Klassificering af elektriske netværk

Elektriske net er klassificeret efter en række indikatorer, der karakteriserer både nettet som helhed og individuelle transmissionslinjer (PTL).

Af strømmens natur

AC- og DC-netværk er kendetegnet ved strøm.

Trefaset AC 50 Hz har flere fordele i forhold til DC:

• evnen til at transformere fra en spænding til en anden i et bredt område;

• evnen til at overføre store kræfter over lange afstande, hvilket opnås. Dette opnås ved at transformere generatorernes spænding til en højere spænding for at sende elektricitet langs linjen og konvertere højspændingen tilbage til en lav spænding ved modtagepunktet. I denne kraftoverførselsmetode reduceres tabene i ledningen, fordi de afhænger af strømmen i ledningen, og strømmen for den samme effekt er mindre, jo højere spændingen er;

• med trefaset vekselstrøm er konstruktionen af ​​asynkrone elektriske motorer enkel og pålidelig (ingen kollektor). Konstruktionen af ​​en synkron generator er også enklere end en DC-generator (ingen kollektor osv.);

Ulemperne ved AC er:

• behovet for at generere reaktiv effekt, hvilket hovedsageligt er nødvendigt for at skabe magnetiske felter i transformere og elektriske motorer. Brændstof (i TPP) og vand (i HPP) forbruges ikke til at generere reaktiv energi, men den reaktive strøm (magnetiseringsstrøm), der strømmer gennem transformatorernes ledninger og viklinger, er ubrugelig (i betydningen at bruge linjer til at overføre aktiv energi) det overbelaster dem, forårsager tab af aktiv effekt i dem og begrænser den transmitterede aktive effekt. Forholdet mellem reaktiv effekt og aktiv effekt karakteriserer installationens effektfaktor (jo lavere effektfaktor, jo dårligere bruges de elektriske netværk);

• kondensatorbanker eller synkrone kompensatorer bruges ofte til at øge effektfaktoren, hvilket gør AC-installationer dyrere;

• transmissionen af ​​meget store kræfter over lange afstande er begrænset af stabiliteten af ​​den parallelle drift af de strømsystemer, mellem hvilke strømmen overføres.

Fordele ved jævnstrøm inkluderer:

• fravær af en reaktiv strømkomponent (fuld brug af linjer er mulig);

• bekvem og jævn justering i en bred vifte af antallet af omdrejninger af DC-motorer;

• højt startmoment i serielle motorer, som har fundet bred anvendelse i elektrisk trækkraft og kraner;

• mulighed for elektrolyse mv.

De største ulemper ved DC er:

• umulighed af konvertering ved simple midler af jævnstrøm fra en spænding til en anden;

• umuligheden af ​​at skabe højspændings (HV) jævnstrømsgeneratorer til kraftoverførsel over relativt lange afstande;

• vanskeligheden ved at opnå jævnstrøm HV: til dette formål er det nødvendigt at rette op på højspændingens vekselstrøm og derefter ved modtagelsespunktet omdanne den til trefaset vekselstrøm. Hovedapplikationen er afledt af trefasede vekselstrømsnetværk. Med et stort antal enfasede elektriske modtagere er enfasede grene lavet af et trefaset netværk. Fordelene ved et trefaset AC-system er:

• brugen af ​​et trefaset system til at skabe et roterende magnetfelt gør det muligt at implementere simple elektriske motorer;

• i et trefaset system er strømtabet mindre end i et enfaset system. Beviset for denne erklæring er givet i tabel 1.

Tabel 1. Sammenligning af et trefaset system (tre-leder) med et enkeltfaset (to-leder)

Som det fremgår af tabellen (række 5 og 6), er dP1= 2dP3 og dQ1= 2dQ3, dvs. effekttab i et enfaset system ved samme effekt S og spænding U er dobbelt så store. Men i et enfaset system er der to ledninger, og i et trefaset system - tre.

For at metalforbruget skal være det samme, er det nødvendigt at reducere tværsnittet af lederne i den trefasede linje sammenlignet med enfaset linjen med 1,5 gange. Det samme antal gange vil være større modstand, dvs. R3= 1,5R1... Ved at erstatte denne værdi i udtrykket for dP3, får vi dP3 = (1,5S2/ U2) R1, dvs. aktive effekttab i en enfaset linje er 2 / 1,5 = 1,33 gange mere end i en trefaset.

DC brug

DC-netværk er bygget til at drive industrivirksomheder (elektrolyseværksteder, elektriske ovne osv.), elektrisk transport i byer (sporvogn, trolleybus, metro). For flere detaljer se her: Hvor og hvordan DC bruges

Elektrificering af jernbanetransport udføres på både jævn- og vekselstrøm.

Jævnstrøm bruges også til at overføre energi over lange afstande, da brugen af ​​vekselstrøm til dette formål er forbundet med vanskeligheden ved at sikre stabil paralleldrift af kraftværksgeneratorer. I dette tilfælde er det dog kun en transmissionsledning, der kører på jævnstrøm, i hvis forsyningsende vekselstrømmen omdannes til jævnstrøm, og i modtageenden vendes jævnstrømmen til vekselstrøm.

Jævnstrøm kan bruges i transmissionsnetværk med vekselstrøm til at organisere forbindelsen af ​​to elektriske systemer i form af jævnstrøm — transmission af konstant energi med nul længde, når to elektriske systemer er forbundet med hinanden gennem en ensretter-transformatorblok. Samtidig påvirker frekvensafvigelser i hvert af de elektriske systemer praktisk talt ikke den transmitterede effekt.

Der foregår i øjeblikket forskning og udvikling af pulserende strømkrafttransmission, hvor strøm transmitteres samtidigt ved vekselstrøm og jævnstrøm over en fælles elledning. I dette tilfælde er det hensigten at pålægge alle tre faser af AC-transmissionslinjen en vis konstant spænding i forhold til jord, skabt ved hjælp af transformerinstallationer i enderne af transmissionslinjen.

Denne krafttransmissionsmetode muliggør bedre udnyttelse af kraftledningsisolering og øger dens bæreevne sammenlignet med vekselstrømstransmission og letter også valget af strøm fra kraftledninger sammenlignet med jævnstrømstransmission.

Efter spænding

Efter spænding opdeles elektriske netværk i netværk med en spænding på op til 1 kV og over 1 kV.

Hvert elektrisk netværk er kendetegnet ved nominel spænding, hvilket sikrer den normale og mest økonomiske drift af udstyret.

Skelne den nominelle spænding af generatorer, transformere, netværk og elektriske modtagere. Netværkets nominelle spænding falder sammen med energiforbrugernes nominelle spænding, og generatorens nominelle spænding, i henhold til betingelserne for kompensation for spændingstab i netværket, tages 5% højere end netværkets nominelle spænding.

En transformers nominelle spænding er indstillet til dens primære og sekundære viklinger uden belastning. På grund af det faktum, at transformatorens primære vikling er en modtager af elektricitet, tages dens nominelle spænding for step-up transformeren lig med generatorens nominelle spænding, og for step-down transformeren - den nominelle spænding af netværk.

Spændingen af ​​den sekundære vikling af transformatoren, der forsyner netværket under belastning, skal være 5% højere end netværkets nominelle spænding. Da der er et spændingstab i selve transformeren under belastning, tages den nominelle spænding (dvs. åben kredsløbsspænding) af transformatorens sekundærvikling 10% højere end den nominelle netspænding.

Tabel 2 viser de nominelle fase-til-fase spændinger for trefasede elektriske netværk med en frekvens på 50 Hz. Elektriske netværk efter spænding er betinget opdelt i lav (220-660 V), mellem (6-35 kV), høj (110-220 kV), ultrahøj (330-750 kV) og ultrahøj (1000 kV og højere) spændingsnetværk.

Tabel 2. Standardspændinger, kV, i henhold til GOST 29322–92

Inden for transport og industri anvendes følgende konstante spændinger: til et overliggende netværk, der driver sporvogne og trolleybusser — 600 V, undergrundsvogne — 825 V, til elektrificerede jernbanestrækninger — 3300 og 1650 V, åbne miner betjenes af trolleybusser og elektriske lokomotiver drevet fra kontaktnetværk 600, 825, 1650 og 3300 V, underjordisk industritransport bruger en spænding på 275 V. Lysbueovnsnetværk har en spænding på 75 V, elektrolyseanlæg 220-850 V.

Efter design og placering

Antenne- og kabelnetværk, ledninger og ledninger er forskellige i design.

Efter placering er netværk opdelt i eksterne og interne.

Eksterne netværk implementeres med nøgne (ikke-isolerede) ledninger og kabler (under jorden, undervands), interne - med kabler, isolerede og nøgne ledninger, busser.

Af forbrugets art

Alt efter forbrugets art skelnes der mellem by-, industri-, landdistrikts-, elektrificerede jernbanelinjer, olie- og gasrørledninger og elektriske systemer.

Efter aftale

Diversiteten og kompleksiteten af ​​elektriske netværk har ført til manglen på en samlet klassificering og brugen af ​​forskellige udtryk ved klassificering af netværk efter formål, rolle og funktioner udført i strømforsyningsordningen.

NSEelektriske netværk er opdelt i backbone og distributionsnet.

Rygsøjlen kaldes et elektrisk netværk, der forener kraftværker og sikrer, at de fungerer som et enkelt styreobjekt, samtidig med at de leverer energi fra kraftværker. Afdeling kaldet et elnet. leverer eldistribution fra en strømkilde.

I GOST 24291-90 er elektriske netværk også opdelt i rygrad og distributionsnetværk.Derudover skelnes der mellem by-, industri- og landnetværk.

Formålet med distributionsnet er den videre distribution af elektricitet fra hovednettets understation (delvis også fra kraftværkernes distributionsspændingsbusser) til de centrale punkter i by-, industri- og landnettet.

Den første fase af offentlige distributionsnet er 330 (220) kV, den anden - 110 kV, derefter distribueres elektricitet gennem strømforsyningsnettet til individuelle forbrugere.

I henhold til de funktioner, de udfører, skelnes backbone, forsynings- og distributionsnetværk.

Hovednetværk 330 kV og derover udføre funktionerne til at danne forenede energisystemer.

Strømforsyningsnettene er beregnet til transmission af elektricitet fra understationerne på motorvejsnettet og delvist 110 (220) kV-busser på kraftværker til de centrale punkter i distributionsnettene — regionale understationer. Leveringsnetværk normalt lukket. Tidligere var spændingen i disse netværk 110 (220) kV, for nylig er spændingen i elektriske netværk som regel 330 kV.

Distributionsnetværk er beregnet til transmission af elektricitet over korte afstande fra lavspændingsbusser på distriktstransformatorstationer til industrielle og landlige forbrugere i byerne. Sådanne distributionsnetværk er normalt åbne eller fungerer i åben tilstand. Tidligere blev sådanne netværk udført ved en spænding på 35 kV og lavere, og nu - 110 (220) kV.

Elnet er også opdelt i lokale og regionale og herudover forsynings- og distributionsnet. Lokale netværk omfatter 35 kV og lavere, og regionale netværk — 110 kV og højere.

At spise er en linje, der går fra et centralt punkt til et distributionspunkt eller direkte til transformerstationer uden at distribuere elektricitet på langs.

Afdeling kaldes en linje, hvortil flere transformatorstationer eller indgangen til forbrugerelektriske installationer er forbundet langs deres længde.

Netværkene er efter formålet i elordningen også opdelt i lokale og regionale.

Til de lokale omfatte netværk med lav belastningstæthed og spænding op til og med 35 kV. Det er by-, industri- og landnetværk. Kortlange 110 kV dybe bøsninger er også klassificeret som lokale netværk.

Distrikts elektriske netværk dække store områder og har en spænding på 110 kV og derover. Gennem regionale netværk overføres elektricitet fra kraftværker til forbrugssteder og fordeles også mellem regionale og store industri- og transportstationer, der leverer lokale netværk.

Regionale netværk omfatter de vigtigste netværk af elektriske systemer, de vigtigste transmissionslinjer for intra- og inter-systemkommunikation.

Kernenetværk sørge for kommunikation mellem kraftværker og med regionale forbrugercentre (regionale transformerstationer). De udføres i henhold til komplekse multi-kredsløbsskemaer.

Hovedkraftledninger intrasystemkommunikation giver kommunikation mellem separat placerede kraftværker med elsystemets hovednet, samt kommunikation af fjerntliggende storbrugere med centrale punkter. Dette er normalt en luftledning 110-330 kV og større med en lang længde.

I henhold til deres rolle i strømforsyningsordningen er strømforsyningsnetværk, distributionsnetværk og hovednetværk af strømsystemer forskellige.

Nærende kaldes de netværk, hvorigennem energien leveres til transformerstationen og RP, fordeling — netværk, som el- eller transformerstationer er direkte forbundet til (normalt er disse netværk op til 10 kV, men ofte refererer forgrenede netværk med højere spændinger også til distributionsnet, hvis et stort antal modtagende understationer er tilsluttet dem). Til hovednetværkene omfatte netværk med den højeste spænding, hvorpå de kraftigste forbindelser er lavet i det elektriske system.