История электротехники

До 30-х годов РЭС низшего напряжения выполнялись при номинальных напряжениях 127 и 220/127 В. Следующей ступенью стало напряжение 6 кВ, при котором хорошие экономические показатели реализовались для электростанций мощностью до 50 МВт, при электроснабжении промышленности с наиболее крупными двигателями мощностью до 1 МВт, а также при передаче и распределении электроэнергии в городах и сельских районах. Последующее углубление электрификации промышленности, коммунально-бытового и сельского хозяйства обусловило необходимость замены напряжений 220/127 В на 380/220 В, напряжения 6 кВ на 10 кВ, а также применения в некоторых отраслях промышленности (при двигателях 150–800 кВт) напряжений 660/380 Вив отдельных случаях — 1150/660 В. В ряде РЭС (в первую очередь, городских и промышленных) пришлось осуществить перевод действующих электросетей напряжением 220/127 В на работу при напряжении 380/220 В и 6 кВ на работу при 10 кВ (В.А. Козлов, В.Д. Лордкипанидзе и др.) без замены основной части кабельных и воздушных линий при минимальной реконструкции распределительных устройств, но с соответствующей заменой трансформаторов.

Развитие РЭС связано с выполнением сетей по различным схемным принципам. Здесь различается применение трех основных типов схем:

1. Разомкнутые разветвленные сети без взаимного резервирования линий и подстанций. Такие схемы пригодны для электроснабжения потребителей, допускающих аварийные перерывы питания длительностью до 1 сут. Данный тип схем был характерен для начальных стадий развития РЭС, но применяется и в настоящее время для питания некрупных помещений и хозяйств в сельской местности и при малоэтажной застройке периферийных районов малых городов, допускающих указанные перерывы электроснабжения (И.А. Будзко, М.С. Левин, В.А. Козлов, В.В. Зорин и др.).

2. Петлевые (или кольцевые) сети с взаимным резервированием линий при однотрансформаторных подстанциях (6)10/0,38 кВ. Резервирование линий делает возможным сократить аварийные перерывы электроснабжения до 1–3 ч; при аварийных повреждениях трансформаторов (это наиболее редкие аварии в РЭС) электроснабжение части потребителей восстанавливается по резервирующим линиям низшего напряжения, а замена поврежденного трансформатора в большинстве случаев может быть осуществлена в течение одной рабочей смены. Этот тип схемы применяется достаточно давно и является наиболее распространенным в электроснабжении жилых районов городов России и ряда европейских стран, сельскохозяйственных производств и крупных населенных пунктов, а также на промышленных предприятиях, если технологические процессы цехов допускают кратковременные перерывы питания (И.С. Бессмертный, В.А. Козлов, Ю.Л. Мукосеев, В.Д. Лордкипанидзе и др.).

3. Разветвленные радиально-магистральные электросети с взаимным автоматизированным резервированием линий и трансформаторов подстанций. При этом типе схем применяются, как правило, кабельные двухцепные линии и двухтрансформаторные понижающие подстанции; при повреждении любого элемента сети напряжением 6–10 кВ потребители испытывают перерывы подачи напряжения только на время отключения повреждения и включения резервного электрооборудования (0,1–2 с); такие сети пригодны для питания наиболее ответственных потребителей (по условиям надежности электроснабжения). Их применение получило распространение в современных условиях при появлении значительной группы промышленных потребителей, многоэтажных жилых и общественных зданий в городах, а также сельскохозяйственных производств, не допускающих перерывов электроснабжения (Ю.Л. Мукосеев, Г.В. Сербиновский, Г.С. Короткое и др.).

С 1940–1950 гг. в системах электроснабжения крупных городов и промышленных предприятий применяются глубокие вводы высокого напряжения — питающие ЛЭП и подстанции напряжением 110 и 220 кВ, подающие мощность до 150 МВт непосредственно в центры зоны крупных нагрузок; аналогичное техническое решение при напряжениях 35 и 110 кВ применяется в сельскохозяйственных районах (Г.В. Сербиновский, В.А. Козлов, А.А. Глазунов, Ю.Л. Мукосеев, И.А. Будзко и др.).

По техническому назначению в структурах схем РЭС следует указать на два основных типа решения задачи передачи и распределения электроэнергии:

1. От источников питания (электростанция, понижающие подстанции 110 и 220 кВ) непосредственно отходят линии распределительных сетей, к которым присоединены потребители электроэнергии. При этом требуется достаточно большое количество присоединений распределительных линий на источниках питания, что увеличивает соответствующие распределительные устройства питающих узлов и обусловливает большую протяженность распределительных линий.

2. К источникам питания присоединяется ограниченное число крупных (по сечениям проводов и кабелей) питающих линий, которые