Классы напряжения электрических сетей

Чтобы избежать перегрузки в сети, решили разделять линии электропередачи на участки, основываясь на классе напряжения. Поэтому для каждого участка характерно свое напряжение, необходимое для стабильной работы, за рамки которого не выходят. Классы напряжения показывают, какое напряжение подходит для той или иной электросети или группы оборудования. Они также определяют требуемый уровень электроизоляции.

ЛЭП разных классов

Виды электрических сетей

В РФ выделяют 5 классов (уровней) напряжения электрических сетей:

• Ультравысокий — от 1000 кВ.
• Сверхвысокий — от 330 кВ до 750 кВ.
• Высокий — от 110 кВ до 220 кВ.
• Средний — от 1 кВ до 35 кВ.
• Низкий — до 1 кВ.

Напряжение низкого и среднего класса используется в распределительных сетях, высокого и сверхвысокого — в системообразующих сетях, предназначение которых заключается в связывании отдельных энергосистем.

За рамки номинального напряжения в электросетях нельзя выходить. Допустимы лишь минимальные отклонения и только по строгим правилам.

Каждый класс напряжения имеет свое цветовое обозначение. Таким обозначением пользуются при составлении схем электрических сетей и систем.

Цветовое обозначение классов напряжения

Электроэнергетики производят классификацию сетей в России по нескольким признакам.

По типу применения бывают:

• Общие электросети. Их используют для бытовых, промышленных целей, в сельском хозяйстве и транспорте.
• Автономного электроснабжения. С их помощью электричество поставляют на отдаленные объекты, такие как корабли, космические установки.
• Для технологических объектов. Они нужны для снабжения производственных помещений.
• Контактные. Для подачи электричества на транспорт.

Классификация по масштабу сетей выделяет:

• Магистральные сети. Снабжают целые области, большие города и регионы электричеством. Имеют наиболее высокие уровни напряжений.
• Региональные. Отходят от магистральных, нужны для снабжения городов. Им требуется высокий или средний уровень напряжения.
• Районные. Отходят от региональных сетей. Ими пользуются районы и небольшие города. Уровень напряжения, необходимый для работы — средний либо низкий.
• Внутренние. Такие сети подают энергию в отдельные районы населенного пункта. Для внутренних сетей требуется низкий класс напряжения.
• Сети нижнего уровня. Используются для снабжения электричеством отдельных зданий.

Карта магистральных сетей

Классы выделяют и по виду тока. Последний бывает:

• Переменным трехфазным. Электричество поставляется по 3 проводам, фаза смещается на 120 градусов.
• Переменным однофазным. Количество проводов — 2.
• Постоянным. Электричество поставляется без фаз.

По принципу построения различают сети:

• Разомкнутые. Такие сети питает один источник. Могут передавать электричество только в одном направлении.
• Разомкнутые резервированные. Состоят из двух линий. Если сломается одна, то подавать ток будет другая, поэтому потребитель не останется без электричества.
• Замкнутые. Их линии образуют замкнутые контуры. Электричество подается по нескольким направлениям. Питаться замкнутые сети могут как от одного, так и от нескольких источников.

Виды соединений

Если в разомкнутой сети произойдет поломка, то электричество отключится во всех электроустановках, в которые линия его поставляла. В замкнутых при обрыве проводов в одном месте электричество не отключится.

По месту прокладки сети бывают:

• Наружные. Расположены снаружи зданий. Являются источником питания для внутренних сетей.
• Внутренние. Расположены внутри помещений, всегда изолированы проводами в целях безопасности. Снабжают электричеством приборы, питаются от наружных электрических сетей.

По назначению выделяют:

• Распределительные сети. Их функция — правильно распределять ток в места потребления.
• Питающие сети. Исходя из названия, можно понять, что по ним электричество поступает от источников питания к районным щиткам.

В сетях до 1000 Вт питающие сети доставляют энергию от электростанций до щитков. Распределительные в этом случае поставляют ток до приемников.

Конструкции ЛЭП

Для каждого из уровней напряжения используются свои линии электропередачи (ЛЭП). Для низкого устанавливаются одиночные столбы, уходящие основой в почву. При аварии опасность будет не велика. Безопасность обеспечивает громоотвод, находящийся под землей. То же справедливо и для сетей, где класс напряжения средний. Только прибавляются изоляторы, столбы становятся крупнее, а расстояние между ними больше.

Установка столбов при использовании напряжения низших классов

Установки становятся сложнее, когда класс напряжения достигает 35 кВ. Провода надежно изолируют, столбы изготавливают из более прочных материалов, чем дерево. В районах с повышенной грозовой опасностью устанавливают специальные тросы, защищающие от молний. Начиная с уровня 110 кВ, такая защита уже должна быть по всей длине. На линиях, где класс напряжения сверхвысокий, ставят большое количество изоляторов, а столбы достигают внушительных размеров.

Пример ЛЭП со сверхвысоким напряжением

Какой сейчас стандарт напряжения

Большинство людей ошибочно полагают, что общепринятый стандарт напряжения — 220 В. Но Россия в 2015 году ввела новые правила, соответствующие европейским нормам. Сегодняшние стандарты — 230 и 400 В. Реализованы следующие нововведения:

• Изменение напряжения на кабелях;
• увеличение колебаний в сетях, но при допустимой норме 5%;
• небольшие изменения в стоимости электроэнергии;
• показатель частоты подачи напряжения теперь составляет 50 Гц.

По идее после новых стандартов уровень тока в электросетях должен был немного увеличиться. На практике он остался прежним. Поставщики руководствуются ГОСТом 32144-2013, который, несмотря на новые стандарты напряжения, все еще действителен.

По каким причинам уровень тока колеблется

Уровень тока не может оставаться в стабильном состоянии по нескольким причинам:

• Старое оборудование. Советские кабели, проводки и счетчики работают уже не так эффективно, как десятки лет назад.
• Недостаток внимания к сети. На линиях, которые редко проверяют и ремонтируют, часто замечают большие отклонения от нормы.
• Неправильно установленная проводка. Если при конструировании дома были допущены ошибки в прокладке электричества, уровень тока будет колебаться.
• Рост электропотребления. Показатель тока может быть выше положенного, если его необходимо больше, чем предполагалось при установке.

Какое отклонение от нормы допустимо

Чтобы не потерять энергию, все электрические сети проверяют по следующим параметрам:

• Частота;
• сила переменного тока;
• уровень напряжения;
• импульсное напряжение;
• допустимые изменения напряжения;
• коэффициент временного напряжения;
• отклонения от нормы частоты;
• потери напряжения.

По физическим причинам уровень тока не может все время находиться на одном и том же уровне. Он все время колеблется то ниже, то выше нормы. Поэтому было необходимо установить рамки, за которые выходить нельзя. По стандарту 230/400 В от 2015 года на постоянной основе допустимо отклонение на не более чем 5% от нормы. В краткосрочные промежутки времени показатель может быть выше или ниже на 10%. Поэтому напряжение в большинстве розеток может колебаться от 198 до 242 В.

Сильные перепады напряжения негативно сказываются на всех классах электротехники. Поэтому организации, занимающиеся поставкой электроэнергии, обязаны обеспечивать потребителей бесперебойным и стабильным током.

Видео по теме