Ли́ния электропереда́чи (ЛЭП) — часть энергосистемы и электрической сети, предназначенная для передачи электроэнергии от объектов генерации к преобразовательным и распределительным узлам, а также для связи смежных энергосистем.
Различают воздушные и кабельные линии электропередачи. В последнее время приобретают популярность газоизолированные линии — ГИЛ.
По ЛЭП также передают информацию при помощи высокочастотных сигналов (по оценкам специалистов, в СНГ используется порядка 60 тысяч ВЧ-каналов по ЛЭП) и ВОЛС. Используются они для диспетчерского управления, передачи телеметрических данных, сигналов релейной защиты и противоаварийной автоматики.
Строительство ЛЭП — сложная задача, которая включает в себя проектирование, топографо-геодезические работы, монтаж, обслуживание и ремонт.
История Получение энергии и её немедленное использование применялось человечеством издревле (напр. ветряные двигатели, совмещенные с мельничными жерновами; водяные колеса, совмещенные с механическим молотом; вертелы, вращаемые рабами или животными, совмещенные с кузнечными мехами). Данный подход не всегда удобен, так как местностей со стабильно дующими ветрами немного, количество запруд на реке ограничено, расположены они могут быть в неудобной труднопроходимой местности вдали от поселений и промышленных центров и т. п. Очевидным решением было получение энергии в одном месте с возможностью ее передачи к потребителю в другое.
В Средние века и в эпоху промышленной революции предлагались проекты передачи механической мощности на большие расстояния с помощью длинных валов и пневматических труб, которые не были реализованы ввиду технических сложностей.
Открытия в области электричества сделали возможным генерацию различными способами электрической энергии и передачу её потребителю с помощью относительно простых, компактных, дешевых и лёгких в прокладке и монтаже электрокабелей с последующим преобразованием электрической энергии в любой другой необходимый вид энергии.
Воздушные линии электропередачи
Воздушная линия электропередачи (ВЛ) — устройство, предназначенное для передачи или распределения электрической энергии по проводам, находящимся на открытом воздухе и прикреплёнными с помощью траверс (кронштейнов), изоляторов и арматуры к опорам или другим сооружениям (мостам, путепроводам). ВЛи — воздушная линия, выполненная изолированными проводами (СИП).
Состав ВЛ Провода Траверсы Изоляторы Арматура Опоры Грозозащитные тросы Разрядники Заземление Секционирующие устройства Волоконно-оптические линии связи (в виде отдельных самонесущих кабелей, либо встроенные в грозозащитный трос, силовой провод) Вспомогательное оборудование для нужд эксплуатации (аппаратура высокочастотной связи, ёмкостного отбора мощности и др.) Элементы маркировки высоковольтных проводов и опор ЛЭП для обеспечения безопасности полётов воздушных судов. Опоры маркируются сочетанием красок определённых цветов, провода — авиационными шарами для обозначения в дневное время. Для обозначения в дневное и ночное время суток применяются огни светового ограждения - бализоры.
Документы, регулирующие ВЛ
Конструкция ВЛ, её проектирование и строительство регулируются Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) и Строительными нормами и правилами (СНиП).
Классификация ВЛ
По роду тока
ВЛ переменного тока ВЛ постоянного тока В основном, ВЛ служат для передачи переменного тока (трехфазного), и лишь в отдельных случаях (например, для связи энергосистем, питания контактной сети и другие) используются линии постоянного тока.
Линии постоянного тока имеют меньшие потери на ёмкостную и индуктивную составляющие. В СССР было построено несколько линий электропередачи постоянного тока, среди которых: Москва — Кашира (Проект «Эльба», 1951 год); Волгоград — Донбасс (1965 год); Экибастуз — Центр (незавершённая).
Широкого распространения такие линии не получили, главным образом, в связи с необходимостью возведения сложных концевых подстанций с большим количеством вспомогательной аппаратуры.
По назначению Дальние межсистемные ВЛ напряжением 500 кВ и выше (предназначены для связи отдельных энергосистем). Магистральные ВЛ напряжением 220,330,500 кВ (предназначены для передачи энергии от электростанций, для внешнего электроснабжения крупнейших городов, а также для связи энергосистем и объединения электростанций внутри энергосистем — к примеру, соединяют электростанции с крупными узловыми подстанциями). Распределительные ВЛ напряжением 110,150 и 220 кВ (предназначены для электроснабжения крупных промышленных предприятий и населённых пунктов — соединяют узловые подстанции с подстанциями глубокого ввода городов). ВЛ напряжением 35 кВ применяются преимущественно для электроснабжения сельскохозяйственных (загородных) потребителей. ВЛ 20 кВ и ниже, подводящие электроэнергию к потребителям. Современная городская распределительная сеть выполняется, как правило, на напряжение 10 кВ.
По напряжению
ВЛ до 1000 В (ВЛ низкого класса напряжений) ВЛ выше 1000 В ВЛ 1-35 кВ (ВЛ среднего класса напряжений) ВЛ 110—220 кВ (ВЛ высокого класса напряжений) ВЛ 330—750 кВ (ВЛ сверхвысокого класса напряжений) ВЛ выше 750 кВ (ВЛ ультравысокого класса напряжений)
Эти группы существенно различаются, в основном — требованиями в части расчётных условий и конструкций.
В сетях СНГ общего назначения переменного тока 50 Гц, согласно ГОСТ 721-77, должны использоваться следующие номинальные межфазные напряжения: 380 В; (6)Номинальные напряжения, указанные в скобках, для вновь проектируемых сетей не рекомендуются. Для существующих и расширяющихся электрических сетей на номинальные напряжения 3 и 150 кВ электрооборудование должно изготовляться (см. ГОСТ 721-77)., 10, 20, 35, 110, 220, 330, 500, 750 и 1150 кВ. Также существуют сети, построенные по устаревшим стандартам с номинальными межфазными напряжениями: 220 вольт, 3, 15 и 150 киловольт. Номинальное напряжение для линий постоянного тока не регламентировано, чаще всего используются напряжения: 150, 400 (Выборгская ПС — Финляндия) и 800 кВ. В специальных сетях могут использоваться и другие классы напряжений, в основном это касается тяговых сетей железных дорог (27,5 кВ, 50 Гц переменного тока и 3,3 кВ постоянного тока), метрополитена (825 В постоянного тока), трамваев и троллейбусов (600 В постоянного тока).
Самой высоковольтной ЛЭП в мире являлась линия Экибастуз — Кокшетау, номинальное напряжение — 1150 кВ. Однако в настоящее время линия эксплуатируется под вдвое меньшим напряжением — 500 кВ. В 1970-х годах в Советском Союзе в процессе подготовки к строительству линии передачи постоянного тока Экибастуз — Центр прорабатывались детали проекта системы электропередачи следующего класса напряжений 2000 — 2200 кВ между электростанциями КАТЭКа и европейской частью страны, но из-за распада СССР и технико-технологических причин реализован он не был.
По режиму работы нейтралей в электроустановках Трёхфазные сети с незаземлёнными (изолированными) нейтралями (нейтраль не присоединена к заземляющему устройству или присоединена к нему через аппараты с больши́м сопротивлением). В СНГ такой режим нейтрали используется в сетях напряжением 3—35 кВ с малыми токами однофазных замыканий на землю. Трёхфазные сети с резонансно-заземлёнными (компенсированными) нейтралями (нейтральная шина присоединена к заземлению через индуктивность). В СНГ используется в сетях напряжением 3-35 кВ с малыми токами однофазных замыканий на землю. Трёхфазные сети с эффективно-заземлёнными нейтралями (сети высокого и сверхвысокого напряжения, нейтрали которых соединены с землёй непосредственно или через небольшое активное сопротивление). В России это сети напряжением 110, 150 и частично 220 кВ, в которых применяются трансформаторы (автотрансформаторы требуют обязательного глухого заземления нейтрали). Сети с глухозаземлённой нейтралью (нейтраль трансформатора или генератора присоединяется к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление). К ним относятся сети напряжением менее 1 кВ, а также сети напряжением 220 кВ и выше.
По режиму работы в зависимости от механического состояния ВЛ нормального режима работы (провода и тросы не оборваны). ВЛ аварийного режима работы (при полном или частичном обрыве проводов и тросов). ВЛ монтажного режима работы (во время монтажа опор, проводов и тросов).
Основные элементы ВЛ Трасса — положение оси ВЛ на земной поверхности. Пикеты (ПК) — отрезки, на которые разбита трасса, длина ПК зависит от номинального напряжения ВЛ и типа местности. Нулевой пикетный знак обозначает начало трассы. Центровой знак на трассе строящейся ВЛ обозначает центр расположения опоры. Производственный пикетаж — установка пикетных и центровых знаков на трассе в соответствии с ведомостью расстановки опор. Фундамент опоры — конструкция, заделанная в грунт или опирающаяся на него и передающая ему нагрузку от опоры, изоляторов, проводов (тросов) и от внешних воздействий (гололёда, ветра). Основание фундамента — грунт нижней части котлована, воспринимающий нагрузку. Пролёт (длина пролёта) — расстояние между центрами двух опор, на которых подвешены провода. Различают промежуточный пролёт (между двумя соседними промежуточными опорами) и анкерный пролёт (между анкерными опорами). Переходный пролёт — пролёт, пересекающий какое-либо сооружение или естественное препятствие (реку, овраг). Угол поворота линии — угол α между направлениями трассы ВЛ в смежных пролётах (до и после поворота). Стрела провеса — вертикальное расстояние между низшей точкой провода в пролёте и прямой, соединяющей точки его крепления на опорах. Габарит провода — вертикальное расстояние от провода в пролёте до пересекаемых трассой инженерных сооружений, поверхности земли или воды. Шлейф (петля) — отрезок провода, соединяющий на анкерной опоре натянутые провода соседних анкерных пролётов.
Монтаж воздушных линий электропередачи Монтаж линий электропередачи осуществляется методом «под тяжением». Это особенно актуально в случае сложного рельефа местности. При подборе оборудования для монтажа ЛЭП необходимо учитывать количество проводов в фазе, их диаметр и максимальное расстояние между опорами ЛЭП.
Кабельные линии электропередачи
Кабельная линия электропередачи (КЛ) — линия для передачи электроэнергии или отдельных её импульсов, состоящая из одного или нескольких параллельных кабелей с соединительными, стопорными и концевыми муфтами (заделками) и крепёжными деталями, а для маслонаполненных линий, кроме того — с подпитывающими аппаратами и системой сигнализации давления масла.
Классификация Кабельные линии классифицируют аналогично воздушным линиям. Кроме того, кабельные линии делят: по условиям прохождения: подземные; по сооружениям; подводные. по типу изоляции: жидкостная (пропитанная кабельным нефтяным маслом); твёрдая: бумажно-масляная; поливинилхлоридная (ПВХ); резино-бумажная (RIP); сшитый полиэтилен (XLPE); этилен-пропиленовая резина (EPR). Здесь не указаны изоляция газообразными веществами и некоторые виды жидкостной и твёрдой изоляции из-за их относительно редкого применения в момент написания статьи.
Кабельные сооружения К кабельным сооружениям относятся: Кабельный тоннель — закрытое сооружение (коридор) с расположенными в нём опорными конструкциями для размещения на них кабелей и кабельных муфт, со свободным проходом по всей длине, позволяющим производить прокладку кабелей, ремонт и осмотр кабельных линий. Кабельный канал — непроходное сооружение, закрытое и частично или полностью заглублённое в грунт, пол, перекрытие и т. п. и предназначенное для размещения в нём кабелей, укладку, осмотр и ремонт которых возможно производить лишь при снятом перекрытии. Кабельная шахта — вертикальное кабельное сооружение (как правило, прямоугольного сечения), у которого высота в несколько раз больше стороны сечения, снабжённое скобами или лестницей для передвижения вдоль него людей (проходные шахты) или съёмной полностью или частично стенкой (непроходные шахты).