Di bawah redaksi dl Faibisovich. Faibisovich - panduan desain jaringan listrik. Tujuan dari disiplin
C R A V O C N I K
UNTUK DESAIN
JARINGAN LISTRIK
Diedit oleh D.L.FAIBISOVICH
Edisi ke-4, direvisi dan diperbesar
Pengulas V.V. Mogirev
Penulis: I. G. Karapetyan (bagian 3.2, 5.1, 5.3–5.8, bagian 6, bagian 7), D. L. Faibisovich (bagian 1–3, bagian 5.2, bagian 7), I. M. Shapiro (bagian 4)
Buku Pegangan Desain Jaringan Listrik / C74, ed. D.L.Faibisovich. – Edisi ke-4, direvisi. dan tambahan - M.:
ENAS, 2012. - 376 hal. : sakit.
ISBN 978-5-4248-0049-8
Informasi diberikan tentang desain jaringan listrik sistem tenaga, metode perhitungan teknis dan ekonomi, pilihan parameter dan skema jaringan, data peralatan listrik, saluran udara dan kabel, dan biaya elemen jaringan listrik.
Buku referensi ini ditujukan bagi para insinyur yang terlibat dalam desain dan pengoperasian sistem energi dan jaringan listrik, serta bagi mahasiswa universitas energi.
UDC 621.311.001.63(035)BBK 31.279
Kata pengantar
Perancangan sistem tenaga listrik memerlukan pendekatan terpadu terhadap pemilihan dan optimalisasi skema jaringan listrik dan studi kelayakan keputusan yang menentukan komposisi, struktur, komunikasi eksternal dan internal, dinamika pengembangan, parameter dan keandalan sistem secara keseluruhan dan elemen individualnya.
Pemecahan masalah ini memerlukan penggunaan sejumlah besar informasi yang tersebar di berbagai sumber literatur, dokumen peraturan, instruksi departemen, serta akumulasi pengalaman desain dalam dan luar negeri selama puluhan tahun. Pemusatan materi tersebut dalam satu edisi sangat memudahkan pekerjaan seorang desainer.
Di Uni Soviet, peran ini berhasil dilakukan oleh "Buku Pegangan Desain Sistem Tenaga Listrik" yang diedit oleh S. S. Rokotyan dan I. M. Shapiro, yang melewati 3 edisi (1971, 1977 dan 1985). Kesuksesan buku tersebut (edisi ke-3 yang terjual dengan sangat cepat sebanyak 30.000 eksemplar) mendorong penulis untuk mempersiapkan edisi ke-4 pada tahun 1990. Namun karena alasan di luar kendali mereka, edisi ini tidak diterbitkan.
Selama 20 tahun terakhir, perubahan sosial-ekonomi yang signifikan telah terjadi di negara ini. Pembentukan sejumlah negara merdeka di wilayah bekas Uni Soviet mengubah komposisi dan struktur Sistem Energi Terpadu (UES) negara tersebut. Transisi ke ekonomi pasar telah berdampak drastis pada industri tenaga listrik. Sebagian besar properti di industri ini dikorporatisasi dan diprivatisasi dengan negara tetap memegang saham pengendali. Pasar listrik telah tercipta.
Dengan kondisi tersebut, penulis yang ikut serta dalam pengembangan buku referensi ini memandang perlu untuk mempersiapkan publikasi ini, membatasinya pada desain jaringan listrik. Pada saat yang sama, struktur dan judul bagian sebagian besar masih dipertahankan. Materi edisi sebelumnya telah diperbarui secara signifikan, dan di beberapa bagian telah direvisi sepenuhnya.
indikator jembatan elemen jaringan listrik, serta data terkini peralatan dan material rumah tangga yang digunakan dalam sistem tenaga listrik.
Edisi ini mempertimbangkan perubahan terkini dalam struktur sektor energi Rusia dan persyaratan dokumen peraturan baru; data teknis baru tentang jalur kabel, autotransformator, perangkat switching dan jenis peralatan lainnya diberikan, serta indikator biaya fasilitas jaringan yang diperbarui; pendekatan modern terhadap pembentukan tarif listrik dipertimbangkan.
Bagian 1
PEMBANGUNAN SISTEM ENERGI DAN JARINGAN LISTRIK. TUJUAN DESAINNYA
1.1. PERKEMBANGAN SISTEM ENERGI DI RUSIA
Awal mula perkembangan industri tenaga listrik di Rusia dikaitkan dengan pengembangan dan implementasi rencana GOELRO (Komisi Negara untuk Elektrifikasi Rusia). Insinyur tenaga listrik di negara kita adalah yang pertama di dunia yang memperoleh pengalaman dalam perencanaan negara secara luas di seluruh cabang industri, yang sama pentingnya dan menentukan seperti industri tenaga listrik. Diketahui bahwa rencana GOELRO mengawali perencanaan jangka panjang pembangunan perekonomian nasional dalam skala nasional, rencana lima tahun pertama dimulai.
Prinsip sentralisasi pembangkitan listrik dan pemusatan kapasitas pembangkitan pada pembangkit listrik regional yang besar menjamin keandalan dan efisiensi ekonomi energi negara yang tinggi. Selama bertahun-tahun konstruksi, industri tenaga listrik melampaui tingkat pertumbuhan output industri bruto. Ketentuan mendasar ini tetap menjadi pedoman umum bagi pengembangan industri ketenagalistrikan pada tahun-tahun berikutnya, setelah selesainya rencana GOELRO, dan dituangkan dalam rencana pengembangan perekonomian nasional selanjutnya. Pada tahun 1935 (batas waktu pelaksanaan rencana GOELRO), indikator kuantitatif perkembangan industri utama dan industri tenaga listrik terpenuhi secara signifikan. Dengan demikian, output kotor dari cabang industri tertentu meningkat 205-228% dibandingkan tahun 1913, dibandingkan 180-200% yang direncanakan oleh rencana GOELRO. Yang paling signifikan adalah pemenuhan rencana pengembangan industri tenaga listrik yang berlebihan. Alih-alih rencana pembangunan 30 pembangkit listrik, 40 dibangun.Sudah pada tahun 1935, Uni Soviet melampaui negara-negara maju secara ekonomi seperti Inggris, Prancis, Italia dalam produksi listrik, dan menempati posisi ketiga di dunia setelah Amerika Serikat dan Jerman.
Dinamika perkembangan basis tenaga listrik Uni Soviet,
dan sejak 1991 - Rusia, ditandai dengan data pada Tabel. 1.1 dan gambar. 1.1. Perkembangan industri tenaga listrik negara pada tahun 1930-an. dicirikan-
merupakan awal terbentuknya sistem energi. Negara kita terbentang dari timur ke barat dalam sebelas zona waktu. Sesuai-
ribu km (%)
31,0 (9,5 %)
01.01.91 01.01.96
01.01.07 01.01.10
110 (150) kV 220–330 kV 500 kV ke atas
Beras. 1.1. Panjang saluran udara 110 kV ke atas (a) dan kapasitas terpasang trafo 110 kV ke atas (b)
Tabel 1.1
Pengembangan basis tenaga listrik negara (zona pasokan listrik terpusat, termasuk stasiun blok)
Indikator |
||||||||
1. Terpasang |
||||||||
tenaga listrik |
||||||||
stasiun, juta |
||||||||
kW, termasuk: |
||||||||
2. Berolahraga |
||||||||
listrik, |
||||||||
miliar kWh, termasuk |
||||||||
Catatan. Data tahun 1980 mengacu pada Uni Soviet, dan untuk tahun-tahun berikutnya mengacu pada Federasi Rusia.
Akibatnya, di beberapa daerah, kebutuhan listrik dan cara pengoperasian pembangkit listrik berubah. Lebih efisien menggunakan kekuatan mereka, "memompa" ke tempat yang dibutuhkan saat ini. Keandalan dan stabilitas pasokan listrik hanya dapat terjamin jika terdapat interkoneksi antar pembangkit listrik, yaitu ketika sistem energi digabungkan.
Pada tahun 1935, enam sistem energi beroperasi di Uni Soviet dengan pembangkitan listrik tahunan masing-masing lebih dari 1 miliar kWh, termasuk Moskow - sekitar 4 miliar kWh, Leningrad, Donetsk, dan Dnieper - lebih dari 2 miliar kWh. Sistem energi pertama dibuat di Uni Soviet. dasar saluran transmisi listrik dengan tegangan 110 kV, dan dalam sistem energi Dnieper - dengan tegangan 154 kV, yang diadopsi untuk memasok listrik ke pembangkit listrik tenaga air Dnieper.
Tahap selanjutnya dalam pengembangan sistem tenaga yang ditandai dengan peningkatan daya pancar dan tersambungnya jaringan listrik sistem tenaga yang berdekatan, terkait dengan pengembangan transmisi tenaga listrik kelas 220 kV. Pada tahun 1940, jalur antarsistem 220 kV Donbass - Dnieper dibangun untuk menghubungkan dua sistem energi terbesar di Selatan negara itu.
Perkembangan normal perekonomian nasional dan basis tenaga listriknya terganggu oleh Perang Patriotik Hebat tahun 1941–1945. Sistem energi Ukraina, Barat Laut,
Negara-negara Baltik dan sejumlah wilayah tengah di bagian Eropa negara itu. Akibat permusuhan, pembangkitan listrik
V negara ini turun pada tahun 1942 menjadi 29 miliar kWh, jauh lebih rendah dibandingkan tahun sebelum perang. Selama tahun-tahun perang, lebih dari 60 pembangkit listrik besar dengan total kapasitas terpasang 5,8 juta kW hancur, yang membuat negara itu kembali ke tingkat tahun 1934 pada akhir perang.
Selama perang, Kantor Pengiriman Gabungan (ODD) pertama dibentuk. Itu dibuat di Ural pada tahun 1942 untuk mengoordinasikan pekerjaan tiga departemen energi regional: Sverdlovenergo, Permenergo dan Chelyabenergo. Sistem tenaga ini dioperasikan secara paralel pada saluran 220 kV.
DI DALAM Pada akhir perang, dan terutama segera setelah perang, upaya dilakukan untuk memulihkan dan mengembangkan perekonomian tenaga listrik negara tersebut dengan cepat. Jadi, dari tahun 1945 hingga 1958, kapasitas terpasang pembangkit listrik meningkat sebesar 42 juta kW, atau
V 4,8 kali. Produksi listrik telah tumbuh sebesar 5,4 kali lipat selama bertahun-tahun, dan tingkat pertumbuhan tahunan rata-rata produksi listrik adalah 14%. Hal ini memungkinkan pada tahun 1947 untuk mencapai tempat pertama di Eropa dalam produksi energi listrik dan kedua di dunia.
Pada awal tahun 1950-an pembangunan rangkaian fasilitas pembangkit listrik tenaga air di Volga dimulai. Saluran transmisi listrik dengan tegangan 500 kV membentang sejauh seribu kilometer atau lebih ke kawasan industri di Pusat dan Ural. Seiring dengan keluaran daya dari dua HPP Volzhsky terbesar, hal ini memberikan kemungkinan operasi paralel sistem tenaga di Pusat, Volga Tengah dan Bawah, serta Ural. Dengan demikian, tahap pertama penciptaan Sistem Energi Terpadu (UES) negara tersebut telah selesai. Periode perkembangan industri tenaga listrik ini terutama dikaitkan dengan proses "elektrifikasi secara luas", di mana kebutuhan untuk mencakup wilayah yang dihuni mengemuka.
wilayah negara dengan jaringan pasokan listrik terpusat
V jangka pendek dan dengan investasi modal terbatas.
DI DALAM Pada tahun 1970, Sistem Energi Terpadu (IPS) Transcaucasia bergabung dengan Sistem Energi Terpadu di negara bagian Eropa, dan pada tahun 1972 - IPS Kazakhstan dan wilayah tertentu di Siberia Barat.
Produksi listrik dalam negeri pada tahun 1975 mencapai 1.038,6 miliar kWh dan meningkat 1,4 kali lipat dibandingkan tahun 1970, yang menjamin tingginya laju pembangunan di semua sektor perekonomian nasional. Tahap penting dalam pengembangan UES adalah koneksi sistem energi Siberia dengan mengoperasikan transit 500 kV Ural - Kazakhstan - Siberia pada tahun 1977, yang membantu menutupi kekurangan listrik di Siberia pada tahun-tahun kemarau , dan, di sisi lain, penggunaan kapasitas gratis di sisi UES
Pembangkit listrik tenaga air Birsk. Semua ini memastikan pertumbuhan produksi yang lebih cepat.
Dan konsumsi listrik di wilayah timur negara untuk memastikan pengembangan industri padat energi di wilayah tersebut tetapi kompleks industri, seperti Bratsk, Ust-Ilimsk, Krasnoyarsk, Sayano-Shushensky dan lain-lain. produksi listrik di wilayah timur meningkat hampir 6 kali lipat, sedangkan di negara bagian Eropa, termasuk Ural, meningkat 4,1 kali lipat. Dengan bergabungnya sistem energi Siberia ke UES, pengoperasian pembangkit listrik terbesar dan jalur transmisi tulang punggung utama mulai dikendalikan dari satu titik. Dari Central Dispatch Control Panel (CDU) UES di Moskow, menggunakan jaringan komunikasi pengiriman, otomatisasi, dan telemekanik yang luas, operator dapat mentransfer aliran daya antar interkoneksi daya dalam hitungan menit. Hal ini memungkinkan untuk mengurangi kapasitas siaga terpasang.
Tahapan baru dalam perkembangan industri tenaga listrik (yang disebut “elektrifikasi mendalam”), terkait dengan kebutuhan untuk memenuhi permintaan listrik yang terus meningkat, memerlukan pengembangan lebih lanjut jaringan utama dan distribusi serta pengembangan. tegangan pengenal baru yang lebih tinggi
Dan bertujuan untuk meningkatkan keandalan pasokan listrik ke konsumen lama dan konsumen baru. Hal ini memerlukan perbaikan skema jaringan listrik, penggantian peralatan, struktur dan fasilitas bangunan yang sudah usang dan usang secara fisik.
KE Pada tahun 1990, industri tenaga listrik negara mengalami perkembangan lebih lanjut. Kapasitas masing-masing pembangkit listrik telah mencapai sekitar 5 juta kW. Surgutskaya GRES memiliki kapasitas terpasang terbesar - 4,8 juta kW, PLTN Kursk, Balakovo dan Leningrad - 4,0 juta kW, HPP Sayano-Shushenskaya - 6,4 juta kW.
Perkembangan industri tenaga listrik terus mengalami kemajuan yang pesat. Dengan demikian, sejak tahun 1955, produksi listrik di Uni Soviet telah tumbuh lebih dari 10 kali lipat, sementara pendapatan nasional meningkat 6,2 kali lipat. Kapasitas terpasang pembangkit listrik meningkat dari 37,2 juta kW pada tahun 1955 menjadi 344 juta kW pada tahun 1990. Panjang jaringan listrik dengan tegangan 35 kV atau lebih selama periode ini meningkat dari 51,5 menjadi 1025 ribu km, termasuk 220 kV ke atas - dari 5,7 ribu menjadi 143 ribu km. Pencapaian signifikan dalam pengembangan industri tenaga listrik adalah penyatuan dan pengorganisasian operasi paralel sistem tenaga negara-negara anggota CMEA, total kapasitas terpasang pembangkit listrik melebihi 400 juta kW, dan jaringan listrik mencakup wilayah tersebut. dari Berlin ke Ulan Bator.
Industri tenaga listrik bekas Uni Soviet dalam jangka waktu yang lama berkembang sebagai satu kompleks ekonomi nasional, dan UES negara tersebut, yang merupakan bagian darinya, menyediakan energi dan aliran listrik antar-republik. Hingga tahun 1991, UES berfungsi sebagai struktur terpusat seluruh serikat negara. Pembentukan negara-negara merdeka di wilayah Uni Soviet menyebabkan perubahan mendasar dalam struktur pengelolaan dan pengembangan industri tenaga listrik.
Perubahan kondisi politik dan perekonomian dalam negeri pada saat itu mulai menimbulkan dampak negatif yang serius terhadap perkembangan dan berfungsinya industri tenaga listrik. Untuk pertama kalinya pada tahun-tahun pasca perang, pada tahun 1991, kapasitas terpasang pembangkit listrik menurun, pembangkitan dan konsumsi listrik menurun. Indikator kualitas energi listrik semakin memburuk. Rugi-rugi listrik pada jaringan listrik, konsumsi bahan bakar spesifik untuk produksi energi listrik dan panas mengalami peningkatan. Jumlah pembatasan dan pemutusan hubungan konsumen meningkat, pasokan listrik ke negara-negara Eropa Timur mengalami penurunan yang signifikan.
Pembentukan negara-negara merdeka di wilayah bekas Uni Soviet dan pembagian kepemilikan tenaga listrik di antara mereka menyebabkan perubahan mendasar dalam struktur pengelolaan industri tenaga listrik. Negara-negara bagian ini membentuk badan pengelola dan badan usaha independen mereka sendiri di industri tenaga listrik. Penghancuran sistem kendali terpusat atas objek teknologi tunggal yang kompleks seperti industri tenaga listrik Uni Soviet menetapkan tugas untuk menciptakan sistem kendali dan perencanaan yang terkoordinasi untuk pengembangan industri tenaga listrik di negara-negara Persemakmuran sesegera mungkin. mungkin.
Untuk tujuan ini, negara-negara anggota CIS pada tanggal 14 Februari 1992 menandatangani perjanjian “Tentang Koordinasi Hubungan Antar Negara di Bidang Industri Tenaga Listrik Persemakmuran Negara-Negara Merdeka”, yang dengannya Dewan Tenaga Listrik CIS dan permanennya badan, Komite Eksekutif, dibentuk. Dewan Tenaga Listrik CIS mengadopsi sejumlah keputusan penting yang berkontribusi pada stabilisasi industri tenaga listrik di negara-negara Persemakmuran. Namun, dominasi proses disintegrasi dalam perekonomian negara-negara CIS secara keseluruhan, pelanggaran prinsip-prinsip yang ditetapkan dalam UES untuk mengoordinasikan pengelolaan produksi dan distribusi listrik, kurangnya mekanisme kerja bersama yang efektif, ketidakmampuan untuk sistem energi individu untuk mempertahankan frekuensi dalam rentang yang diperlukan, menyebabkan penghentian operasi paralel antara sebagian besar sistem energi, yaitu runtuhnya UES yang sebelumnya
PROGRAM KERJA DISIPLIN
Jaringan distribusi listrik
OOP 140205 Sistem dan jaringan tenaga listrik
Fakultas - FEN
Di luar sekolah
Mata kuliah 4, semester 7
Kuliah - 14 jam
Kerja Praktek - 4
Pekerjaan laboratorium - tidak
Pekerjaan mandiri - 82 jam
Lulus – semester 7
Total - 100 jam
Novosibirsk
2009
Program kerja didasarkan pada:
Standar pendidikan negara untuk pendidikan profesi tinggi di bidang khusus 140205 Sistem dan jaringan tenaga listrik. Nomor registrasi 214 tech/ds. Tanggal persetujuan: 27/03/2000 (Disiplin khusus, termasuk disiplin ilmu peminatan. SD.00 - Disiplin peminatan DC.01)
Klausul 4.2 No. 41 Kurikulum
Program kerja dibahas pada pertemuan departemen AEES,
Nomor Protokol _ 3
_ dari "_ 16
_» ____ Juni _______2009
Program ini dikembangkan oleh Ph.D., Associate Professor ____________A.V. Lykin
Kepala Departemen Doktor Ilmu Teknik, Profesor ________________ A.G. Fishov
Bertanggung jawab atas hal utama
program pendidikan Kandidat Ilmu Teknik, Associate Professor ______________ A.V. Lykin
Persyaratan Eksternal
Program kerja disiplin ilmu disusun dalam kerangka jam disiplin ilmu, peminatan, dan didasarkan pada pemikiran modern dan perkembangan terkini di bidang transmisi dan distribusi energi listrik, serta bidang prioritas pengelolaan dan pengembangan energi listrik. jaringan distribusi listrik Federasi Rusia.Saat kompilasi program kerja bahan dari ketentuan berikut, bahan ajar, monografi dan publikasi lainnya digunakan:
Kompleks bahan bakar dan energi Rusia 2000-2006: referensi dan tinjauan analitis. - M: IAC "Energi", 2007, 478 hal.
Peraturan tentang kebijakan teknis di bidang distribusi jaringan listrik. Lampiran Perintah IDGC Pusat dan Kaukasus Utara, JSC tanggal 14/11/2006 No.228.
Faibisovich D.L., Karapetyan I.G., Shapiro I.M. Buku Pegangan Perancangan Jaringan Listrik / Ed. D.L. Faibisovich.- Edisi ke-3, direvisi. dan tambahan - M.: Penerbitan NC ENAS, 2009 - 392 hal.
Tentang penyediaan layanan kompensasi energi reaktif (daya) / Kementerian Perindustrian dan Energi Federasi Rusia. - Surat tertanggal 1 November 2004 N IM-1374.
Perintah Ketua Dewan RAO Energi dan Elektrifikasi "UES RUSIA" A.B. Chubais tanggal 11 Desember 2006 No.893. “Tentang Peningkatan Stabilitas dan Efisiensi Teknis dan Ekonomi Jaringan Listrik Distribusi dan Sistem Penyediaan Tenaga Listrik Konsumen dengan Mengendalikan Aliran Daya Reaktif dan Menormalkan Tingkat Tegangan”.
Tata cara penghitungan nilai perbandingan konsumsi daya aktif dan reaktif bagi masing-masing penerima daya (kelompok penerima daya) konsumen energi listrik digunakan untuk menentukan kewajiban para pihak dalam kontrak penyediaan jasa transmisi. energi listrik (kontrak penyediaan energi) Disetujui dengan Perintah Kementerian Perindustrian dan Energi Rusia tanggal 22 Februari 2007 N 49.
Pedoman perancangan pengembangan sistem energi. JADI 153-34.20.118-2003.
Instruksi standar untuk kompensasi arus gangguan tanah kapasitif pada jaringan listrik 6-35 kV. – RD 34.20.179 (TI 34-70-070-87).
Peraturan Instalasi Listrik: Semua bagian terkini dari edisi keenam dan ketujuh, sebagaimana telah diubah dan ditambah, mulai 1 Februari 2008. – M.: KnoRus, 2008. – 487 hal.
Opoleva G.N. Skema dan gardu catu daya. Direktori: Proc. Uang saku. - M.: FORUM: INFA-M, 2006. - 480 hal.
Zhelezko Yu.S., Artemyev A.V., Savchenko O.V. Perhitungan, analisis dan pengaturan rugi-rugi daya pada jaringan listrik: Panduan perhitungan praktis. - M.: Penerbitan NTs ENAS, 2003. - 280 hal.
Bidang kegiatan profesionalnya adalah industri tenaga listrik.
Objek kegiatan profesional lulusan adalah:
pembangkit listrik dan gardu induk, saluran listrik;
sistem tenaga listrik;
sistem pasokan listrik untuk peralatan dan industri;
Jenis kegiatan profesional lulusan.
desain dan produksi dan teknologi;
riset;
operasional;
instalasi dan commissioning;
organisasi dan manajerial.
Persyaratan kualifikasi:
melakukan pekerjaan desain, layanan informasi, organisasi dan manajemen buruh, dukungan metrologi, pengendalian teknis;
mengembangkan dan menerapkan langkah-langkah penghematan energi;
mengembangkan materi metodologi dan peraturan, dokumentasi teknis, serta proposal dan kegiatan untuk pelaksanaan proyek dan program yang dikembangkan;
berpartisipasi dalam pelaksanaan penelitian, pengembangan proyek dan program, dalam melaksanakan kegiatan yang diperlukan terkait dengan diagnostik dan pengujian peralatan dan pengoperasiannya, serta dalam kinerja pekerjaan pada standardisasi sarana teknis, sistem, proses, peralatan dan bahan, dalam mempertimbangkan berbagai dokumentasi teknis, menyiapkan tinjauan, tinjauan, kesimpulan yang diperlukan;
mempelajari dan menganalisis informasi yang diperlukan, data teknis, indikator dan hasil pekerjaan, merangkum dan mensistematisasikannya, melakukan perhitungan yang diperlukan dengan menggunakan sarana teknis modern;
menyusun jadwal kerja, perintah, permohonan, instruksi, catatan penjelasan, diagram dan dokumentasi teknis lainnya, serta pelaporan yang ditetapkan sesuai dengan formulir yang disetujui dan tepat waktu;
melakukan pemeriksaan dokumentasi teknis, pengawasan dan pengendalian kondisi dan pengoperasian peralatan, mengidentifikasi cadangan, menetapkan penyebab pelanggaran mode pengoperasian peralatan dan malfungsi selama pengoperasiannya, mengambil tindakan untuk menghilangkannya dan meningkatkan efisiensi penggunaan ;
memantau kepatuhan terhadap persyaratan yang ditetapkan, norma, aturan, dan standar yang berlaku;
mengatur pekerjaan untuk meningkatkan pengetahuan ilmiah dan teknis karyawan;
mempromosikan pengembangan inisiatif kreatif, rasionalisasi, penemuan, pengenalan pencapaian ilmu pengetahuan, teknologi, penggunaan praktik terbaik dalam dan luar negeri, memastikan operasi unit, perusahaan yang efisien;
memberi nasihat tentang masalah-masalah penjaminan kualitas listrik, pengembangan dan penerapan proses teknologi maju;
mengatur dan memastikan langkah-langkah penghematan energi;
memberikan langkah-langkah untuk keamanan lingkungan dari proses teknologi.
2 Ciri-ciri (prinsip) membangun suatu disiplin
Ciri-ciri (prinsip) konstruksi disiplin dijelaskan pada Tabel. 2.Meja 2
Ciri-ciri (prinsip) konstruksi disiplin
Fitur (prinsip) | Isi |
Dasar pengenalan kursus | Standar Arah 140205 Sistem dan Jaringan Tenaga Listrik |
Penerima kursus | Siswa yang belajar di bidang khusus 140205, Sistem dan jaringan tenaga listrik |
tujuan utamanya | Memperoleh pengetahuan tentang perangkat, pemodelan, perhitungan, pengaturan dan optimalisasi pengoperasian jaringan listrik distribusi |
inti kursus | Informasi tentang struktur jaringan listrik distribusi, metode pengaturan mode dan desain khas jaringan listrik. |
Persyaratan untuk pelatihan awal diperlukan untuk keberhasilan penguasaan disiplin ilmu | Daftar disiplin ilmu: matematika yang lebih tinggi, TOE: Teori rangkaian listrik linier. Sistem dan jaringan tenaga listrik Pengalaman komputer. |
Tingkat persyaratan dibandingkan dengan GOS | Sesuai dengan tingkat GOS |
Durasi kursus dalam hitungan jam | 18 jam perkuliahan, 4 jam latihan praktek, KR |
Konsep dasar kursus | teknologi EES. Jaringan listrik tegangan tinggi sebagai perangkat teknis. Fungsi pengangkutan energi listrik. Fungsi distribusi energi listrik. Rangkaian listrik jaringan. Diagram jaringan listrik normal. Mode netral jaringan listrik. Keamanan listrik. Bagan beban listrik. Saatnya menggunakan beban maksimal. Waktu kerugian maksimum. Modus jaringan listrik. |
Fokus mata kuliah ini adalah pada pengembangan mata pelajaran umum, keterampilan intelektual umum yang memiliki sifat transfer | Analisis dan pemodelan objek jaringan dan sistem listrik serta mode operasinya |
Memastikan disiplin ilmu berikutnya | Desain ijazah |
Bagian praktis dari kursus | Latihan dan pemecahan masalah. Menguasai dasar-dasar perancangan khas jaringan listrik saat melakukan pekerjaan pengendalian |
Bidang penerapan pengetahuan dan keterampilan yang diperoleh | Penggunaan model matematika objek jaringan dan sistem kelistrikan untuk memecahkan masalah industri tenaga listrik. Desain fasilitas listrik. Melakukan perhitungan khusus di komputer. |
Deskripsi "titik" kendali utama | Kontrol berfungsi, offset |
Disiplin dan modern teknologi Informasi | Mathcad, Excel Sistem lain untuk melakukan transformasi dan perhitungan matematika (sesuai pilihan siswa). |
Disiplin dan keadaan ilmu pengetahuan dan praktik terkini | Alat modern untuk pemodelan dan perhitungan matematis. Peralatan jaringan listrik modern. Teknologi baru untuk merancang jaringan listrik. Metode perhitungan baru dan cara mengurangi rugi-rugi listrik. Data baru tentang indikator perkembangan energi di negara-negara di dunia. Kecelakaan energi di negara-negara di dunia - analisis dan kesimpulan. |
3 Tujuan disiplin akademik
Tujuan dari disiplin ini dijelaskan dalam Tabel. 3.Tabel 3
Setelah mempelajari disiplin, siswa akan
Nomor sasaran | Konten tujuan |
punya sebuah ide |
|
|
|
tahu |
|
|
|
mampu untuk |
|
|
|
berpengalaman |
|
|
Tabel 4
Deskripsi kuliah
Topik Kuliah | Jam tangan | Tautan Sasaran |
Perkenalan. Kelas tegangan utama jaringan listrik distribusi (RES). Fungsi utama dan prinsip konstruksi | 1 | |
1 perangkat RES. Jenis RES. Saluran listrik di atas kepala. Saluran listrik overhead hingga 1 kV dengan kabel berinsulasi mandiri. Saluran listrik overhead 6-35 kV dengan kabel terlindungi. jalur kabel. Desain kabel baru untuk saluran udara. Transformator daya pada jaringan listrik. Skema jaringan distribusi listrik. Skema jaringan listrik 35-220 kV. Skema jaringan distribusi 10 (6) kV. Skema jaringan listrik untuk 0,38 kV | 2 | |
2 Pembumian netral pada jaringan listrik. Jenis sistem AC tiga fasa hingga 1000 V. Mode pentanahan netral pada jaringan dengan tegangan lebih dari 1000 V. Jaringan listrik dengan netral terisolasi. Jaringan listrik dengan pembumian netral melalui reaktor busur api. Netral dibumikan melalui resistor. Perhitungan kapasitansi kabel fase saluran udara. Penyelarasan kapasitansi fase jaringan listrik. Pilihan reaktor pemadam busur api. | 2 | |
3 Kompensasi daya reaktif. Daya reaktif pada jaringan listrik. Konsumen daya reaktif. Perhitungan konsumsi daya reaktif konsumen Sumber daya reaktif Unit kapasitor Kompensator thyristor statis Kompensator sinkron Motor sinkron Pemilihan dan penempatan perangkat kompensasi. | 3 | |
4 Penilaian penyimpangan tegangan pada jaringan listrik. Pengaturan tegangan. Kualitas asuransi. Perhitungan kehilangan tegangan. | 2 | |
5 Hilangnya energi listrik. Keseimbangan energi listrik untuk organisasi jaringan. Teknologi konsumsi listrik untuk transmisinya melalui jaringan listrik. Perhitungan rugi-rugi energi listrik yang tidak bergantung pada beban. Perhitungan rugi-rugi beban listrik. Metode waktu kerugian maksimum. Metode beban rata-rata. Penjatahan kehilangan energi listrik. Kerugian energi listrik non-teknis. Tindakan untuk mengurangi kehilangan energi listrik pada jaringan distribusi listrik. | 4 | |
6 Perancangan jaringan distribusi listrik. Konsumen energi listrik. Muat grafik. Diperkirakan banyak perusahaan industri. Perhitungan beban listrik pada jaringan perkotaan. Perhitungan beban listrik konsumen pertanian. Penentuan perhitungan beban jaringan listrik. Pemilihan bagian kawat dan kabel untuk saluran transmisi 35-220 kV. Fitur pemilihan bagian kabel dan kabel saluran transmisi listrik 0,38-20 kV. Memeriksa konduktor untuk ketahanan termal dan non-penyalaan. Pemilihan trafo distribusi. | 4 |
Tabel 5
Deskripsi latihan praktis
Kegiatan Pembelajaran
Tugas untuk pekerjaan kontrol
Pemilihan penampang konduktor sesuai dengan kehilangan tegangan yang diizinkan
Tugas. Pilih penampang kabel saluran udara dalam jaringan dengan tegangan 10 kV sesuai dengan kehilangan tegangan yang diizinkan (Gbr.).
Beras. Diagram jaringan listrik
Data awal
1. Perkiraan beban daya TP-1, TP-2.
2. Jarak saluran udara 10 kV.
3. Area di atas es.
4. Kehilangan tegangan yang diijinkan pada saluran 10 kV ke bus-bus gardu transformator.
Instruksi untuk memecahkan masalah
1. Untuk saluran udara 10 kV, kabel baja-aluminium (kelas AC) harus dipilih. Nilai rata-rata reaktansi induktif diberikan dalam Tabel. 1. Ambil resistivitas aktif spesifik kabel baja-aluminium: \u003d 29,5 Ohm mm 2 / km.
2. Kriteria tambahan untuk memilih penampang kawat untuk saluran udara 10 kV adalah konsumsi minimum logam non-besi atau kehilangan daya minimum (seperti yang diarahkan oleh guru).
3. Pertama, Anda perlu memilih satu jalan raya, misalnya jalur L-3 dan L-1, dan untuk ruas-ruasnya, sesuai dengan kriteria yang diberikan, pilih ruas-ruas tersebut F 3 dan F 1 . Kapasitas desain bagian garis diperoleh dengan menghitung perkiraan distribusi aliran dalam jaringan. Bagian yang dipilih diperiksa untuk arus pemanasan yang diijinkan dan kekuatan mekanik saluran udara.
4. Tentukan nilai sebenarnya dari rugi-rugi tegangan pada saluran dan bandingkan dengan nilai yang diijinkan. Jika perlu, tambah penampang kabel.
Catatan Untuk saluran udara lebih dari 1 kV tanpa persilangan dengan kabel baja-aluminium di area es hingga inklusif II, penampang minimum yang diperbolehkan adalah AC-35 / 6.2
5. Setelah itu, rugi-rugi tegangan yang tersedia pada saluran L-2 ditentukan dan bagiannya dipilih F 2. Itu juga melakukan semua pemeriksaan yang diperlukan.
Tabel 1
Nilai resistansi induktif rata-rata saluran jaringan listrik distribusi
6 Referensi
Lykin A.V. Sistem dan jaringan kelistrikan: Proc. uang saku. – M.: Buku Universitas; Logos, 2006. - 254 hal.
Buku Referensi Elektroteknik : Dalam 4 jilid Vol.3 Produksi, Transmisi dan Distribusi Energi Listrik / Ed. ed. Profesor MPEI V.G. Gerasimova dan lainnya (pemimpin redaksi A.I. Popov). - Edisi ke-9, Sr. - M.: Penerbitan MPEI, 2004. - 964 hal.
Pedoman penentuan beban listrik pada instalasi industri. M.Zh VNIIPI, Tyazhstroypromproekt, 1991.
Rekomendasi untuk menghitung resistansi rangkaian fase-nol. Biro Pusat Informasi Ilmiah dan Teknis. M.: 1988. - 55 hal.
Rekomendasi desain teknologi saluran listrik overhead dengan tegangan 35 kV ke atas. Disetujui atas perintah Kementerian Energi Rusia tanggal 30 Juni 2003 No. 284.
Rekomendasi desain teknologi gardu AC dengan tegangan lebih tinggi 35-750 kV. - M.: Penerbitan NTs ENAS, 2004. - 80 hal.
Kumpulan dokumen peraturan dan metodologi tentang pengukuran, akuntansi komersial dan teknis energi dan tenaga listrik / Disusun oleh Ya.T. Zagorsky, Inggris Kurbanaliev. - M.: Penerbitan NTs ENAS, 2003. - 504 hal.
Aturan pemasangan saluran listrik overhead dengan tegangan 6-20 kV dengan kabel terlindung (PU VLZ 6-20 kV) - M.: JSC "ROSEP"; OJSC "ORGRES", 1998.
Aturan untuk pemasangan saluran listrik overhead dengan tegangan hingga 1 kV dengan kabel berinsulasi mandiri. (PU VLI sampai dengan 1 kV).
Petunjuk desain jaringan listrik perkotaan. RD 34.20.185-94.
Petunjuk pengoperasian umum untuk saluran listrik overhead dengan tegangan 0,38 kV dengan kabel berinsulasi mandiri. RD 153-34.3-20.671-97.
Opoleva G.N. Skema dan gardu catu daya. Direktori: Proc. Keuntungan. - M.: FORUM: INFA-M, 2006. - 480 hal.
Zhelezko Yu.S., Artemyev A.V., Savchenko O.V. Perhitungan, analisis dan pengaturan rugi-rugi listrik pada jaringan listrik: Panduan perhitungan praktis. - M.: Penerbitan NTs ENAS, 2003. - 280 hal.
Kochkin V.I., Nechaev O.P. Penggunaan kapasitor daya reaktif statis dalam jaringan listrik sistem tenaga dan perusahaan. - M.: Penerbitan NTs ENAS, 2002. - 248 hal.
7 Materi pengendalian pengesahan siswa menurut disiplin ilmu
7.1 Soal teori untuk ujian
Saluran listrik overhead hingga 1 kV dengan kabel berinsulasi mandiri.
Saluran listrik overhead 6-35 kV dengan kabel terlindungi
Desain kabel baru untuk saluran udara
Jalur kabel di RES
Transformator daya di RES
Skema RES 35-220 kV.
Skema RES 10(6) kV.
Skema RES untuk 0,38 kV
Jenis sistem AC tiga fasa sampai dengan 1000 V.
Mode pentanahan netral dalam jaringan dengan tegangan lebih dari 1000 V.
Jaringan listrik dengan netral terisolasi.
Jaringan listrik dengan pembumian netral melalui reaktor busur api.
Netral dibumikan melalui resistor.
Perhitungan kapasitansi kabel fase saluran udara.
Penyelarasan kapasitansi fase jaringan listrik.
Pilihan reaktor pemadam busur api.
Daya reaktif pada jaringan listrik.
Konsumen daya reaktif.
Perhitungan konsumsi daya reaktif konsumen
Unit kondensor
Kompensator thyristor statis
Kompensator sinkron
Motor sinkron sumber daya reaktif k4ak
Pemilihan dan penempatan perangkat kompensasi.
Estimasi deviasi tegangan dan pemilihan titik kendali kualitas tegangan di RES
Perhitungan rugi-rugi tegangan dan pemilihan tap PBV trafo distribusi.
Keseimbangan energi listrik untuk organisasi jaringan.
Teknologi konsumsi listrik untuk transmisinya melalui jaringan listrik.
Perhitungan rugi-rugi energi listrik yang tidak bergantung pada beban.
Perhitungan rugi-rugi beban listrik.
Metode waktu kerugian maksimum.
Metode beban rata-rata.
Penjatahan kehilangan energi listrik.
Kerugian energi listrik non-teknis.
Tindakan untuk mengurangi kehilangan energi listrik pada jaringan distribusi listrik
Konsumen energi listrik.
Muat grafik.
Diperkirakan banyak perusahaan industri.
Perhitungan beban listrik pada jaringan perkotaan.
Perhitungan beban listrik konsumen pertanian.
Penentuan perhitungan beban jaringan listrik.
Pilihan bagian kabel dan kabel saluran listrik 35-220 kV.
Fitur pemilihan bagian kabel dan kabel saluran transmisi listrik 0,38-20 kV.
Memeriksa konduktor untuk ketahanan termal dan non-penyalaan.
Pemilihan trafo distribusi.
(Dokumen)
n1.doc
PANDUAN DESAINJARINGAN LISTRIK
Diedit oleh D.L.FAIBISOVICH
"Rumah Penerbitan NC ENAS"
2006
KATA PENGANTAR
ISBN 5-93196-S42-4
Buku Pegangan Desain Jaringan Listrik / Diedit oleh D. L. Faibisovich. - M.: Penerbitan NC ENAS 2006 -320 hal. sakit.
ISBN 5-93196-542-4
Informasi diberikan tentang desain jaringan listrik sistem tenaga, metode perhitungan teknis dan ekonomi, pilihan parameter dan skema jaringan, data peralatan listrik, saluran udara dan kabel serta biaya elemen jaringan listrik.
Buku referensi ini ditujukan bagi para insinyur yang terlibat dalam desain dan pengoperasian sistem energi dan jaringan listrik, serta mahasiswa universitas energi.
UDC 621.311.001.63(035)BBK 31.279
© Rumah Penerbitan NC ENAS, 2005
Kata pengantar…………………………………………………………………... | 6 |
Bagian 1 PEMBANGUNAN SISTEM ENERGI DAN KETENAGAKERJAAN JARINGAN. TUJUAN DESAINNYA………………………………. | 8 |
1.1. Pengembangan sistem energi Rusia………………………………………... | 8 |
1.2. Informasi dasar tentang perkembangan jaringan listrik sistem tenaga………………………………………………………………... | 15 |
1.3. Uraian singkat perkembangan jaringan listrik luar negeri…………………………………………………………………... | 23 |
1.4. Organisasi desain jaringan listrik…………………. | 30 |
1.5. Isi proyek pengembangan jaringan listrik………………. | 31 |
Seksi 2 KONSUMSI LISTRIK DAN LISTRIK BEBAN …………………………………………………………………... | 34 |
2.1. Analisis dinamika konsumsi daya | 34 |
2.2. Metode penghitungan konsumsi daya dan beban listrik ….. | 35 |
2.3. Beban listrik dan konsumsi listrik pada industri, transportasi dan produksi pertanian …………………………………………………………………. | |
2.4. Beban listrik dan konsumsi daya untuk kebutuhan rumah tangga dan di sektor jasa …………….. | 49 |
2.5. Konsumsi listrik untuk kebutuhan pembangkit listrik sendiri dan gardu induk ……………………………………………………………….. | 54 |
2.6. Konsumsi listrik untuk transportasinya ……………………………... | 56 |
2.7. Perkiraan beban listrik gardu induk ……………………. | 58 |
2.8. Penentuan kebutuhan energi listrik dan kapasitas sistem energi kabupaten dan terpadu | 60 |
Bagian 3 GARIS UDARA DAN KABEL ………………………………….. 3.1. Jalur udara ……………………………………………………... | 64 |
64 |
|
3.1.1. Informasi Umum…………………………………………………... | 64 |
3.1.2. Pilihan penampang kabel VL ……………………………………. | 74 |
3.1.3. Indikator teknis saluran udara individu ………………………... | 79 |
3.2. jalur kabel …………………………………………………... | 83 |
3.2.1. Jenis dan merk kabel utama ……………………………….. | 83 |
3.2.2. Kondisi untuk memasang jalur kabel ………………………….. | 88 |
3.2.3. Pemilihan bagian. Beban arus kabel ……………………. | 94 |
Bagian 4 DIAGRAM JARINGAN TENAGA LISTRIK ……………. | 107 |
4.1. Nilai tegangan jaringan listrik …………………….. | 107 |
4.2. Prinsip-prinsip membangun diagram jaringan listrik………………… | 109 |
4.3. Skema untuk mengeluarkan daya dan menghubungkan ke jaringan pembangkit listrik …………………………………………………………….. | 116 |
4.4. Skema untuk menghubungkan ke jaringan gardu induk step-down …………... | 122 |
4.5. Skema pasokan listrik eksternal untuk industri perusahaan ………………………………………………………………... | 133 |
4.6. Skema catu daya eksternal untuk listrik kereta api …………………………………………………………….. | 141 |
4.7. Skema catu daya eksternal utama jaringan pipa minyak dan gas …………………………………………… | 145 |
4.8. Skema jaringan listrik kota ………………………………… | 147 |
4.9. Skema penyediaan listrik untuk konsumen di pedesaan | 157 |
4.10. Peralatan teknis dan pembaharuan aset tetap jaringan listrik …………………………………………………………. | 161 |
4.11. Isu lingkungan dalam perancangan pengembangan kelistrikan jaringan…………………………………………………………………………… | 165 |
4.12. Perhitungan mode jaringan listrik……………………………… | 168 |
Bagian 5 PERALATAN LISTRIK DASAR……………. | 174 |
5.1. Generator …………………………………………………………….. | 174 |
5.1.1. Generator turbo dan hidro……………………………………….. | 174 |
5.1.2. Pembangkit listrik turbin gas. Pabrik siklus gabungan …….. | 183 |
5.1.3. Pembangkit listrik tenaga angin (WPP)…………………… | 185 |
5.1.4. Pembangkit listrik tenaga panas bumi (GeoTPP)……………………… | 186 |
5.1.5. Energi pasang surut air laut | |
5.1.6. Pembangkit listrik tenaga surya (SES | |
5.2. Gardu Induk | |
5.2.1. Persyaratan teknis umum | |
5.2.2. Peralatan listrik utama gardu induk 330 kV | |
dan lebih tinggi | |
5.2.3. Diagram pengkabelan utama | |
5.2.4. Sirkuit bantu, arus operasional, | |
jaringan kabel | |
5.2.5. APCS, ASKUE, proteksi relai dan sistem otomasi, PA dan komunikasi | |
5.2.6. Bagian konstruksi gardu induk | |
5.2.7. Perbaikan, pemeliharaan dan layanan operasional | |
5.2.8. Dukungan regulasi dan metodologis | |
5.3. Transformator dan autotransformator | |
5.3.1. Definisi dan notasi dasar | |
5.3.2. Skema dan grup untuk menghubungkan belitan transformator | |
5.3.3. Operasi paralel transformator | |
5.3.4. Transformator belitan terpisah | |
5.3.5. Pengaturan tegangan transformator | |
5.3.6. Kapasitas beban transformator | |
5.3.7. Data teknis trafo | |
5.4. Pergantian peralatan | |
5.5. Perangkat kompensasi | |
5.6. Motor listrik | |
5.7. Gardu trafo lengkap | |
5.8. Indikator teknis masing-masing gardu induk | |
Bagian 6 PERHITUNGAN TEKNIS DAN EKONOMI SAAT MERANCANG JARINGAN LISTRIK | |
6.1. ketentuan umum | |
6.2. Efisiensi komparatif pilihan untuk pengembangan listrik jaringan | |
6.3. Sistem kriteria efisiensi ekonomi investasi | |
6.4. Kondisi untuk perbandingan pilihan | |
6.5. Mempertimbangkan faktor keandalan catu daya | |
6.5.1. Indikator Keandalan Utama | |
6.5.2. Perhitungan indikator keandalan listrik | |
6.6. Perkiraan kerugian perekonomian nasional akibat matinya listrik | |
Bagian 7 PENINGKATAN INDIKATOR BIAYA LISTRIK JARINGAN | |
7.1. bagian yang umum | |
7.2. Jalur udara | |
7.3. jalur kabel | |
7.4. Gardu Induk | |
7.5. Pisahkan data biaya fasilitas jaringan listrik | |
dan elemen-elemennya dalam sistem tenaga asing | |
DAFTAR SINGKATAN YANG DITERIMA | |
BIBLIOGRAFI |
Kata pengantar
Perancangan sistem tenaga listrik memerlukan pendekatan terpadu terhadap pemilihan dan optimalisasi skema jaringan listrik dan studi kelayakan keputusan yang menentukan komposisi, struktur, komunikasi eksternal dan internal, dinamika pengembangan, parameter dan keandalan sistem secara keseluruhan dan semua elemen individualnya.
Pemecahan masalah ini memerlukan penggunaan sejumlah besar informasi yang tersebar di berbagai sumber literatur, dokumen peraturan, instruksi departemen, serta akumulasi pengalaman desain dalam dan luar negeri selama puluhan tahun. Pemusatan materi tersebut dalam satu edisi sangat memudahkan pekerjaan seorang desainer.
Di Uni Soviet, peran ini berhasil dilakukan oleh "Buku Pegangan untuk Desain Sistem Tenaga Listrik" yang diedit oleh S.S. Rokotyan dan I.M. Shapiro, bertahan 3 edisi (1971, 1977 dan 1985 jilid). Kesuksesan buku tersebut (edisi ke-3 yang terjual dengan sangat cepat sebanyak 30.000 eksemplar) mendorong penulis untuk mempersiapkan edisi ke-4 pada tahun 1990. Namun karena alasan eksternal, edisi ini tidak diterbitkan.
Selama 20 tahun terakhir, perubahan sosial-ekonomi yang signifikan telah terjadi di negara ini. Pembentukan sejumlah negara merdeka di wilayah bekas Uni Soviet mengubah komposisi dan struktur Sistem Energi Terpadu (UES) negara tersebut. Transisi ke ekonomi pasar telah berdampak drastis pada industri tenaga listrik. Sebagian besar properti di industri ini dikorporatisasi dan diprivatisasi dengan negara tetap memegang saham pengendali. Pasar listrik telah tercipta.
Dengan kondisi tersebut, penulis yang ikut serta dalam pengembangan buku referensi ini memandang perlu untuk mempersiapkan publikasi ini, membatasinya pada desain jaringan listrik. Pada saat yang sama, struktur dan judul bagian sebagian besar masih dipertahankan. Materi edisi sebelumnya telah diperbarui secara signifikan, dan di beberapa bagian telah direvisi sepenuhnya.
Penulis berusaha memberikan secara ringkas informasi yang diperlukan tentang perkembangan jaringan listrik modern, masalah desain metodologi mendasar, indikator biaya elemen jaringan listrik, serta data terkini tentang peralatan dan bahan rumah tangga yang digunakan dalam sistem tenaga listrik.
Buku referensi memperhitungkan perubahan terkini dalam organisasi desain, peraturan baru, perkembangan ilmu pengetahuan dan teknik terkini. Selama pengerjaan buku ini, ada transisi ke perkiraan norma dan harga baru dalam konstruksi, materi peraturan dan metodologi baru dikembangkan tentang sejumlah masalah penting dalam desain jaringan listrik. Meskipun beberapa perkembangan masih dalam pertimbangan dan persetujuan, penulis menganggap tepat untuk merefleksikannya dalam edisi buku pegangan ini.
Bagian 1
PEMBANGUNAN SISTEM ENERGI DAN JARINGAN LISTRIK. TUJUAN DESAINNYA1.1. PERKEMBANGAN SISTEM ENERGI DI RUSIA
Awal mula perkembangan industri tenaga listrik di Rusia dikaitkan dengan pengembangan dan implementasi rencana GOELRO (Komisi Negara untuk Elektrifikasi Rusia). Insinyur tenaga listrik di negara kita adalah yang pertama di dunia yang memperoleh pengalaman dalam perencanaan negara secara luas di seluruh cabang industri, yang sama pentingnya dan menentukan seperti industri tenaga listrik. Diketahui bahwa rencana GOELRO mengawali perencanaan jangka panjang pembangunan perekonomian nasional dalam skala nasional, rencana lima tahun pertama dimulai.Prinsip sentralisasi pembangkitan listrik dan pemusatan kapasitas pembangkitan pada pembangkit listrik regional yang besar menjamin keandalan dan efisiensi ekonomi energi negara yang tinggi. Selama bertahun-tahun konstruksi, industri tenaga listrik melampaui tingkat pertumbuhan output industri bruto. Ketentuan mendasar ini tetap menjadi pedoman umum bagi pengembangan industri ketenagalistrikan pada tahun-tahun berikutnya, setelah selesainya rencana GOELRO, dan dituangkan dalam rencana pengembangan perekonomian nasional selanjutnya. Pada tahun 1935 (batas waktu pelaksanaan rencana GOELRO), indikator kuantitatif perkembangan industri utama dan industri tenaga listrik terpenuhi secara signifikan. Dengan demikian, output kotor masing-masing cabang industri meningkat 205-228% dibandingkan tahun 1913, dibandingkan 180-200% yang direncanakan oleh rencana GOELRO. Yang paling signifikan adalah pemenuhan rencana pengembangan industri tenaga listrik yang berlebihan. Alih-alih rencana pembangunan 30 pembangkit listrik, 40 dibangun.Sudah pada tahun 1935, Uni Soviet melampaui negara-negara maju secara ekonomi seperti Inggris, Prancis, Italia dalam produksi listrik dan menempati posisi ketiga di dunia setelah Amerika Serikat dan Jerman.
Dinamika perkembangan basis tenaga listrik Uni Soviet, dan sejak 1991 - Rusia, dicirikan oleh data pada Tabel. 1.1 iris mata. 1.1
Perkembangan industri tenaga listrik tanah air pada tahun 1930-an ditandai dengan mulai terbentuknya sistem energi. Negara kita terbentang dari timur ke barat dalam sebelas zona waktu. Oleh karena itu, di beberapa daerah, kebutuhan listrik dan cara pengoperasian pembangkit listrik mengalami perubahan. Lebih efisien menggunakan kekuatan mereka, "memompa" ke tempat yang dibutuhkan saat ini. Keandalan dan stabilitas pasokan listrik hanya dapat terjamin jika terdapat interkoneksi antar pembangkit listrik, yaitu ketika sistem energi digabungkan.
Tabel 1.1
Pengembangan basis tenaga listrik negara
Indikator | 1930 | 1940 | 1950 | 1960 | 1970 | 1980 | 1990 | 2000 | 2001 | 2002 | 2003 |
1. Terpasang tenaga listrik stasiun, menit kW, termasuk: Panas hidrolik | 2,87 | 11,12 | 19,61 | 66,72 | 166,1 | 266,7 | 203,3 | 212,8 | 214,8 | 214,9 | 216,4 |
2. Berolahraga listrik, miliar kWh, termasuk termasuk: pada listrik stasiun: Teplovy hidrolik | 8,35 | 43,3 | 91.2 | 292,3 | 740,9 | 1293.9 | 1082,1 | 877,8 | 891,3 | 891,3 | 916,2 |
Catatan. Data tahun 1930–1980 lihat Uni Soviet, data 1990-2003 lihat Federasi Rusia
Pada tahun 1935, terdapat enam sistem tenaga yang beroperasi di Uni Soviet dengan pembangkitan listrik tahunan masing-masing lebih dari 1 miliar kWh, termasuk Moskow - sekitar 4 miliar kWh, Leningrad, Donetsk, dan Dnieper - lebih dari 2 miliar kWh. Sistem tenaga pertama dibuat berdasarkan saluran transmisi listrik dengan tegangan 110 kV, dan dalam sistem energi Dnieper dengan tegangan 154 kV, yang diadopsi untuk memasok listrik ke pembangkit listrik tenaga air Dnieper.
Tahap selanjutnya dalam pengembangan sistem tenaga yang ditandai dengan peningkatan daya pancar dan tersambungnya jaringan listrik sistem tenaga yang berdekatan, terkait dengan pengembangan transmisi tenaga listrik kelas 220 kV. Pada tahun 1940, jalur antarsistem 220 kV Donbass - Dnepr dibangun untuk menghubungkan dua sistem energi terbesar di Selatan negara itu.
Perkembangan normal perekonomian nasional negara dan basis tenaga listriknya terganggu oleh Perang Patriotik Hebat tahun 1941-1945. Sistem energi Ukraina, Barat Laut, Negara Baltik, dan sejumlah wilayah tengah di bagian Eropa negara itu berakhir di wilayah sejumlah wilayah yang diduduki sementara. Akibat permusuhan, produksi listrik di negara tersebut turun pada tahun 1942 menjadi 29 miliar kWh, jauh lebih rendah dibandingkan tahun sebelum perang. Selama tahun-tahun perang, lebih dari 60 pembangkit listrik besar dengan total kapasitas terpasang 5,8 juta kW hancur, yang membuat negara itu kembali ke tingkat tahun 1934 pada akhir perang.
Selama perang, Kantor Pengiriman Gabungan (ODD) pertama dibentuk. Itu dibuat di Ural pada tahun 1942 untuk mengoordinasikan pekerjaan tiga departemen energi regional: Sverdlovenergo, Permenergo dan Chelyabenergo. Sistem tenaga ini dioperasikan secara paralel pada saluran 220 kV.
Beras. 1.1. Panjang saluran udara 110 kV ke atas (a) dan kapasitas terpasang trafo 110 kV ke atas (b)
Pada akhir perang, dan terutama segera setelah perang, upaya pemulihan dan perkembangan pesat ekonomi tenaga listrik negara tersebut dimulai. Dengan demikian, dari tahun 1945 hingga 1958, kapasitas terpasang pembangkit listrik meningkat sebesar 42 juta kW atau 4,8 kali lipat. Produksi listrik telah tumbuh sebesar 5,4 kali lipat selama bertahun-tahun, dan tingkat pertumbuhan tahunan rata-rata produksi listrik adalah 14%. Hal ini memungkinkan pada tahun 1947 untuk mencapai tempat pertama di Eropa dalam produksi energi listrik dan kedua di dunia.
Pada awal 1950-an, pembangunan fasilitas pembangkit listrik tenaga air di Volga dimulai. Saluran transmisi listrik dengan tegangan 500 kV membentang sejauh seribu kilometer atau lebih ke kawasan industri di Pusat dan Ural. Seiring dengan keluaran daya dari dua HPP Volzhsky terbesar, hal ini memberikan kemungkinan operasi paralel sistem tenaga di Pusat, Volga Tengah dan Bawah, serta Ural. Dengan demikian, tahap pertama penciptaan Sistem Energi Terpadu (UES) negara tersebut telah selesai. Periode perkembangan industri tenaga listrik ini, pertama-tama, dikaitkan dengan proses “elektrifikasi secara luas”, di mana kebutuhan untuk mencakup wilayah pendudukan negara dengan jaringan terpusat pasokan listrik lainnya dalam waktu singkat dan dengan investasi modal yang terbatas mengemuka.
Pada tahun 1970, Sistem Energi Terpadu (IPS) Transcaucasia bergabung dengan Sistem Energi Terpadu di negara bagian Eropa, dan pada tahun 1972, IPS Kazakhstan dan wilayah tertentu di Siberia Barat.
Produksi listrik dalam negeri pada tahun 1975 mencapai 1.038,6 miliar kWh dan meningkat 1,4 kali lipat dibandingkan tahun 1970, yang menjamin tingginya laju pembangunan di semua sektor perekonomian nasional. Tahap penting dalam pengembangan UES adalah koneksi sistem energi Siberia dengan mengoperasikan transit 500 kV Ural - Kazakhstan - Siberia pada tahun 1977, yang membantu menutupi kekurangan listrik di Siberia pada tahun-tahun kemarau , dan, di sisi lain, penggunaan kapasitas gratis di pembangkit listrik tenaga air UES Siberia. Semua ini memastikan pertumbuhan yang lebih cepat dalam produksi dan konsumsi listrik di wilayah timur negara itu untuk memastikan pengembangan industri padat energi di kompleks industri teritorial, seperti Bratsk, Ust-Ilimsk, Krasnoyarsk, Sayano-Shushensky, dll. Selama tahun 1960–1980, produksi listrik di wilayah timur meningkat hampir 6 kali lipat, sedangkan di negara bagian Eropa, termasuk Ural, meningkat 4,1 kali lipat. Dengan bergabungnya sistem energi Siberia ke UES, pengoperasian pembangkit listrik terbesar dan jalur transmisi tulang punggung utama mulai dikendalikan dari satu titik. Dari Central Dispatch Control Panel (CDU) UES di Moskow, menggunakan jaringan komunikasi pengiriman, otomatisasi, dan telemekanik yang luas, operator dapat mentransfer aliran daya antar interkoneksi daya dalam hitungan menit. Hal ini memungkinkan untuk mengurangi kapasitas siaga terpasang.
Tahapan baru dalam perkembangan industri tenaga listrik (yang disebut “elektrifikasi mendalam”), terkait dengan kebutuhan untuk memenuhi permintaan listrik yang terus meningkat, memerlukan pengembangan lebih lanjut jaringan utama dan distribusi serta pengembangan. tegangan pengenal baru yang lebih tinggi dan ditujukan untuk meningkatkan keandalan pasokan listrik ke konsumen lama dan konsumen baru. Hal ini memerlukan perbaikan skema jaringan listrik, penggantian peralatan, struktur dan fasilitas bangunan yang sudah usang dan usang secara fisik.
Pada tahun 1990, industri tenaga listrik di negara ini semakin berkembang. Kapasitas masing-masing pembangkit listrik telah mencapai sekitar 5 juta kWh. kW. Surgutskaya GRES - 4,8 juta kW, Kursk, Balakovo dan Leningrad NPP - 4,0 juta kW, Sayano-Shushenskaya HPP - 6,4 juta kW memiliki kapasitas terpasang tertinggi.
Perkembangan industri tenaga listrik terus mengalami kemajuan yang pesat. Dengan demikian, sejak tahun 1955, produksi listrik di Uni Soviet telah tumbuh lebih dari 10 kali lipat, sementara pendapatan nasional meningkat 6,2 kali lipat. Kapasitas terpasang pembangkit listrik meningkat dari 37,2 juta kW pada tahun 1955 menjadi 344 juta kW pada tahun 1990. 220 kV ke atas - dari 5,7 ribu menjadi 143 ribu km. Pencapaian signifikan dalam pengembangan industri tenaga listrik adalah penyatuan dan pengorganisasian operasi paralel sistem tenaga negara-negara anggota CMEA, total kapasitas terpasang pembangkit listrik melebihi 400 juta kW, dan jaringan listrik mencakup wilayah tersebut. dari Berlin ke Ulan Bator.
Untuk jangka waktu yang lama, industri tenaga listrik bekas Uni Soviet berkembang sebagai satu kompleks ekonomi nasional, dan UES negara tersebut, yang merupakan bagian darinya, menyediakan energi dan aliran listrik antar-republik. Hingga tahun 1991, UES berfungsi sebagai struktur terpusat seluruh serikat negara. Pembentukan negara-negara merdeka di wilayah Uni Soviet menyebabkan perubahan mendasar dalam struktur pengelolaan dan pengembangan industri tenaga listrik.
Perubahan kondisi politik dan perekonomian dalam negeri pada saat itu mulai menimbulkan dampak negatif yang serius terhadap perkembangan dan berfungsinya industri tenaga listrik. Untuk pertama kalinya pada tahun-tahun pasca perang, pada tahun 1991, kapasitas terpasang pembangkit listrik menurun, pembangkitan dan konsumsi listrik menurun. Indikator kualitas energi listrik semakin memburuk. Rugi-rugi listrik pada jaringan listrik, konsumsi bahan bakar spesifik untuk produksi energi listrik dan panas mengalami peningkatan. Jumlah pembatasan dan pemutusan hubungan konsumen meningkat, pasokan listrik ke negara-negara Eropa Timur mengalami penurunan yang signifikan.
Pembentukan negara-negara merdeka di wilayah bekas Uni Soviet dan pembagian kepemilikan tenaga listrik di antara mereka menyebabkan perubahan mendasar dalam struktur pengelolaan industri tenaga listrik. Negara-negara bagian ini membentuk badan pengelola dan badan usaha independen mereka sendiri di industri tenaga listrik. Penghancuran sistem kendali terpusat atas objek teknologi tunggal yang kompleks seperti industri tenaga listrik Uni Soviet menetapkan tugas untuk menciptakan sistem kendali dan perencanaan yang terkoordinasi untuk pengembangan industri tenaga listrik di negara-negara Persemakmuran sesegera mungkin. mungkin.
Untuk tujuan ini, negara-negara anggota CIS pada tanggal 14 Februari 1992 menandatangani perjanjian "Tentang koordinasi hubungan antarnegara di bidang industri tenaga listrik Persemakmuran Negara-Negara Merdeka", yang dengannya Dewan Tenaga Listrik CIS dan permanennya badan, Komite Eksekutif, dibentuk. Dewan Tenaga Listrik CIS mengadopsi sejumlah keputusan penting yang berkontribusi pada stabilisasi industri tenaga listrik di negara-negara Persemakmuran. Namun, dominasi proses disintegrasi dalam perekonomian negara-negara CIS secara keseluruhan, pelanggaran prinsip-prinsip yang ditetapkan di MEE untuk mengoordinasikan pengelolaan produksi dan distribusi listrik, kurangnya mekanisme kerja bersama yang efektif, ketidakmampuan untuk sistem energi individu untuk mempertahankan frekuensi dalam rentang yang diperlukan, menyebabkan penghentian operasi paralel antara sebagian besar sistem energi, yaitu, pada kenyataannya, runtuhnya UES bekas Uni Soviet dan, karenanya, hilangnya semua kelebihan yang diberikannya.
Perubahan utama dalam industri tenaga listrik Rusia dalam beberapa tahun terakhir telah dikaitkan dengan korporatisasi fasilitas tenaga listrik, yang mengakibatkan pembentukan Perusahaan Saham Gabungan Rusia untuk Energi dan Elektrifikasi (RAO) "UES of Russia" di federal tingkat, perusahaan saham gabungan - AO-Energo di tingkat regional, dan penciptaan pasar grosir listrik dan listrik federal.
Meskipun kondisi perekonomian negara sulit, industri tenaga listrik Rusia secara umum terus memenuhi kebutuhan perekonomian dan penduduk akan panas dan listrik.
Di UES Rusia, tidak ada kecelakaan sistemik besar yang terjadi dengan pembayaran kembali sejumlah besar konsumen. (Baru pada tahun 2003 kecelakaan seperti itu terjadi di sistem tenaga listrik di AS, Italia, Inggris Raya, dan Skandinavia.)
Pembangunan fasilitas energi baru terus berlanjut - pembangkit listrik dan jaringan listrik, terutama di wilayah yang kekurangan energi di Rusia dan di wilayah yang pasokan energinya setelah pembagian Uni Soviet ternyata bergantung pada negara lain.
Kapasitas terpasang pembangkit listrik Rusia sedikit meningkat: dari 213,3 juta kW pada tahun 1990 menjadi 214,1 juta kW pada tahun 1998. Pada saat yang sama, pembangkitan listrik selama tahun-tahun tersebut turun lebih dari 23%: dari 1.082,1 miliar kWh pada tahun 1990 menjadi 827 miliar kWh pada tahun 1998. Penurunan produksi listrik dari tahun 1990 hingga 1998 jauh lebih kecil dibandingkan penurunan produk domestik bruto (PDB) (lebih dari 40%) dan produksi industri (lebih dari 50%), yang menyebabkan peningkatan signifikan pada produksi listrik. intensitas energi perekonomian nasional. Pada tahun 1999, produksi listrik di Rusia meningkat untuk pertama kalinya sejak tahun 1990 dan mencapai 847 miliar kWh.
Pada tahun-tahun setelah runtuhnya Uni Soviet, kinerja ekonomi industri memburuk - konsumsi spesifik bahan bakar standar per kilowatt-jam yang dikirimkan, hilangnya listrik untuk transportasi, jumlah personel tertentu meningkat, kualitas listrik dan keandalan pasokan listrik ke konsumen menurun, serta efisiensi penggunaan penanaman modal.
Alasan utama penurunan efisiensi ekonomi industri adalah masalah tidak dibayarnya konsumen atas listrik yang diterima, ketidaksempurnaan mekanisme yang ada untuk mengelola perusahaan tenaga listrik dalam kondisi baru, serta belum menentunya hubungan antar sektor. Negara-negara CIS di bidang tenaga listrik. Meskipun kondisi persaingan dalam industri tenaga listrik Rusia telah tercipta (karena korporatisasi dan pembentukan pasar grosir listrik dan kapasitas federal, yang memiliki lebih dari 100 pemilik fasilitas tenaga listrik), aturan untuk kerja sama yang efektif dari berbagai pemilik, memastikan minimalisasi biaya produksi, transportasi dan distribusi energi listrik dalam kerangka UES Rusia belum dikembangkan.
UES Rusia mencakup seluruh wilayah berpenduduk negara dari perbatasan barat hingga Timur Jauh dan merupakan interkoneksi energi yang dikendalikan secara terpusat dan terbesar di dunia. Sebagai bagian dari UES Rusia, ada tujuh IPS - Barat Laut, Tengah, Volga Tengah, Ural, Kaukasus Utara, Siberia, dan Timur Jauh. Saat ini (2004), lima IPS pertama beroperasi secara paralel. Informasi umum tentang struktur IPS Rusia diberikan dalam Tabel. 1.2. Sistem energi wilayah Kaliningrad Yantarenergo dipisahkan dari Rusia oleh wilayah Negara Baltik.
Di wilayah Rusia, sistem tenaga terisolasi di Yakutia, Magadan, Sakhalin, Kamchatka, wilayah Norilsk dan Kolta beroperasi.
Secara umum, pasokan energi ke konsumen di Rusia disediakan oleh 74 sistem energi teritorial.
Tabel 1.2
Informasi umum tentang struktur asosiasi energi di Rusia (2002)
Sistem Energi Bersatu (IPS) | Sistem tenaga | Jumlah sistem tenaga | Kapasitas terpasang pembangkit listrik |
|
GW | % |
|||
Barat laut | Arkhangelsk, Karelian, Kola, Komi, Leningrad, Novgorod, Pskov, Yantarenergo | 8 | 20,0 | 9,6 |
Tengah | Astrakhan, Belgorod, Bryansk, Vladimir, Volgograd, Vologda, Voronezh, Nizhny Novgorod, Ivanovo, Tver, Kaluga, Kostroma, Kursk, Lipetsk, Moskow, Orel, Ryazan, Smolensk, Tambov, Tula, Yaroslavl | 21 | 52,4 | 25,3 |
Volga Tengah | Mari, Mordovia, Penza, Samara, Saratov, Tatar, Ulyanovsk, Chuvash | 8 | 23,8 | 11,5 |
Ural | Bashkir, Kirov, Kurgan, Orenburg, Perm, Sverdlovsk, Tyumen, Udmurt, Chelyabinsk | 9 | 41,2 | 19,9 |
Kaukasus Utara | Dagestan, Kalmyk, Karachay-Cherkess, Kabardino-Balkarian, Kuban, Rostov, Se dan er o-Ossetian, Stavropol, Chechnya, Ingush | 10 | 11,5 | 5,5 |
Siberia | Altai, Buryat, Irkutsk, Krasnoyarsk, Kuzbass, Novosibirsk, Omsk, Tomsk, Khakass, Chita | 10 | 45,1 | 21,7 |
Timur | Amur, Dalenergo, Khabarovsk | 3 | 7,1 | 3,4 |
Jumlah untuk IPS: | UES Rusia | 69 | 201,1 | 96,9 |
Sistem tenaga lain, pembangkit listrik lainnya | Kamchatka, Magadan, Norilsk, Sakhalin, Yakutsk | 5 | 6,4 | 3,1 |
Total untuk negara: | 74 | 207,5 | 100,0 |
Sejalan dengan UES Rusia, sistem energi negara-negara Baltik, Belarus, Transkaukasia, dan wilayah tertentu di Ukraina beroperasi. Secara paralel, tetapi tidak sinkron dengan UES (melalui tautan DC), sistem tenaga Finlandia, yang merupakan bagian dari negara-negara Nordik (NORDEL), beroperasi Dari jaringan UES Rusia, perdagangan listrik lintas batas dengan Norwegia, Mongolia dan China juga dilakukan, serta transmisi listrik ke Bulgaria.
IKHTISAR PEMBANGUNAN
SISTEM TENAGA LISTRIK
Salah satu indikator terpenting tingkat industri ketenagalistrikan negara adalah perkembangan jaringan listrik - saluran listrik dan gardu induk (SS). Dari pembangkit listrik dengan kapasitas beberapa juta kilowatt, masing-masing membentang sejauh seribu kilometer atau lebih hingga pusat industri, saluran listrik tegangan ekstra tinggi (EHV) - 500-750-1150 kV.
Total panjang saluran transmisi udara (OHL) dengan tegangan 110 kV ke atas pada awal tahun 2004 dalam satu sirkuit adalah 454 ribu km di seluruh negeri, dan kapasitas terpasang gardu induk adalah 672 juta kVA, termasuk di industri. -gardu induk khusus yang menyediakan gardu traksi listrik pada bagian kereta api yang dialiri listrik, stasiun pompa dan kompresor pipa minyak dan gas, pabrik metalurgi dan konsumen listrik lainnya, kapasitas transformator sekitar 100 juta kVA telah dipasang.
Struktur jaringan listrik dan dinamika pertumbuhannya selama 15 tahun terakhir disajikan pada Tabel. 1.3.
Tabel 1.3
R E N I C
DESAIN
LISTRIK
JARINGAN
Diedit oleh D.L.FAIBISOVICH
Edisi ke-4,
direvisi dan diperluas
Moskow
ENAS
2012
UDC 621.311.001.63(035)
BBK 31.279
Bab 74
Pengulas V.V. Mogirev
A sampai rs: I.G. Karapetyan (klausul 3.2, 5.1, 5.3-5.8, bagian 6,
detik. 7), D. L. Faibisovich (bagian 1–3, bagian 5.2, bagian 7), I. M. Shapiro (bagian 4)
Buku Panduan Perancangan Jaringan Listrik /
ed. D.L.Faibisovich. - Edisi ke-4, direvisi. dan tambahan - M.:
ENAS, 2012. - 376 hal. : sakit.
ISBN 978-5-4248-0049-8
Memberikan informasi tentang desain jaringan listrik sistem tenaga, metode perhitungan teknis dan ekonomi, pilihan
parameter dan skema jaringan, data peralatan listrik, saluran udara dan kabel, dengan biaya elemen listrik
jaringan.
autotransformator, perangkat switching dan jenis lainnya
peralatan, serta indikator biaya fasilitas jaringan yang diperbarui; pendekatan modern terhadap pembentukan tarif listrik dipertimbangkan.
Buku pegangan ini ditujukan bagi para insinyur yang terlibat dalam desain dan pengoperasian sistem energi dan kelistrikan
jaringan, serta untuk mahasiswa universitas energi.
UDC 621.311.001.63(035)
BBK 31.279
ISBN 978-5-4248-0049-8
OOO NC ENAS, 2012
Kata pengantar
Perancangan sistem tenaga listrik memerlukan pendekatan terpadu terhadap pemilihan dan optimalisasi skema jaringan listrik dan studi kelayakan keputusan yang menentukan komposisi, struktur, komunikasi eksternal dan internal, dinamika pengembangan, parameter dan keandalan sistem secara keseluruhan dan -nya
elemen individu.
Pemecahan masalah tersebut memerlukan penggunaan volume yang besar
informasi yang tersebar di berbagai sumber literatur, dokumen peraturan, instruksi departemen,
serta akumulasi pengalaman desain dalam dan luar negeri selama puluhan tahun. Konsentrasi bahan tersebut dalam satu
publikasi sangat memudahkan pekerjaan desainer.
Di Uni Soviet, peran ini berhasil dilakukan oleh "Buku Pegangan Desain Sistem Tenaga Listrik" yang diedit oleh S. S. Rokotyan dan I. M. Shapiro, yang melewati 3 edisi (1971, 1977
dan 1985). Kesuksesan buku (edisi ke-3 sebanyak 30.000 eksemplar
tersebar dengan sangat cepat) mendorong penulis untuk mempersiapkannya pada tahun 1990
edisi ke-4. Namun karena alasan di luar kendali mereka, edisi ini tidak diterbitkan.
Selama 20 tahun terakhir, perubahan sosial-ekonomi yang signifikan telah terjadi di negara ini. Pembentukan sejumlah negara merdeka di wilayah bekas Uni Soviet mengubah komposisi dan struktur Sistem Energi Terpadu (UES) negara tersebut. Transisi ke ekonomi pasar mempunyai dampak yang besar
dalam industri tenaga listrik. Bagian kepemilikan yang signifikan dalam industri ini
dikorporatisasi dan diprivatisasi dengan negara yang memegang saham pengendali. Pasar listrik telah tercipta.
Dengan kondisi seperti ini, penulislah yang ikut ambil bagian dalam pengembangan
dari buku pegangan ini, menganggap perlu untuk mempersiapkan edisi ini, membatasinya pada desain jaringan listrik. Pada saat yang sama, pada dasarnya
struktur dan judul bagian. Materi edisi sebelumnya telah diperbarui secara signifikan, dan di beberapa bagian telah direvisi sepenuhnya.
Penulis mencoba memberikan secara ringkas apa yang diperlukan
informasi perkembangan jaringan listrik modern,
masalah metodologis mendasar desain, biaya3
Indikator jembatan elemen jaringan listrik, serta data terkini peralatan dan material rumah tangga yang digunakan dalam sistem tenaga listrik.
Edisi ini memperhitungkan perubahan terbaru dalam struktur
Industri energi Rusia dan persyaratan dokumen peraturan baru; data teknis baru tentang jalur kabel diberikan,
autotransformator, perangkat switching dan jenis peralatan lainnya, serta indikator biaya yang diperbarui
fasilitas jaringan; dianggap sebagai pendekatan modern
hingga pembentukan tarif tenaga listrik.
Penulis berterima kasih kepada L. Ya.Rudyk dan R. M. Frishberg atas saran-saran yang bermanfaat.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada reviewer Ph.D. V.V. Mogirev untuk yang berharga
komentar yang dia buat saat meninjau naskah.
Bagian 1
PERKEMBANGAN SISTEM ENERGI
DAN JARINGAN LISTRIK. TUGAS
DESAIN MEREKA
1.1. PERKEMBANGAN SISTEM ENERGI DI RUSIA
Awal mula perkembangan industri tenaga listrik di Rusia dikaitkan dengan pengembangan dan implementasi rencana GOELRO (Komisi Negara
tentang elektrifikasi Rusia). Insinyur tenaga listrik di negara kita adalah yang pertama
di dunia memperoleh pengalaman dalam perencanaan negara yang luas
seluruh industri, yang sangat penting dan menentukan,
seperti industri tenaga listrik. Diketahui bahwa rencana GOELRO dimulai
perencanaan jangka panjang pembangunan perekonomian nasional dalam skala nasional, rencana lima tahun pertama dimulai.
Prinsip sentralisasi pembangkitan listrik dan pemusatan kapasitas pembangkitan pada pembangkit listrik regional yang besar menjamin keandalan dan efisiensi ekonomi energi negara yang tinggi. Semua tahun konstruksi
industri tenaga listrik melampaui tingkat pertumbuhan industri bruto
produk. Ini adalah posisi mendasar selanjutnya
tahun, setelah selesainya rencana GOELRO, terus menjadi arahan umum bagi pengembangan industri ketenagalistrikan dan dituangkan dalam rencana pengembangan perekonomian nasional selanjutnya. Pada tahun 1935
(batas waktu pelaksanaan rencana GOELRO) bersifat kuantitatif
indikator perkembangan industri utama
dan industri tenaga listrik telah dipenuhi secara signifikan. Dengan demikian, output bruto masing-masing industri meningkat
dibandingkan dengan tahun 1913 sebesar 205-228% dibandingkan 180-200% yang direncanakan
rencana GOELRO. Yang paling signifikan adalah pemenuhan yang berlebihan
rencana pengembangan industri tenaga listrik. Berbeda dengan apa yang direncanakan
pembangunan 30 pembangkit listrik, dibangun 40. Sudah pada tahun 1935
dalam produksi listrik, Uni Soviet menyalip negara-negara maju secara ekonomi seperti Inggris, Prancis, Italia, dan menduduki peringkat ketiga
terbesar di dunia setelah Amerika dan Jerman.
Dinamika perkembangan basis tenaga listrik Uni Soviet,
dan sejak 1991 - Rusia, ditandai dengan data pada Tabel. 1.1 dan gambar. 1.1.
Perkembangan industri tenaga listrik negara pada tahun 1930-an. ditandai dengan dimulainya terbentuknya sistem energi. Negara kita terbentang dari timur ke barat dalam sebelas zona waktu. Balasan5
278
(66,0%)
105,4
(24,9%)
302,2
(65,9%)
303,5
(65,5%)
104
(18,9%)
Juta kVA (%)
119,6
(17,4%)
500 kV ke atas
Beras. 1.1. Panjang saluran udara 110 kV ke atas (a) dan kapasitas terpasang trafo 110 kV ke atas (b)
Ribu km (%)
Tabel 1.1
Pengembangan basis tenaga listrik negara
(zona pasokan listrik terpusat, termasuk stasiun blok)
Indikator
1. Terpasang
kapasitas pembangkit listrik, juta
kW, termasuk:
TPP
pembangkit listrik tenaga nuklir
pembangkit listrik tenaga air
2. Berolahraga
listrik,
miliar kWh, termasuk
termasuk:
TPP
pembangkit listrik tenaga nuklir
pembangkit listrik tenaga air
212,8 208,977 209,921 212,107 214,612
201,0
12,5
52,3
139,7
20,2
43,4
147,2 140,884 141,652 143,105
21,3 23,242 23,242 23,242
44,3 44,851 46,067 46,801
145,35
23,242
47,06
1293,9 1082,1 877,8 928,481 933,097 982,715 1006,78
1037,1 797,0
72,9 118,3
183,9 166,8
583,4 610,577 621,112 605,994 644,47
129,0 147,995 157,064 158,135 162,291
165,4 169,908 154,921 167,971 215,652
Catatan. Data tahun 1980 mengacu pada Uni Soviet dan tahun-tahun berikutnya mengacu pada Federasi Rusia.
Akibatnya, di beberapa daerah, kebutuhan listrik dan cara pengoperasian pembangkit listrik berubah. Penggunaan kekuatan mereka lebih efisien, "memompa" ke tempat yang dibutuhkan
Saat ini. Keandalan dan stabilitas pasokan listrik hanya dapat terjamin jika terdapat interkoneksi antar pembangkit listrik, yaitu ketika sistem energi digabungkan.
Pada tahun 1935, terdapat enam sistem energi yang beroperasi di Uni Soviet dengan pembangkitan listrik tahunan masing-masing lebih dari 1 miliar kWh, termasuk
Moskow - sekitar 4 miliar kWh, Leningrad, Donetsk dan Dnieper - masing-masing lebih dari 2 miliar kWh. Sistem tenaga pertama adalah
dibuat berdasarkan saluran listrik dengan tegangan 110 kV,
dan dalam sistem energi Dnieper - dengan tegangan 154 kV, yang
diadopsi untuk penerbitan listrik ke pembangkit listrik tenaga air Dnieper.
Tahap selanjutnya dalam pengembangan sistem tenaga listrik, yang ditandai dengan peningkatan daya yang ditransmisikan dan terhubungnya jaringan listrik dari sistem tenaga yang berdekatan, dikaitkan dengan pengembangan transmisi tenaga listrik.
kelas 220 kV. Pada tahun 1940, untuk menghubungkan dua sistem energi terbesar
Di selatan negara itu, jalur antarsistem 220 kV Donbass dibangun -
Dnieper.
Perkembangan normal perekonomian nasional dan basis tenaga listriknya terganggu oleh Perang Patriotik Hebat.
perang 1941-1945 Sistem energi Ukraina, Barat Laut,
7
Negara-negara Baltik dan sejumlah wilayah tengah di bagian Eropa negara itu. Akibat permusuhan, pembangkitan listrik
di negara tersebut turun pada tahun 1942 menjadi 29 miliar kWh, yang mana angka tersebut jauh lebih rendah
tahun sebelum perang. Selama tahun-tahun perang, lebih dari 60 pembangkit listrik besar dengan total kapasitas terpasang 5,8 juta kW hancur,
yang melemparkan negara itu pada akhir perang ke tingkat yang sesuai
1934
Selama perang, Kantor Pengiriman Gabungan (ODD) pertama dibentuk. Itu dibuat di Ural pada tahun 1942.
untuk mengoordinasikan pekerjaan tiga departemen energi distrik: Sverdlovenergo, Permenergo dan Chelyabenergo. Sistem tenaga ini dioperasikan secara paralel pada saluran 220 kV.
Pada akhir perang, dan terutama segera setelah perang, terjadilah
upaya telah dilakukan untuk memulihkan dan mengembangkan perekonomian tenaga listrik negara tersebut dengan cepat. Jadi, dari tahun 1945 hingga 1958, kapasitas terpasang pembangkit listrik meningkat sebesar 42 juta kW, atau
4,8 kali. Produksi listrik telah tumbuh sebesar 5,4 selama bertahun-tahun
kali, dan tingkat pertumbuhan tahunan rata-rata produksi listrik
sebesar 14%. Hal ini memungkinkan untuk mulai berproduksi pada tahun 1947
listrik menempati urutan pertama di Eropa dan kedua di dunia.
Pada awal tahun 1950-an pembangunan rangkaian fasilitas pembangkit listrik tenaga air di Volga dimulai. Dari mereka terbentang seribu kilometer atau lebih
ke kawasan industri di Pusat dan saluran listrik Ural
tegangan 500 kV. Seiring dengan output dua terbesar
HPP Volga, ini memberikan kemungkinan operasi paralel
sistem energi Pusat, Volga Tengah dan Bawah dan Ural. Begitu pula
menyelesaikan tahap pertama penciptaan Sistem Energi Terpadu
(MEE) negara-negara. Masa perkembangan industri tenaga listrik sebelumnya
dikaitkan dengan proses “elektrifikasi secara luas”, di mana kebutuhan untuk mencakup wilayah berpenduduk negara dengan jaringan pasokan listrik terpusat mengemuka.
dalam waktu singkat dan dengan investasi terbatas.
Pada tahun 1970, Sistem Energi Terpadu di negara bagian Eropa
Sistem Energi Terpadu (IPS) Transcaucasia dilekatkan, dan pada tahun 1972 - IPS Kazakhstan dan wilayah tertentu di Siberia Barat.
Produksi listrik pada tahun 1975 di dalam negeri mencapai
1.038,6 miliar kWh dan meningkat 1,4 kali lipat dibandingkan tahun 1970,
yang memastikan tingkat pembangunan yang tinggi di semua cabang nasional
ekonomi. Tahap penting dalam pengembangan MEE adalah aksesi
untuk itu sistem energi Siberia dengan mengoperasikan transit pada tahun 1977
500 kV Ural - Kazakhstan - Siberia, yang berkontribusi pada cakupan
kekurangan listrik di Siberia pada tahun-tahun kemarau, dan,
di sisi lain, penggunaan kapasitas gratis di UES
HPP Birskie. Semua ini memastikan pertumbuhan produksi yang lebih cepat.
dan konsumsi listrik di wilayah timur negara itu
untuk memastikan pengembangan industri padat energi di kompleks industri teritorial, seperti Bratsk, Ust-Ilimsk, Krasnoyarsk, Sayano-Shushensky, dll. Untuk tahun 1960-1980. produksi listrik di wilayah timur meningkat hampir 6
kali, sedangkan di negara bagian Eropa, termasuk Ural, - 4.1
waktu. Dengan bergabungnya sistem energi Siberia ke UES, pengoperasian pembangkit listrik terbesar dan jalur transmisi tulang punggung utama mulai dikendalikan dari satu titik. Dari Central Dispatching Control Panel (CDU) UES di Moskow
Dengan bantuan jaringan komunikasi pengiriman, otomatisasi, dan telemekanik yang luas, operator dapat mentransfer aliran daya antar interkoneksi daya dalam hitungan menit. Ini
memberikan kemungkinan untuk mengurangi cadangan terpasang
kapasitas.
Tahap baru dalam perkembangan industri tenaga listrik (yang disebut "elektrifikasi mendalam"), terkait dengan kebutuhan untuk memastikan
permintaan listrik yang terus meningkat, memerlukan pengembangan lebih lanjut dari jaringan utama dan distribusi serta pengembangan tegangan pengenal baru yang lebih tinggi
dan ditujukan untuk meningkatkan keandalan pasokan listrik ke konsumen lama dan konsumen baru. Hal ini memerlukan perbaikan skema jaringan listrik, penggantian peralatan, struktur dan fasilitas bangunan yang sudah usang dan usang secara fisik.
Pada tahun 1990, industri tenaga listrik di negara ini semakin berkembang. Kapasitas masing-masing pembangkit listrik mencapai sekitar 5 juta
kW. Kapasitas terpasang terbesar ada di Surgut
GRES - 4,8 juta kW, PLTN Kursk, Balakovo dan Leningrad -
4,0 juta kW, HPP Sayano-Shushenskaya - 6,4 juta kW.
Perkembangan industri tenaga listrik terus berjalan maju
laju. Jadi, sejak tahun 1955, produksi listrik di Uni Soviet telah tumbuh lebih dari 10 kali lipat, sedangkan output nasional
pendapatan meningkat 6,2 kali lipat. Kapasitas terpasang pembangkit listrik meningkat dari 37,2 juta kW pada tahun 1955 menjadi 344 juta kW pada tahun 1990.
Panjang jaringan listrik dengan tegangan 35 kV ke atas
selama periode ini meningkat dari 51,5 menjadi 1025 ribu km, termasuk tegangan 220 kV ke atas - dari 5,7 ribu menjadi 143 ribu km. Pencapaian signifikan dalam pengembangan industri tenaga listrik adalah penyatuan dan pengorganisasian operasi paralel sistem tenaga negara-negara anggota CMEA,
total kapasitas terpasang pembangkit listrik melebihi 400 juta kW, dan jaringan listrik mencakup wilayah dari Berlin hingga Ulan Bator.
9
Industri tenaga listrik bekas Uni Soviet dalam jangka waktu yang lama berkembang sebagai satu kompleks ekonomi nasional, dan UES negara tersebut, yang merupakan bagian darinya, menyediakan energi dan aliran listrik antar-republik. Sebelum MEE tahun 1991
berfungsi sebagai struktur terpusat seluruh serikat negara. Pendidikan di wilayah Uni Soviet mandiri
negara menyebabkan perubahan mendasar dalam struktur pemerintahan
dan pengembangan industri tenaga listrik.
Mengubah kondisi politik dan ekonomi di negara tersebut
sudah saat ini mulai memberikan dampak negatif yang serius
tentang pengembangan dan pengoperasian industri tenaga listrik. Pertama
pada tahun-tahun pasca perang pada tahun 1991, kapasitas terpasang pembangkit listrik menurun, pembangkitan dan konsumsi listrik menurun. Indikator kualitas energi listrik semakin memburuk. Kehilangan listrik pada jaringan listrik meningkat, konsumsi bahan bakar spesifik untuk produksi listrik dan panas
energi. Jumlah pembatasan dan pemutusan hubungan konsumen meningkat, dan pasokan listrik ke negara-negara menurun secara signifikan
Eropa Timur.
Pembentukan negara-negara merdeka di wilayah bekas Uni Soviet dan pembagian properti tenaga listrik di antara mereka
menyebabkan perubahan radikal dalam struktur manajemen kelistrikan
energi. Negara-negara bagian ini membentuk badan pengelola dan badan usaha independen mereka sendiri di industri tenaga listrik. Penghancuran sistem kendali terpusat untuk objek teknologi tunggal yang kompleks seperti
adalah industri tenaga listrik Uni Soviet, yang menetapkan tugas untuk menciptakan sistem manajemen dan perencanaan yang terkoordinasi sesegera mungkin
pengembangan industri tenaga listrik di negara-negara Persemakmuran.
Untuk tujuan ini, negara-negara anggota CIS menyimpulkan pada 14 Februari
perjanjian tahun 1992 "Tentang koordinasi hubungan antarnegara di bidang industri tenaga listrik Persemakmuran Negara-Negara Merdeka", yang dengannya Dewan Tenaga Listrik CIS dan badan permanennya - Komite Eksekutif dibentuk. Dewan Tenaga Listrik CIS mengadopsi
sejumlah keputusan penting yang berkontribusi pada stabilisasi industri tenaga listrik di negara-negara Persemakmuran. Namun, dominasi proses disintegrasi dalam perekonomian negara-negara CIS secara keseluruhan,
prinsip-prinsip koordinasi pengelolaan produksi dan distribusi listrik yang ditetapkan dalam UES, kurangnya mekanisme kerja bersama yang efektif, ketidakmampuan individu
sistem tenaga listrik untuk memastikan bahwa frekuensi dipertahankan dalam rentang yang disyaratkan menyebabkan penghentian operasi paralel antara sebagian besar sistem tenaga listrik, yaitu, pada kenyataannya, runtuhnya UES yang sebelumnya
10
Uni Soviet dan, karenanya, hilangnya semua keuntungan yang dimilikinya
asalkan.
Perubahan utama dalam industri tenaga listrik Rusia pada tahun-tahun berikutnya dikaitkan dengan korporatisasi fasilitas tenaga listrik, sebagai akibatnya