . . . . > , 259
§ 2. Наивыгоднейшее распределение активной нагрузки Между отдель-нымн агрегатами и станциями системы . / . » . ..... . 4 • 261
§ 3. Повышение коэффициента мощности электроустановок . •. .... 265 § 4. Принудительное распределение мощностей в замкнутых сетях . . 271 § 5. Повышение уровня. напряжения в электрических системах . . , 274 § 6. Выбор сечений проводов линий электрических сетей по •условию,
минимальных потерь . ........... . <'.... . . . . . ,274
§ 7. Экономические "режимы работы силовых трансформаторов . . , 276
Глава XV -,
' е , - • - " • • .
Основные сведения по эксплуатации электрических сетей и систем
§ 1. Общие вопросы организации эксплуатации.......... . 280
s 2. Мероприятия по безопасности эксплуатации электрических сетей 282 | 3. Эксплуатация воздушных ли^ий . . ... . . . .' . . . . . . .."284
к .4. Эксплуатация кабельных линий............. ...~ 287
| 5. Основные вопросы эксплуатации силовых трансформаторов . . . "290
Приложения
1. Расчетные данные для стальных проводов ...........295
2. Расчетные данные для алюминиевых проводов.......... 295
3. Расчетные данные для сталеалюминиевых проводов .......296
4. Активные и внутренние индуктивные сопротивления стальных однопроволочных проводов . , , . . '. ,....... . . . .. . 296
5. Активные и внутренние индуктивные сопротивления стальных мно'го-проволочных проводов......................297
6. Внешние индуктивные сопротивления воздушных линий со стальными проводами ........................297
7. Индуктивные сопротивления воздушных линий с алюминиевыми проводами..........................., • 297
8. Индуктивные сопротивления воздушных линий со сталеалюминие-выми 'проводами ........................298
9. Емкостная проводимость воздушных линий со сталеалюминиевыми проводами.............................298
10. Активные и индуктивные сопротивления и емкостные проводимости трехжильных кабелей с медными жилами............ 299
11. Длительно допустимые нагрузки на неизолированные (голые)/провода.................... .......... 300
12. Длительно допустимые нагрузки на провода и шнуры с резиновой и полихлорвиниловой изоляцией с медными и алюминиевыми жилами 300
13. Длительно допустимые нагрузки во на провода с медными жилами
с резиновой изоляцией в металлических защитных оболочках и. у кабели с медными и алюминиевыми жилами с резиновой изоляцией в свинцовой, полихлорвинил'овой и негорючей резиновой оболочках, .,,-, : бронированные и небронированные . ....... . '. . . . . •» 361
14. Длительно допустимые нагрузки в а на кабели с-медными и а лиг - : ' тлинийвымй жилами с бумажной, пропитанной маслокаиифольной л
, изоляцией в свинцовой или алюминиевой оболочке, прокладывае-мые в земле ...... .....: . . . . . . . ... ; , • -301 г
1§. Поправочные коэффициенты на число работающих кабелей, лежа- •• v щих рядом в земле, в трубах и без них . . . . . . . '. • • • .- • 302
16. Длительнб допустимые нагрузки кабелей с медными и алюминиевыми жилами с бумажной, пропитанной масявканифоЛьной изоляг ци^й в свинцовой или алюминиевой- оболочке при прокладке на
воздухе .^. . . . . .,. • • . • • • • "* • • • • • • • • 302 ч
313
'
:-17. Длительно Допустимые нагрузки в а на-кабели е медными и алюми-^Г ^нневымн жилами с бумажной, пропнтавной маслоканифольной изо-•'-^1 ладней в свинцовой -«ли алюминиевой оболочке" при прокладке
в-тоде ,.......^-. . ..........,..,......303
Ш, Поправочные коэффициенты на температуры земли и воздуха для . токовых нагрузок на неизолированные в изолированные провода и
^ ^айеав .............................303
-:J§.rХарактеристики трехфазных двухобмоточных трансформаторов на-*./* иряжеинем до 110 к& V ....;.,. .—........^ »-. ,_3Q?
15, "^{^явристики трехфазных трехобмоточных трансформаторов . ."30&
2L'Напряжения короткого'замыкания между оОюткамн, хрехобмоточ-^ , в«х трансформаторов . ~ .'...-,........"'Л^Г'Г";-. 3G&
22- Характеристики трансформаторов с регулированием напряжения : - -"под нагрузкой.........................307
ЗЗ^Номивальные напряжения и напряжения регулировочных ответ-," .ааевнй „ . . 1 . . .-.....,....,...........308
24. Ос'в.овные технические данные, синхронных компенсаторов .... 308
:,^-^«аденсаторы бумажно-масляные (косинусные) ......, . . 309
f^r Няиияал4ные токи плавких вставо^..........л:' . . "гЗЙ&
Цена: 150руб.
