Klassifisering av elektriske nettverk

Elektriske nett er klassifisert etter en rekke indikatorer som karakteriserer både nettet som helhet og individuelle overføringslinjer (PTL).

Av strømmens natur

AC- og DC-nettverk er kjennetegnet ved strøm.

Trefase AC 50 Hz har flere fordeler fremfor DC:

• evnen til å transformere fra en spenning til en annen i et bredt spekter;

• evnen til å overføre store krefter over lange avstander, noe som oppnås. Dette oppnås ved å transformere spenningen til generatorene til en høyere spenning for å overføre elektrisitet langs linjen og konvertere høyspenningen tilbake til en lav spenning ved mottakspunktet. I denne metoden for kraftoverføring reduseres tapene i linjen fordi de er avhengige av strømmen i linjen, og strømmen for samme effekt er mindre, jo høyere spenningen er;

• med trefaset vekselstrøm er konstruksjonen av asynkrone elektriske motorer enkel og pålitelig (ingen kollektor). Konstruksjonen av en synkron dynamo er også enklere enn en DC-generator (ingen kollektor, etc.);

Ulempene med AC er:

• behovet for å generere reaktiv kraft, som er nødvendig hovedsakelig for å skape magnetiske felt av transformatorer og elektriske motorer. Drivstoff (i TPP) og vann (i HPP) forbrukes ikke for å generere reaktiv energi, men den reaktive strømmen (magnetiseringsstrømmen) som strømmer gjennom linjene og viklingene til transformatorene er ubrukelig (i betydningen å bruke linjer til å overføre aktiv energi) det overbelaster dem, forårsaker tap av aktiv effekt i dem og begrenser den overførte aktive effekten. Forholdet mellom reaktiv effekt og aktiv effekt karakteriserer kraftfaktoren til installasjonen (jo lavere effektfaktor, jo dårligere brukes de elektriske nettverkene);

• kondensatorbanker eller synkrone kompensatorer brukes ofte for å øke effektfaktoren, noe som gjør AC-installasjoner dyrere;

• overføringen av svært store krefter over lange avstander begrenses av stabiliteten i parallelldriften til kraftsystemene som strømmen overføres mellom.

Fordeler med likestrøm inkluderer:

• fravær av en reaktiv strømkomponent (full bruk av linjer er mulig);

• praktisk og jevn justering i et bredt spekter av antall omdreininger av DC-motorer;

• høyt startmoment i seriemotorer, som har funnet bred anvendelse i elektrisk trekkraft og kraner;

• mulighet for elektrolyse mv.

De viktigste ulempene med DC er:

• umulighet for konvertering ved hjelp av enkle midler for likestrøm fra en spenning til en annen;

• umuligheten av å lage høyspent (HV) likestrømsgeneratorer for kraftoverføring over relativt lange avstander;

• vanskeligheten med å oppnå likestrøm HV: for dette formålet er det nødvendig å rette opp vekselstrømmen til høyspenningen og deretter ved mottakspunktet gjøre den om til trefaset vekselstrøm. Hovedapplikasjonen er avledet fra trefasede vekselstrømnettverk. Med et stort antall enfasede elektriske mottakere er enfasede grener laget av et trefaset nettverk. Fordelene med et trefaset AC-system er:

• bruken av et trefasesystem for å skape et roterende magnetfelt gjør det mulig å implementere enkle elektriske motorer;

• i et trefasesystem er strømtapet mindre enn i et enfasesystem. Beviset for denne påstanden er gitt i tabell 1.

Tabell 1. Sammenligning av et tre-fase system (tre-leder) med en en-fase (to-leder)

Som det fremgår av tabellen (rad 5 og 6), dP1= 2dP3 og dQ1= 2dQ3, dvs. effekttapene i et enfasesystem ved samme effekt S og spenning U er dobbelt så store. Imidlertid er det i et enfasesystem to ledninger, og i et trefasesystem - tre.

For at metallforbruket skal være det samme, er det nødvendig å redusere tverrsnittet av lederne til trefaselinjen sammenlignet med enfaselinjen med 1,5 ganger. Samme antall ganger vil være større motstand, dvs. R3= 1.5R1... Ved å erstatte denne verdien i uttrykket for dP3 får vi dP3 = (1.5S2/ U2) R1, dvs. aktive effekttap i en enfaset linje er 2 / 1,5 = 1,33 ganger mer enn i en trefaset.

DC-bruk

DC-nettverk er bygget for å drive industribedrifter (elektrolyseverksteder, elektriske ovner, etc.), urban elektrisk transport (trikk, trolleybuss, t-bane). For mer detaljer se her: Hvor og hvordan DC brukes

Elektrifisering av jernbanetransport utføres på både like- og vekselstrøm.

Likestrøm brukes også til å overføre energi over lange avstander, siden bruken av vekselstrøm til dette formålet er forbundet med vanskeligheten med å sikre stabil parallelldrift av kraftverksgeneratorer. I dette tilfellet er det imidlertid bare en overføringslinje som opererer på likestrøm, ved hvis forsyningsende vekselstrømmen omdannes til likestrøm, og i mottakerenden reverseres likestrømmen til vekselstrøm.

Likestrøm kan brukes i overføringsnettverk med vekselstrøm for å organisere tilkoblingen av to elektriske systemer i form av likestrøm — overføring av konstant energi med null lengde, når to elektriske systemer er koblet til hverandre gjennom en likeretter-transformatorblokk. Samtidig påvirker frekvensavvik i hvert av de elektriske systemene praktisk talt ikke den overførte effekten.

Det pågår for tiden forskning og utvikling på pulserende strømkraftoverføring, hvor kraft overføres samtidig ved vekselstrøm og likestrøm over en felles kraftledning. I dette tilfellet er det ment å pålegge alle tre faser av AC-transmisjonslinjen en viss konstant spenning i forhold til jord, skapt ved hjelp av transformatorinstallasjoner i endene av transmisjonslinjen.

Denne metoden for kraftoverføring muliggjør bedre bruk av kraftledningsisolasjon og øker bæreevnen sammenlignet med vekselstrømoverføring, og letter også valg av kraft fra kraftledninger sammenlignet med likestrømsoverføring.

Etter spenning

Etter spenning deles elektriske nett inn i nett med en spenning på opptil 1 kV og over 1 kV.

Hvert elektrisk nettverk er preget av merkespenning, som sikrer normal og mest økonomisk drift av utstyret.

Skille den nominelle spenningen til generatorer, transformatorer, nettverk og elektriske mottakere. Den nominelle spenningen til nettverket faller sammen med den nominelle spenningen til energiforbrukerne, og den nominelle spenningen til generatoren, i henhold til betingelsene for kompensasjon for spenningstap i nettverket, tas 5% høyere enn den nominelle spenningen til nettverket.

Den nominelle spenningen til en transformator er satt for dens primære og sekundære viklinger uten belastning. På grunn av det faktum at primærviklingen til transformatoren er en mottaker av elektrisitet, for opptrappingstransformatoren blir dens nominelle spenning lik den nominelle spenningen til generatoren, og for nedtrappingstransformatoren - den nominelle spenningen til Nettverk.

Spenningen til sekundærviklingen til transformatoren som forsyner nettverket under belastning må være 5% høyere enn den nominelle spenningen til nettverket. Siden det er et spenningstap i selve transformatoren under belastning, tas merkespenningen (dvs. åpen kretsspenning) til transformatorens sekundærvikling 10 % høyere enn merkenettspenningen.

Tabell 2 viser de nominelle fase-til-fase spenningene til trefasede elektriske nettverk med en frekvens på 50 Hz. Elektriske nettverk etter spenning er betinget delt inn i lav (220–660 V), middels (6–35 kV), høy (110–220 kV), ultrahøy (330–750 kV) og ultrahøy (1000 kV og høyere) spenningsnettverk.

Tabell 2. Standardspenninger, kV, i henhold til GOST 29322–92

I transport og industri brukes følgende konstante spenninger: for et overliggende nettverk som driver trikker og trolleybusser - 600 V, T-banevogner - 825 V, for elektrifiserte jernbanelinjer - 3300 og 1650 V, åpnes gruver betjent av trolleybusser og elektriske lokomotiver drevet fra kontaktnettverk 600, 825, 1650 og 3300 V, underjordisk industritransport bruker en spenning på 275 V. Lysbueovnsnettverk har en spenning på 75 V, elektrolyseanlegg 220-850 V.

Etter design og plassering

Luft- og kabelnettverk, ledninger og ledninger er forskjellige i design.

Etter plassering er nettverk delt inn i eksterne og interne.

Eksterne nettverk implementeres med bare (ikke-isolerte) ledninger og kabler (under bakken, under vann), intern - med kabler, isolerte og bare ledninger, busser.

Etter forbrukets natur

I henhold til forbrukets art skilles urbane, industrielle, landlige, elektrifiserte jernbanelinjer, olje- og gassrørledninger og elektriske systemer.

Etter avtale

Mangfoldet og kompleksiteten til elektriske nettverk har ført til mangel på en enhetlig klassifisering og bruk av ulike begreper ved klassifisering av nettverk etter formål, rolle og funksjoner utført i strømforsyningsordningen.

NSEelektriske nettverk er delt inn i stamnett og distribusjonsnett.

Ryggraden kalles et elektrisk nettverk som forener kraftverk og sikrer at de fungerer som et enkelt styringsobjekt, samtidig som det leverer energi fra kraftverk. gren kalt et strømnett. gi strømdistribusjon fra en strømkilde.

I GOST 24291-90 er elektriske nettverk også delt inn i ryggrad og distribusjonsnettverk.I tillegg skilles urbane, industrielle og rurale nettverk.

Hensikten med distribusjonsnett er videre distribusjon av elektrisitet fra understasjonen til stamnettet (delvis også fra distribusjonsspenningsbussene til kraftverk) til de sentrale punktene i urbane, industrielle og landlige nettverk.

Det første trinnet av offentlige distribusjonsnett er 330 (220) kV, det andre - 110 kV, deretter distribueres elektrisitet gjennom strømforsyningsnettet til individuelle forbrukere.

I henhold til funksjonene de utfører, skilles ryggrads-, forsynings- og distribusjonsnettverk.

Hovednett 330 kV og over utføre funksjonene til å danne enhetlige energisystemer.

Strømforsyningsnettene er beregnet på overføring av elektrisitet fra nettstasjonene i motorveinettet og delvis 110 (220) kV-bussene til kraftverk til de sentrale punktene i distribusjonsnettverket - regionale transformatorstasjoner. Leveringsnettverk vanligvis stengt. Tidligere var spenningen til disse nettverkene 110 (220) kV, nylig er spenningen til elektriske nettverk som regel 330 kV.

Distribusjonsnettverk er beregnet for overføring av elektrisitet over korte avstander fra lavspentbussene til distriktstransformatorstasjoner til urbane industrielle og landlige forbrukere. Slike distribusjonsnettverk er vanligvis åpne eller opererer i åpen modus. Tidligere ble slike nettverk utført med en spenning på 35 kV og lavere, og nå - 110 (220) kV.

Elektrisitetsnett er også delt inn i lokale og regionale og i tillegg forsynings- og distribusjonsnett. Lokale nettverk inkluderer 35 kV og lavere, og regionale nettverk — 110 kV og høyere.

Spiser er en linje som går fra et sentralt punkt til et distribusjonspunkt eller direkte til nettstasjoner uten å distribuere elektrisitet langs dens lengde.

gren en linje kalles, som flere transformatorstasjoner eller inngangen til elektriske forbruksinstallasjoner er koblet til langs deres lengde.

Etter formålet i kraftordningen er nett også delt inn i lokalt og regionalt.

Til lokalbefolkningen omfatte nett med lav lasttetthet og spenning opp til og med 35 kV. Dette er urbane, industrielle og rurale nettverk. Kortlengde 110 kV dype gjennomføringer er også klassifisert som lokale nettverk.

Distrikts elektriske nett dekker store områder og har en spenning på 110 kV og over. Gjennom regionale nett overføres elektrisitet fra kraftverk til forbrukssteder, og også fordelt mellom regionale og store industri- og transportstasjoner som mater lokale nett.

Regionale nettverk inkluderer hovednettverk av elektriske systemer, de viktigste overføringslinjene for kommunikasjon mellom og mellom systemet.

Kjernenettverk sørge for kommunikasjon mellom kraftverk og med regionale forbrukersentraler (regionale nettstasjoner). De utføres i henhold til komplekse flerkretsskjemaer.

Stamkraftledninger intrasystemkommunikasjon gir kommunikasjon mellom separat plasserte kraftverk med hovednettet til elektrisitetssystemet, samt kommunikasjon av eksterne storbrukere med sentrale punkter. Dette er vanligvis en luftledning 110-330 kV og større med lang lengde.

I henhold til deres rolle i strømforsyningsordningen er strømforsyningsnettverk, distribusjonsnettverk og hovednettverk av kraftsystemer forskjellige.

Næringsrik kalles nettverkene som energien tilføres til transformatorstasjonen og RP, fordeling — nett som elektriske eller transformatorstasjoner er direkte koblet til (vanligvis er dette nett opptil 10 kV, men ofte refererer forgrenede nett med høyere spenninger også til distribusjonsnett hvis et stort antall mottakerstasjoner er koblet til dem). Til hovednettverkene inkludere nettverk med høyest spenning, som de kraftigste forbindelsene er laget på i det elektriske systemet.