Как определить напряжение линий электропередач: простые способы

Натуральная мощность и пропускная способность ЛЭП

Натуральная мощность

ЛЭП обладает индуктивностью и ёмкостью. Ёмкостная мощность пропорциональна квадрату напряжения и не зависит от мощности, передаваемой по линии. Индуктивная же мощность линии пропорциональна квадрату тока, а значит и мощности линии. При определённой нагрузке индуктивная и ёмкостная мощности линии становятся равными, и они компенсируют друг друга. Линия становится «идеальной», потребляющей столько реактивной мощности, сколько её вырабатывает. Такая мощность называется натуральной мощностью. Она определяется только погонными индуктивностью и ёмкостью и не зависит от длины линии. По величине натуральной мощности можно ориентировочно судить о пропускной способности линии электропередачи. При передаче такой мощности на линии имеет место минимальные потери мощности, режим её работы является оптимальным.
При расщеплении фаз, за счёт уменьшения индуктивного сопротивления и увеличения емкостной проводимости линии, натуральная мощность увеличивается. При увеличении расстояния между проводами натуральная мощность уменьшается, и наоборот, для повышения натуральной мощности необходимо уменьшать расстояние между проводами.
Наибольшей натуральной мощностью обладают кабельные линии, имеющие большую емкостную проводимость и малую индуктивность.

Пропускная способность

Под пропускной способностью электропередачи понимается наибольшая активная мощность трёх фаз электропередачи, которую можно передать в длительном установившемся режиме с учётом режимно-технических ограничений. Наибольшая передаваемая активная мощность электропередачи ограничена условиями статической устойчивости генераторов электрических станций, передающей и приёмной части электроэнергетической системы, и допустимой мощностью по нагреву проводов линии с допустимым током. Из практики эксплуатации электроэнергетических систем следует, что пропускная способность ЛЭП 500 кВ и выше обычно определяется фактором статической устойчивости, для ЛЭП 220—330 кВ ограничения могут наступать как по условию устойчивости, так и по допустимому нагреву, 110 кВ и ниже — только по нагреву.

Характеристика пропускной способности воздушных линий электропередачи

Как подобрать ткань?

Виды ЛЭП по напряжению

Грелка на чайник «Снеговик»

Немного истории

В свое время, в проектировании естественного лофта требовалось минимум затрат на декор и отделку.

В очищенное от пыли и копоти помещение проводились коммуникации, ставилась мебель – и готово.

Высокий потолок с открытым лабиринтом труб, голая кирпичная кладка, окна во всю стену и бетонный пол сохраняли индустриальный дух, а уже предметы обихода придавали жилью обитаемый вид.

Основной принцип планировки кухни лофт – максимально открытое пространство, наполненное воздухом и светом, напоминающее производственные цеха, создающее атмосферу свободного движения.

Главные и отличительные черты дизайна кухни в стиле лофт:

• Такая кухня должна быть просторной и светлой, большие окна и желательно без лишних стен и перегородок;
• Этот стиль не терпит нагромождения мебели, аксессуаров, бытовой техникой и т.п.;
• Стены часто оставляются не заштукатуренными, особенно если это кирпич;
• Приветствуется наличие балок, вентиляционных труб, элементов из грубого массива дерева, могут проглядываться проводка и коммуникации;
• Тонкое сочетание индустриализма и неоклассики, натуральных и современных материалов и форм;
• Лофт – переменчивый и не ограничивающий фантазию стиль, идеально подходит для кухни в квартире-студио.

При проектировании помещения в стиле лофт, в свое время, исходили исключительно из экономии. Ничего не нужно делать со стенами и полом, потолком и окнами.

Просто ставился кухонный гарнитур, проводилась электрика, приводилась в порядок сантехника, устанавливалось освещение и бытовая техника – всё, кухня готова!

В цветовых решениях, если они вообще применимы к данному стилю, существует абсолютная свобода.

Существует две разновидности лофта — естественный и декоративный.

Первый — это классический случай, по сути, описанный в предыдущем абзаце.

Второй же, это результат целенаправленной работы дизайнера для заказчика, который захотел квартиру или кухню в стиле «loft».

Приборы контроля зарядного режима

С кем и как согласовывать работы

Подробно взаимодействие с предприятиями, в подведомственности которых находятся линии связи, получение разрешений и согласование работ отображено в постановлении N 578. По ЛЭП таким документом является постановление N 160. Общие правила содержатся в иных документах, указанных нами в начале статьи.

Во всех случаях при плановых работах по обслуживанию линий владелец участка письменно предупреждаться ответственным предприятием.

Соласование на работы в зонах линий связи

Параметры участков, на которых запрещены работы, посадку деревьев определяют эксплуатирующие организации. Границы и расположение линий связи создаются ими и согласовываются с местным самоуправлением (администрациями) по предварительно составленным проектам.

При наличии охранных зон на отводящихся участках для с/х, огородов, садов в документах на такие земли делается отметка о наличии сегментов со спецрежимом. Выделение таких наделов проводится органами местного самоуправления по согласованию с эксплуатирующими линии компаниями, которые также письменно информируют владельца участка об описываемой особенности, а также определяют компенсации, связанные с этим.

На работы, проводимые владельцем (пользователем) участка, должно быть получено письменное согласие предприятия, отвечающего за линии (Р. III пост. N 160). При этом такой документ также должен быть получен в специальных органах по надзору и контролю для мер по выявлению расположения подземных коммуникаций.

Застройщик, намеревающийся работать в зоне, не позднее чем за 3 сут. (рабочие дни) до начала мероприятия обязан вызвать ответственного работника обслуживающей компании для точного определения расположения кабелей. По результатам анализа составляется акт. Линия обозначается вешками, знаками. Производители работ ознакомляются с данными об опасности, с полученной информацией. Застройщики уведомляют ответственное предприятие о начале мероприятий не позднее чем за 3 сут. Работы до прибытия на место представителя последнего запрещены.

Предприятие обязано возмещать собственникам участков убытки, связанные с обслуживанием линии связи и ЛЭП.

Согласования работ в охранных зонах ЛЭП

Для согласования работы в охранной зоне ВЛ или иного вида (подземной, подводной) заинтересованные лица подают заявление в сетевую организацию не позднее чем за 15 раб. дн. Последняя обязана в двухдневный срок рассмотреть обращение и принять решение о согласовании. С заявлением подается проект, техническая документация (для взрывных мероприятий обязательные) и описание работ.

Вред технике и средствам коммуникации

Увеличение на территории страны протяженности передающих электричество трасс привело к тому, что электромагнитное поле ЛЭП стало оказывать влияние на приём телесигналов и на радиосвязь.

Какие бывают причины возникновения радиопомех от ВЛ, почему они оказывают влияние на прием ТВ? В результате коронного разряда в пространстве у проводов возникают электромагнитные возмущения, они и являются причиной помех для радиоприемных устройств.

А как влияет погода на радиопомехи? В зависимости от метеорологических условий, помехи могут уменьшаться, возрастать или исчезнуть на время. Например, когда дождями смываются загрязнения с проводов, снижается и уровень помех на радиоканалах и на линиях связи. Они не возрастают и при тумане или росе. А вот в дождливую погоду рост помех на эфирном телевидении происходит пропорционально интенсивности дождя.

При использовании опор ВЛ для монтажа волоконно-оптических линий связи, необходимо учитывать, что на ВОЛС будет действовать электромагнитное поле. Наводящийся при этом потенциал послужит причиной преждевременного выхода её из строя. Во избежание этого момента, нужно найти точку нулевого потенциала и крепить оптический кабель в ней.

Высоковольтная ЛЭП оказывает небезопасное влияние на стальные магистральные трубопроводы, в том числе и на газопроводы в случаях:

• параллельного следования трубопровода и ЛЭП;
• в местах их пересечения;
• в местах сближения и удаления друг от друга.

Опасность заключается в том, что создаваемое воздушной электрической линией переменное электромагнитное поле воздействует на трубопровод, находящийся в земле. Появляющаяся при этом индукция приводит к образованию в трубопроводе продольной ЭДС. Здоровье и жизнь обслуживающего персонала оказывается под угрозой.

Как влияет этот процесс на сам трубопровод? Из-за переменного тока происходит электролитическая коррозия металла. Могут выйти из строя электрические устройства, связанные с трубопроводом. Помимо этого, если произойдет обрыв ЛЭП, трубопровод может оказаться под высоким напряжением.

Для обеспечения безопасности, используют устройства защиты трубопровода (УЗТ):

Оказывает ли влияние магнитное поле ВЛ на мобильную связь, на телефоны? Многое зависит от оператора, от технических возможностей телефона, от расстояния до ЛЭП. При повышенной влажности, когда отчетливо слышны коронирующие разряды, связь у опоры может быть слабой или, вообще, отсутствовать. Но, в целом, воздушные линии не оказывают значительного влияния на сотовую связь.

Тоже можно сказать о действии ВЛ на дроны и другие радиоуправляемые модели. Помехи, возникающие в ЛЭП, могут мешать управлению этими устройствами. Но, в основном, движению квадрокоптеров ничто не мешает. Их даже планируют использовать при технологических осмотрах воздушных электрических трасс.

Охранная зона

Для обеспечения сохранности, нормального функционирования, удобства обслуживания и ремонта ВЛЭП, а также для предотвращения травматизма и гибели людей, вдоль трасс вводятся зоны с особым режимом использования. Таким образом, охранная зона воздушных линий электропередачи — это земельный участок и воздушное пространство над ним, заключенное между вертикальными плоскостями, стоящими на определенном расстоянии от крайних проводов. В охранных зонах запрещена работа грузоподъемной техники, строительство зданий и сооружений. Минимальное расстояние от воздушной линии электропередачи определяется номинальным напряжением.

При пересечении несудоходных водоемов, охранной зоне воздушных линий электропередач соответствуют аналогичные расстояния, а для судоходных ее размер увеличивается до 100 метров. Кроме того, руководящими указаниями определяются наименьшие удаления проводов от поверхности земли, производственных и жилых построек, деревьев. Запрещена прокладка высоковольтных трасс над крышами зданий (кроме производственных, в особо оговоренных случаях), над территориями детских учреждений, стадионов, культурно-развлекательных и торговых площадок.

Что запрещено в охранных зонах ЛЭП

В границах защитно-санитарного пространства категорически не допускаются действия, угрожающие нормальному режиму, стабильности функционирования линий, во время которых создается опасность для людей, для работоспособности объекта, возможность пожаров.

Прямо запрещенные работы в охранной зоне ЛЭП (укажем общий список по ГОСТу, в Р. III постановления 160 он более подробный):

• размещение объектов с ГСМ, ГЖ, ЛВЖ;
• свалки;
• мероприятия, связанные с взрывами;
• разведение огня;
• сброс, слив едких, коррозионных смесей, ГСМ;
• набрасывание, приближение к опорам, проводам предметов;
• нельзя взбираться на конструкции;
• любые действия и пребывание в сегменте со спецрежимом при грозе, экстремальной погоде.

Что запрещено без согласия обслуживающей организации (работы выделены отдельно как таковые, которые возможны, но с согласия ответственных предприятий, по постановлению N 160, п. 10):

• мероприятия строительного, монтажного характера, полив, посадка, вырубка, а также складирование кормов, топлива и пр. Нельзя обустраивать дороги для ТС, механизмов с высотой, превышающей 4.5 м;
• если прокладка подземная, то запрещены работы земляные, планировка с использованием землеройных приспособлений;
• для подводных линий запрещены мероприятия, затрагивающие грунты дна, обустройство причалов, перемещение с отданными якорями, тралами, подобным. Запрещены водопои, выделение рыбопромысловых наделов;
• для воздушных ЛЭП работы с подъемными, выдвижными конструкциями разрешены, если зазор от корпуса, трансформирующихся сегментов, поднимаемых объектов до наиболее близко расположенного провода не меньше по табл. 2 ГОСТа.

Поливные работы

В ГОСТе отдельными пунктами выделены поливные работы, так как они составляют непосредственную опасность из-за повышенных токопроводящих свойств воды в любых ее формах (брызги и даже распыленные мелкие капли). Такие мероприятия допустимы при любой погоде, если струя за рамками охранного пространства, а также, если она входит в него, но не поднимается выше 3 м от земли.

Канада

В восточной части страны достаточно широко развита сеть напряжением 735 кВ, в западной — 500 кВ. Развитие сети 735 кВ вызвано необходимостью выдачи мощности одной из крупнейших в мире ГЭС на р. Черчилл мощностью 5,2 ГВт, а также каскада ГЭС на р. Св. Лаврентия. Для выдачи мощности ГЭС на р. Нельсон сооружена линия электропередачи постоянного тока Нельсон Ривер — Виннипег — двухцепная передача длиной 800 км: первая цепь на ртутных вентилях (±450 кВ, 1620 МВт), вторая цепь на высоковольтных тиристорных вентилях (±500 кВ, 2000 МВт). Кроме того, имеется вставка постоянного тока Ил Ривер 320 МВт, предназначенная для связи энергосистем Канады и США. На западном побережье
Канады проложена подводная передача от материка до о. Ванкувер, имеющая два кабеля переменного тока (138 кВ, 120 МВт) и два кабеля постоянного тока (+260+280 кВ, 370 МВт). Имеется также вставка постоянного тока Шатегей (1000 МВт), связывающая сеть 735 кВ в Канаде и сеть 765 кВ в США.
Развитые сети 500 кВ в западной части Канады объединяют крупные электростанции и узлы нагрузки в промышленных районах западных провинций. Непосредственной связи энергосистемы восточной и западной частей Канады не имеют, поскольку они разделены горными хребтами. Связь осуществляется через энергосистемы США. Существуют межсистемные связи 500 кВ между энергосистемами Канады и США в западной части этих стран.
Таким образом, на севере США и юге Канады существуют два крупных энергообъединения: энергосистемы северо-восточной части США н юго-восточной части Канады и энергосистемы северо-западной части США и юго-западной части Канады.

Почему не работает клапан

Признак того, что сломался обратный клапан — система не может удержать набранное давление. Вернее, поломанный клапан — только одна из причин. Вторая — негерметичность подающего трубопровода. Так что придется проверять оба варианта.

Как выглядит обратный клапан на воду в разрезе

Если посмотрите внимательно на устройство обратного клапана, то поймете, что ломаться-то и нечему. Возможные поломки — клин на штоке и мусор, который мешает диску плотно прижаться. Может быть еще износ запорной пластины. Последнее — неизлечимо, сразу меняем. Износ — это и продавленные бороздки от седла на уплотнительном кольце тоже. Так что наличие уплотнения — неоднозначное преимущество. Резина продавливается и клапан начинает «травить».

Так выглядит засор на ОК малого диаметра

Если покосился или заклинил шток, в некоторых случаях можно поправить его. Как правило, это не надолго, и снова он заклинит довольно скоро. Если же запорная пластина была засорена, обычно ее можно очистить. А чтобы подобная ситуация не повторялась, поставьте перед обратным клапаном фильтр. Если там он уже есть, а вода все еще слишком грязная, вариантов несколько:

• поставьте второй — более мелкий фильтр;
• либо поднимите конец трубопровода от уровня дна;
• почистите или углубите колодец или скважину.

Если речь о погружном насосе типа «Малыш«, снизить количество мути поможет гашение вибраций, которые возникают при его работе. Способы разные — от применения пружин в подвесе, до прорезиненной подвески. Это действительно помогает. Еще как вариант — в колодец на дно поставить бочку с широкой горловиной, а в нее насос. Меньше будет подниматься ил и песок.

Можно увидеть вот такую картину

Следующее замечание. Если после длительного периода работы без поломок, обратные клапаны стали «лететь» один за другим, возможно изменился уровень воды и вам надо переместить точку всасывания. Второй вариант — песком или илом забились трубы и надо трубопровод элементарно промыть. Ну, и проверить его на герметичность. Кстати, если станция не набирает давления, то дело, скорее всего не в обратном клапане, а в груше, ее креплении, ниппеле и т.д.

Литература

• Электромонтажные работы. В 11 кн. Кн. 8. Ч. 1. Воздушные линии электропередачи: Учеб. пособие для ПТУ / Магидин Ф. А.; Под ред. А. Н. Трифонова. — М.: Высшая школа, 1991. — 208 с. — ISBN 5-06-001074-0
• Рожкова Л. Д., Козулин В. С. Электрооборудование станций и подстанций: Учебник для техникумов. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат, 1987. — 648 с.: ил. ББК 31.277.1 Р63
• Проектирование электрической части станций и подстанций: Учеб. пособие / Петрова С. С.; Под ред. С. А. Мартынова. — Л.: ЛПИ им. М. И. Калинина, 1980. — 76 с. — УДК 621.311.2(0.75.8)
• Федоров А. А., Попов Ю. П. Эксплуатация электрооборудования промышленных предприятий. — М.: Энергоатомиздат, 1986. — 280 с.

Потери в ЛЭП

Потери электроэнергии в проводах зависят от силы тока, поэтому при передаче её на дальние расстояния, напряжение многократно повышают (во столько же раз уменьшая силу тока) с помощью трансформатора, что при передаче той же мощности позволяет значительно снизить потери. Однако с ростом напряжения начинают происходить различные разрядные явления.

В воздушных линиях сверхвысокого напряжения присутствуют потери активной мощности на корону (коронный разряд). Коронный разряд возникает, когда напряжённость электрического поля E{\displaystyle E} у поверхности провода превысит пороговую величину Ek{\displaystyle E_{k}}, которую можно вычислить по эмпирической формуле Пика: Ek=30,3β(1+0,298rβ){\displaystyle E_{k}=30{,}3\beta \left({1+{\frac {0{,}298}{\sqrt {r\beta }}}}\right)} кВ/см, где r{\displaystyle r} — радиус провода в метрах, β{\displaystyle \beta } — отношение плотности воздуха к нормальной.

Напряжённость электрического поля прямо пропорциональна напряжению на проводе и обратно пропорциональна его радиусу, поэтому бороться с потерями на корону можно, увеличивая радиус проводов, а также (в меньшей степени) — применяя расщепление фаз, то есть используя в каждой фазе несколько проводов, удерживаемых специальными распорками на расстоянии 40-50 см. Потери на корону приблизительно пропорциональны произведению U(U−Uкр){\displaystyle U(U-U_{\text{кр}})}.

Потери на корону резко возрастают с ростом напряжения, среднегодовые потери на ЛЭП напряжением 500 кВ составляют около 12 кВт/км, при напряжении 750 кВ — 37 кВт/км, при 1150 кВ — 80 кВт/км. Потери также резко возрастают при осадках, особенно изморози, и могут достигать 1200 кВт/км.

Потери в ЛЭП переменного тока

Важной величиной, влияющей на экономичность ЛЭП переменного тока, является величина, характеризующая соотношение между активной и реактивной мощностями в линии — cos φ.  — часть полной мощности, прошедшей по проводам и переданной в нагрузку;  — это мощность, которая генерируется линией, её зарядной мощностью (ёмкостью между линией и землёй), а также самим генератором, и потребляется реактивной нагрузкой (индуктивной нагрузкой)

Потери активной мощности в линии зависят и от передаваемой реактивной мощности. Чем больше переток реактивной мощности, тем больше потери активной.

При длине ЛЭП переменного тока более нескольких тысяч километров наблюдается ещё один вид потерь — радиоизлучение. Так как такая длина уже сравнима с длиной электромагнитной волны частотой 50 Гц (λ=cν={\displaystyle \lambda =c/\nu =}6000 км, длина четвертьволнового вибратора λ4={\displaystyle \lambda /4=}1500 км), провод работает как излучающая антенна.

Места установки клапанов

Обратные клапаны для воды устанавливают в квартирах с системой центрального водоснабжения.

При резком превышении давления горячей воды она через смеситель может пойти в трубопровод с холодной водой. Чтобы предотвратить подобную ситуацию устанавливают обратные клапаны.

Для счетчика воды также желательно установить обратный клапан. Он защищает счетчик от гидроударов, появляющихся в системе при использовании неисправных сантехнических приборов. Устанавливается после прибора учета.

В домах с автономным отоплением применяют насосы для подачи воды в отопительную систему.

Перед насосом обязательно устанавливается клапан обратного хода воды.

Он предотвращает сток воды из трубопровода при остановке насоса, следовательно, отпадает необходимость заполнения системы водой при следующем включении насоса.

Доставка воды к потребителю происходит без перебоя. Перед насосом устанавливаются обратные клапаны с подпружиненными дисками.

Для более долгой безупречной работы их желательно устанавливать строго вертикально.

При автономном водоснабжении применяются скважинные погружные насосы. Обратный клапан также необходим для предотвращения слива воды при остановке насоса.

Поток сливающейся воды раскручивает рабочее колесо насоса в обратном направлении, что крайне нежелательно.

Как и на любой насосной станции обратный клапан устанавливается перед насосом. Поскольку клапан находится в погруженном состоянии необходимо его изготовление из антикоррозионных материалов: бронзы, латуни или нержавеющей стали.

Высокотемпературные сверхпроводники

ВТСП-провод

Провода на основе высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП), сверхпроводимость позволяет передавать электрический ток без потерь, а также достичь высокой плотности токов. Большим недостатком в применение ВТСП-проводов является необходимость в постоянном охлаждении, что ограничивает применение ВТСП-проводов на практике. Несмотря на сложности в производстве и эксплуатации ВТСП-проводов, делаются постоянные попытки применения их на практике, так в демонстрационной системе силовой сети, запущенной в эксплуатацию в июле 2006 в США, при напряжении 138 кВ передаётся мощность в 574 МВА на длину 600 метров.

Первая коммерческая сверхпроводящая линия электропередачи была запущена в эксплуатацию фирмой American Superconductor на Лонг-Айленде в Нью-Йорке в конце июня 2008 года. Энергосистемы Южной Кореи собираются создать к 2015 году сверхпроводящие линии электропередачи общей длиной в 20 км.

Итог

Строительство в охранной зоне и другие работы запрещены условно, то есть возможны с согласия компании, в подведомственности которой находится данная инфраструктура. Но также есть и категорически запрещенные мероприятия.

Интересующемуся лицу при анализе информации надо обязательно вычитать нормативные документы, указанные нами в начале статьи, а особенно постановления 160, 1033, 578, где более конкретно подаются списки, что запрещено, что позволено и в каких случаях, в зависимости от параметров линий. Надо отметить, что есть разные правила: есть прямые запреты и условные (работы возможны с согласия ответственных компаний), для линий разной мощности (до 1000 В и выше), для подземных, подводных, воздушных коммуникаций.