Физико-технические основы дальних электропередач переменного тока

РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ 
СЕРИИ «МОНОГРАФИИ НГТУ» 

 
 
д-р техн. наук, проф. (председатель)  А.А. Батаев 
д-р техн. наук, проф. (зам. председателя)  А.Г. Вострецов 
д-р техн. наук, проф. (отв. секретарь)  В.Н. Васюков 
 
д-р техн. наук, проф. А.А. Воевода 
д-р техн. наук, проф. В.И. Денисов 
д-р физ.-мат. наук, проф. А.К. Дмитриев 
д-р физ.-мат. наук, проф. В.Г. Дубровский 
д-р филос. наук, проф. В.И. Игнатьев 
д-р физ.-мат. наук, проф. О.В. Кибис 
д-р социол. наук, проф. Л.А. Осьмук 
д-р техн. наук, проф. Н.В. Пустовой 
д-р техн. наук, проф. Г.И. Расторгуев 
д-р физ.-мат. наук, проф. В.А. Селезнев 
д-р техн. наук, проф. Ю.Г. Соловейчик 
д-р техн. наук, проф. А.А. Спектор 
д-р техн. наук, проф. А.Г. Фишов 
д-р экон. наук, проф. М.В. Хайруллина 
д-р техн. наук, проф. В.А. Хрусталев 
д-р техн. наук, проф. А.Ф. Шевченко 
 
 
 
 

 

 

УДК 621.315.1 
   К 78 
 
 
Рецензенты: 
д-р техн. наук, доцент А.Г. Русина 
д-р техн. наук, профессор В.Г. Сальников, 
ФГБОУ ВО «Сибирский государственный университет 
водного транспорта» 
 
 
 
 
Красильникова Т.Г. 
К 78  
Физико-технические основы дальних электропередач переменного тока: монография / Т.Г. Красильникова, Г.И. Самородов. ‒ Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2019. ‒ 300 с. – (Серия «Монографии НГТУ»). 

ISNB 978-5-7782-4057-5 

В монографии изложена теория дальних электропередач как элемента энергосистемы. Рассмотрена структура,  основные технические 
параметры, физико-технические вопросы дальних электропередач, их 
функционирование в составе энергообъединения, включая вопросы 
устойчивости и перенапряжений. 
Книга может представлять интерес для научных работников, преподавателей электроэнергетических специальностей, студентов и аспирантов, иинтересующихся дальними электропередачами. 
 
 
УДК 621.315.1 
 
 
 
 
ISNB 978-5-7782-4057-5 
© Красильникова Т.Г.,  
 
    Самородов Г.И., 2019 
 
© Новосибирский государственный  
 
    технический университет, 2019 

 

 

УДК 621.315.1 
   К 78 
 
 
Reviwers: 
Associate professor A.G. Rusina, D.Sc. (Eng.)  
Professor V.G. Salnikov, D.Sc. (Eng.) 
FSBEI HE “Siberial State University of Water Transport” 
 
 
 
 
Krasilnikova T.G. 
К 78   
Physical and technical fundamentals of long-distance ac power 
transmission: monograph / T.G. Krasilnikova, G.I Samorodov. – Novosibirsk: NSTU Publishers, 2019. – 300 p. – (“NSTU Monographs” 
series).  

ISNB 978-5-7782-4057-5 

The monograph describes the theory of long-distance transmission as an 
element of the power-supply system. The structure, the main technical parameters, physico-technical issues of long-distance transmission lines, their 
functioning as a part of the interconnected power utilities including the  
issues of stability and overvoltages are studied. 
The book can be of interest to researchers, university teachers of power 
engineering specialities, as well as to undergraduate, graduate and postgraduate students majoring in long-distance power transmission. 
 
 
УДК 621.315.1 
 
 
 
 
 
 
ISNB978-5-7782-4057-5 
 
© Krasilnikova G.T.,  
 
 
    Samorodov G.I., 2019 
 
© Novosibirsk State  
 
    Technical University, 2019

 

 

 

ÏÐÅÄÈÑËÎÂÈÅ 

онография посвящена электропередачам сверхвысокого напряжения (СВН) и ультравысокого напряжения (УВН), 
обеспечивающим передачу электроэнергии на дальние расстояния. 
Формирование единых национальных энергосистем в мире происходит на базе дальних электропередач СВН и УВН, образующих в 
совокупности основную электрическую сеть, на которую возлагается ответственная задача обеспечения экономичного и надежного 
функционирования всего энергообъединения. Дальнейшее развитие 
электроэнергетических систем, наращивание мощности электростанций сложно представить без передачи электроэнергии на дальние расстояния. 
При написании настоящей работы большое внимание было уделено функционированию дальних электропередач (ДЭП) в различных режимах. ДЭП включают в свой состав в общем случае три 
структурных элемента: подстанции, воздушные линии и устройства  
реактивной мощности (УРМ). В отличие от известных книг, посвященных дальним электропередачам, в монографии подробно рассмотрены современные УРМ. 
Предлагаемая монография состоит из четырех глав. В первой 
главе («Электропередача как элемент энергосистемы») излагается 
процесс формирования энергосистем, пути технического совершенствования электроэнергетики, а также возможные сценарии ее развития. 
Вторая глава («Структура и основные технические параметры 
ДЭП») посвящена рассмотрению таких вопросов, как область  

М

 

применения, структурные элементы и схемы ДЭП, схемы электрических соединений ДЭП, а также основные технические параметры. 
В третьей главе («Физико-технические вопросы ДЭП») даются математические модели элементов ДЭП. В четвертой главе («Функционирование ДЭП») рассмотрены нормальные режимы, характерные 
режимы работы ДЭП, а также условия работы ДЭП в энергообъединении в аварийных и послеаварийных режимах. 
При написании монографии авторами был использован опыт 
многолетней работы в области дальних электропередач и транспорта электроэнергии на дальние расстояния. 
 
 
 
 

 

Ãëàâà 1 

ÝËÅÊÒÐÎÏÅÐÅÄÀ×À  
ÊÀÊ ÝËÅÌÅÍÒ ÝÍÅÐÃÎÑÈÑÒÅÌÛ 

1.1. Îïðåäåëåíèå ýëåêòðîïåðåäà÷è  
è äàëüíåé ýëåêòðîïåðåäà÷è 

лектропередача (ЭП) – это элемент энергосистемы, осуществляющий преобразование, передачу и распределение электроэнергии, а также выполняющий системообразующие функции. В свою 
очередь, ЭП является сложным объектом, включающим в свой состав 
различные элементы. 
Дальняя электропередача (ДЭП) – это ЭП сверхвысокого напряжения (СВН – 500, 750 кВ) и ультравысокого напряжения (УВН – 1000, 
1150 кВ), обеспечивающая передачу электроэнергии на дальние расстояния и выполняющая функции межсистемной связи на уровне объединенной энергосистемы (ОЭС) и национальной единой энергосистемы (ЕЭС). 
Основные проектные решения, касающиеся ДЭП СВН и УВН, изложены в [1–6]. Обобщающие материалы по теории ДЭП, их созданию 
и эксплуатации даются в [7]. Следует также отметить учебник для вузов [8], посвященный вопросам ДЭП СВН. Естественно, что авторы 
предлагаемой книги в той или иной мере ориентировались на эти публикации при изложении своих взглядов на теорию ДЭП. 
«Никто не отыщет удачно природу вещи в самой вещи – границы 
изыскания должны быть расширены», – так сказал английский философ, основатель материализма Фрэнсис Бекон (1561–1626 гг.). И мы 
последуем его высказыванию, «расширив изыскания» до электроэнергетики и энергосистем, элементами которых являются дальние электропередачи [9]. 

Э 

 

à ë à â à  1. ÝËÅÊÒÐÎÏÅÐÅÄÀ×À ÊÀÊ ÝËÅÌÅÍÒ ÝÍÅÐÃÎÑÈÑÒÅÌÛ 

10 

1.2. Ýëåêòðîýíåðãåòèêà 

Электроэнергетика представляет собой отрасль экономики, охватывающую совокупность технологий по преобразованию природноэнергетических ресурсов в электроэнергию, ее передачу, распределение и потребление. Электроэнергетика включает в свой состав национальную ЕЭС и электропотребляющую систему (рис. 1.1). К электроэнергетике относятся также электротехническая промышленность и  
энергомашиностроение. Электропотребляющая система является совокупностью потребителей в различных секторах экономики (промышленный, бытовой и другие секторы), питаемых с помощью местной 
сети напряжением не выше 10 кВ. Основой электроэнергетики являются энергосистемы различного уровня. В общем случае энергосистема – 
это совокупность электростанций, связанных электрической сетью и 
работающих под единым диспетчерским управлением с целью производства, преобразования передачи и распределения электроэнергии 
между различными группами потребителей. 

1.3. Ïðîöåññ ôîðìèðîâàíèÿ ýíåðãîñèñòåì 

До 1880 г. электроэнергия фактически не использовалась. Преобладающей являлась механическая энергия, получаемая за счет мускулов, 
воды и пара. Разработка в последней четверти XIX в. электрических генераторов, трансформаторов, передающих и распределительных линий, изобретение лампы накаливания, электродвигателей и других 
электрических устройств абсолютно преобразовали бытовую жизнь и 
промышленность в США и передовых странах Западной Европы.  
Первая электрическая система для уличного освещения была создана 
Эдисоном, которая начала работать в сентябре 1882 г. в Нью-Йорке. Она 
представляла низковольтную (100 В) систему постоянного тока с распределительной медной сетью, питающей лампы накаливания от генератора постоянного тока. Эдисон доказал, что от центральной генерирующей станции через обширную распределительную сеть можно 
снабжать электроэнергией конечных потребителей. Эдисоновские системы постоянного тока напряжением 100 В появились в 1880-х годах 
во многих городах США. Однако неразрешимые проблемы, связанные с повышением напряжения на постоянном токе, привели к победе