В предыдущем разделе рассмотрены системы передачи ЭЭ, одна из функций которых заключается в доставке энергии к центрам питания (районам) распределительных сетей. В качестве таких петров рассматриваются подстанции со вторичным напряжением 6—110 кВ, а также шины генераторного напряжения ТЭЦ. Назначение распределительных сетей — доставка электроэнергии непосредственно потребителям напряжением 6—10 kВ распределение электроэнергии между подстанциями 6—110/0,34—35 кВ района электропотребления, сбор мощности, производимой небольшими станциями (теплофикационными и гидравлическими), мощности которых составляют десятки, иногда сотни мегаватт.

Непрерывный рост во времени этих мощностей приводит к постоянному увеличению номинального напряжения распределительных сетей. Так, еще до недавнего времени распределительные функции возлагались главным образом на сети 6—35 кВ электроснабжения отдельных групп потребителей. Назначение сетей 110 кВ заключалось в передаче (без промежуточных отборов) этих потоков до зон (территорий) их распределения.

На современном этапе электрификации, развития хозяйственно-экономической деятельности, сопровождающегося увеличением охвата этих территорий и количества крупных энергоемких предприятий, распределительные функции возлагаются на питающие сети 110 кВ, а в некоторых ЭЭС перешли к разветвленным линиям электропередачи 220 кВ. Кроме того, рост мощностей, потребляемых промышленными предприятиями, крупными городами, приводит к необходимости применения глубокого ввода линий 110—220 кВ, т. е. максимального приближения повышенных напряжений к узлам, районам электропотребления. Поэтому необходимо отметить условность деления системы передачи и распределения ЭЭ на системообразующие, протяженные сети (системы передачи ЭЭ) и системы распределения ЭЭ по их номинальному напряжению.

Итак, систему распределения ЭЭ составляют сети напряжением 6—150 (220) кВ, включающие в себя две-три ступени (уровня) напряжения с трансформациями 110 (150)35/6— 10 кВ или 220/35/6—10 кВ. Уровень среднего напряжения (СН) соответствует сетям напряжениям 110—150 (220) кВ, питающимся от сетей высшего напряжения (ВН) 330—750 кВ системы передачи ЭЭ через трансформацию ВН/СН. Уровень низшего напряжения представлен сетями напряжением 6—35 кВ, питающимся от сетей СН с трансформацией CH/НH 110—150 (220/6—35 кВ, или напрямую от сетей ВН с трансформацией ВН/НН с напряжениями 220—330/6—35 кВ. Низковольтные сети 0,22—0,66 кВ также относятся к низшему уровню, образующемуся в результате дополнительной трансформации 6—35/ 0,22—0,66 кВ.

Возможности распределительных сетей по величине передаваемой мощности и дальности электропередачи отражают данные табл. 1. Так, распределительные сети СН передают мощности в десятки мегаватт, сети НН доставляю мощности потребителям oт нескольких сотен киловатт до нескольких мегаватт. Низковольтные или потребительские сети питают не посредственно аппараты промышленного или бы итого назначения. Нагрузки, питаемые этими сетями 0,22—0,38 кВ (за исключением промышленных) имеют мощности от долен киловатт до нескольких киловатт, в промышленных сетях 0,38 -0,66 кВ передаваемая мощность составляет от нескольких десятков и реже до нескольких сотен киловатт.

Электрические сети системы распределения ЭЭ специфичны по структуре (составу), конфигурации и электрическим режимам и поэтому выделены в отдельный класс напряжением до 150 (220) кВ.

Структура сети определяется их назначением. В частности, сети СН110—220 кВ, выполняемые, за редким исключением, воздушными линиями, соединены автотрансформаторной связью, содержат крупные подстанции районного значения и могут объединять электростанции небольшой мощности. Сети НН 0,38—35 кВ. рассчитанные на распределен не и доставку ЭЭ значительно меньших мощностей, в определенной мере отражают отраслевую принадлежность и могут быть выполнены как воздушными, так и кабельными. Так, сети 35 кВ внешнею электроснабжения промышленных предприятий и городов, сельской электрификации 0,38—35 кВ выполняются воздушными линиями; городские сети 0,38—10 кВ, сети внутреннего электроснабжения промышленных предприятий преимущественно кабельные.

Во многом режимная специфика распределительных сетей определяется их конфигурацией. Конфигурация схемы сети зависит or взаимного расположения центров питания, приемных подстанций и от требований обеспечения надежности (резервирования) электроснабжения.

Распределительные сети могут выполняться разомкнутыми и замкнутыми. При разомкнутой конфигурации — в виде радиальной (рис. 1, а) и магистральной(рис. 1,6) схем с одним центром питания (ЦП). При магистральной конфигурации сети затрачивается меньше проводников и коммутационной аппаратуры, чем при радиальном ее исполнении. Кроме того, по причине меньшей суммарной протяженности ВЛ уменьшается расход опор, изоляторов, линейной арматуры и др. Поэтому магистральные сети дешевле радиальных. Однако они менее надежны, потому что отключение головного участка выводит из работы все электроприемники, получающие питание по данной магистрали. Вместе с тем магистральные сети, выполненные шинопроводами, обеспечивают высокую надежность.

Распределительные сети СН 110—220 кВ снабжают электроэнергией большие районы электропотрсблення, поэтому выполняются преимущественно резервированными, например, в виде радиально-магистральных схем с одним центром питания (рис.2). Причем нерезервированные разомкнутые схемы следует рассматривать как первую очередь сооружения (развития) резервированной сети — при возможности их резервирования по сети СН или НН.

Двойная радиально-магистральная сеть за счет дублирования линии (на одной или на разных опорах) обеспечивай резервирование питания потребителей (рис. 2)Эта схема характеризуется равномерной загрузкой обеих линии, что соответствует минимуму потерь, не вызывает увеличения токов короткою замыкания в смежных участках сети, позволяет осуществлять четкое ведение режима работы.

Технико-экономические исследования и анализ области применения такой конфигурации показывает, что ее применение (как правило, на двухцепных опорах) эффективнее при небольших расстояниях от потребителей до ЦП и при высоки уровнях нагрузки, например, для электроснабжения промышленных предприятий и отдельных районов городов на напряжении 110 кВ. Преимуществами разомкнутых сетей является простая конфигурация схемы, низкая стоимость, минимальные затраты проводникового металла и оборудования. Отсутствие перегрузок в аварийных режимах позволяет вести расчет и выбирать сечения проводов только по нормальному режиму работы.

Технико-экономические исследования и анализ области применения такой конфигурации показывает что ее применение (как правило, на двухцепных опорах) эффективнее при небольших расстояниях от потребителей до ЦП и при высоких уровнях нагрузки, например, для электроснабжения промышленных предприятий и отдельных районов городов на напряжении 110 кВ. Преимуществами разомкнутых сетей является простая конфигурация схемы, низкая стоимость, минимальные затраты проводникового металла и оборудования. Отсутствие перегрузок в аварийных режимах позволяет вести расчет и выбирать сечения проводов только по нормальному режиму работы.

Две радиальные нерезервированные сети (рис.3), питающиеся от одного центра, при развитии за счет подключения новых участков, удлиняющих магистрали (показано пунктиром), могут быть преобразованы в замкнутую сеть кольцевой конфигурации (петлевая схема) или в сеть с двумя источниками питания (рис. 4, а), что позволяет резервировать питание потребителей.

Достоинством радиально-магистральной и кольцевой схем является независимость потокораспредсления от потоков сети ВН, отсутствие влияния токов коротких замыканий в прилегающих сетях, возможность присоединения подстанции по простейшим схемам.

Широкое применение находят замкнутая одинарная или двойная есть, опирающаяся на два ЦП (есть с двусторонним питанием), что позволяет охватить значительную территорию между двумя источниками (рис.4,6). Одинарная сеть от двух ЦП может быть образована в результате развития (показано пунктиром) магистральных участков, подключенных к разным источникам (рис.4,а). Данная конфигурация применяется в сетях 110 кВ для электрификации сельской местности, a так же в распределительных сетях 220 кВ, обеспечивая с наименьшими затратами максимальный охват территории. Возможности данной конфигурации ограничиваются пропускной способностью головных участков, т.е. при отключении одного из них необходимо обеспечить электроснабжение всех подстанций сети, в зависимости от мощности трансформаторов ограниченно количество подстанций. Двойная конфигурация (рис. 4. б) обладает большой пропускной способностью, применяется в сетях 110 кВ систем электроснабжения городов, а так же в сетях 110-220 кВ для электроснабжения протяженных потребителей- электрифицируемых железных дорог и трубопроводов.

Присоединение новых подстанций в ближайших пунктах с целью снижения суммарной длины линии по сравнению с присоединением по кратчайшему к источнику пути приводит к созданию сложно- замкнутых (многоконтурных) конфигураций, обладающих высокой надежностью электроснабжения (рис.5). Расчет, анализ режимов, защита замкнутых сетей, управление ими — задачи более сложные, чем для разомкнутых сетей. Сложно-замкнутые сети дороже радиально-магистральных; их использование выгодно только при большой стоимости перерывов электроснабжения, например, в системах электроснабжения больших городов.

При развитии такой системы в результате наложения сети более высокого номинального напряжения сеть СН преобразуется в двухступенчатой 220/110 кВ с автотрансформаторной связью (рис. 6)

При развитии такой системы в результате наложения сети более высокого номинального напряжения сеть СН преобразуется в двухступенчатой 220/110 кВ с автотрансформаторной связью (рис. 6) . Распределенные сети СН 110-220 кВ, как правило, многоконтурные: возможна параллельная работа участков сетей одного напряжения, осуществляемая через связующие автотрансформаторы с РПН, и поэтому они сильно связанны электрически, имеют общий режим. По топологическим свойствам, составу, режимной взаимосвязанности сети 110-220 кВ близки к системообразующим сетям330-750 кВ. Наряду с повышением надежности электроснабжения такая конфигурация системы распределения ЭЭ сопровождается (с большей вероятностью) неэкономичным потокораспределением при параллельной работе сетей как одного, так и разных напряжений и повышенным уровнем токов короткого замыкания, что вызывает необходимость секционирования (деления) сети в нормальных режимах.

Распределительные сети НН 0,38—35 кВ выполняют преимущественно разомкнутыми радиальной и магистральной конфигурации, получающими питание от одного (рис. 1—3) или двух центров (рис. 4—6). В отдельных случаях эти сети сооружаются как замкнутые (рис.3, 4.а), но эксплуатируемые в разомкнутом режиме (например, в городских сетях) В этих схемах при нарушении питания по одной из линии включается резервный участок — перемычка (показан пунктирной линией), который в нормальном режиме разомкнут. При этом электроснабжение осуществляется через резервный участок до восстановления поврежденной ЛЭП

Главная особенность распределительных сетей НН — их массовость. Количество трансформаторных пунктов, участков сетей достигает в пределах сетевого предприятия несколько сотен. Поэтому в этих сетях для изменения, улучшения режима напряжения используют простые недорогие устройства: трансформаторы без автоматического регулирования и преимущественно нерегулируемые конденсаторные батареи.

Распределительные сети НН и особенно сети 0,38—10 кВ, сильно разветвленные, характеризуются большой суммарной протяженностью. Для уменьшения отрицательного влияния перетоков реактивной мощности, вызванных низким значением естественного коэффициента мощности основной массы потребителей, экономически целесообразна высокая или полная се компенсация с помощью конденсаторных батарей.

Схемное построение и функционирование распределительных сетей определяется требуемой надежностью электроснабжения, отраслевой принадлежностью, характером потребителей.