Klasifikace elektrických sítí může být provedena:
Podle typu proudu
Podle jmenovitého napětí
Konfigurace síťových diagramů
Podle vykonávaných funkcí
Podle povahy spotřebitele
Podle návrhu
Podle typu proudu se rozlišují sítě střídavého a stejnosměrného proudu:
Stejnosměrná silová vedení slouží k dálkovému transportu elektrické energie a připojení elektrických sítí s různými jmenovitými frekvencemi nebo s různými přístupy k regulaci na stejné jmenovité frekvenci (vložení stejnosměrného nebo nulového vedení). V Rusku se stejnosměrné elektrické vedení téměř nepoužívá (Volgograd-Donbass na 800 kV, 376 km).
Pro komunikaci s ostatními zeměmi se používají vložky DC line. V zahraničí v rozdílné země Existuje několik desítek stejnosměrných elektrických vedení, z nichž nejvýkonnější je Itaipu-São Paulo (Brazílie) se jmenovitým napětím 1200 kV, délkou 783 km a výkonem 6,3 milionu kW.
Všude se používají třífázové střídavé elektrické vedení. V Rusku bylo takové vedení poprvé postaveno v roce 1922 (110 kV). Zvýšení jmenovitého napětí síťového napětí střídavý proud probíhaly přibližně v intervalech 15 let. První experimentální úseky vedení 1150 kV byly postaveny v roce 1985.
Každá síť je charakterizována jmenovitým napětím. Existují jmenovitá napětí elektrických vedení, generátorů, transformátorů a výkonových přijímačů.
Jmenovité napětí generátorů se podle podmínky kompenzace ztrát napětí v síti bere o 5 % vyšší než jmenovité napětí sítě. Jmenovitá napětí vinutí transformátoru se uvažují rovna jmenovitému napětí sítě nebo o 5 % vyšší, v závislosti na typu transformátoru a napětí sítě.
Podle jmenovitého napětí se sítě dělí na:
na sítích nízkého napětí (NN) – do 1000 kV;
střední napětí (MV) – 3…35 kV;
vysoké napětí (VN) – 110…220 kV;
ultravysoké napětí (UHV) – 330-750 kV;
ultravysoké napětí (UHV) – nad 1000 kV.
Podle konfigurace se rozlišují elektrické sítě:
1. Otevřete;
2. Otevřený, vyhrazený;
3. Zavřeno.
Otevřené sítě jsou takové, které jsou napájeny z jednoho bodu a přenášejí elektrickou energii ke spotřebiteli pouze jedním směrem. Sítě s otevřenou smyčkou jsou hlavní, radiální a radiální páteřní (rozvětvené). V otevřených redundantních sítích, dojde-li k výpadku proudu podél některého z elektrických vedení, je ručně nebo automaticky sepnut záložní jumper, přes který se obnoví napájení odpojených spotřebičů. Uzavřené sítě jsou takové, které zásobují spotřebitele alespoň ze dvou stran.
Typy schémat: a- dálnice; b- vedení s rovnoměrně rozloženou zátěží; c - radiální schéma; d - radiálně-hlavní obvod.
Hlavní vedení je vedení s mezilehlými pomocnými náhony podél vedení. V omezujícím případě se s rostoucím počtem zatížení získá čára s rovnoměrně rozloženým zatížením, tzn. hustota zatížení na jednotku délky je stejná pro jakýkoli úsek. Radiální čáry vycházejí z jednoho bodu v síti.
Uzavřené sítě jsou sítě, které mají obvody (cykly) tvořené elektrickým vedením a transformátory.
Příklady uzavřených elektrických sítí:
a - jednonapěťová síť; b- dvounapěťová síť.
Uzavřené sítě také zahrnují sítě, které mají více zdrojů energie. Jedním z těchto schémat je tzv. obousměrné napájecí vedení.
Příklad uzavřených elektrických sítí s více zdroji energie:
Na základě vykonávaných funkcí se rozlišují:
Páteřní sítě;
Napájecí sítě;
Distribuční sítě.
Systémotvorné sítě s napětím 330-1150 kV plní funkce vytváření jednotných energetických systémů, kombinují výkonné elektrárny a zajišťují jejich fungování jako jeden řídicí objekt a zároveň zajišťují přenos elektrické energie z výkonných elektráren . Tyto sítě provádějí systémovou komunikaci, tzn. velmi dlouhá spojení mezi energetickými systémy. Jejich režim řídí Unified Dispatch Control Manager (UDC). ODU zahrnuje několik regionálních energetických systémů - okresní energetické úřady (REU).
Napájecí sítě jsou určeny k přenosu elektrické energie z rozvodny systémotvorné sítě a částečně ze sběrnic elektráren 110-220 kV do energetických center (CP) distribučních sítí - regionální rozvodny.
Napájecí sítě jsou obvykle uzavřeny. Napětí těchto sítí bylo dříve 110-220 kV. S rostoucím zatížením výkon elektráren a délka elektrických sítí zvyšuje napětí sítí. V poslední době je napětí napájecích sítí někdy 330-500 kV. Sítě 110-220 kV jsou obvykle administrativně podřízeny REU. Jejich režim je řízen regulátorem REU.
Distribuční síť určený k přenosu elektrická energie na krátké vzdálenosti od autobusů nižších rozvoden okresu „U“ k průmyslovým, městským a venkovským spotřebitelům. Takový distribuční sítě obvykle otevřené nebo pracující v režimu otevřené smyčky.
Podle místa a povahy spotřebitele sítě se rozlišují:
Průmyslový;
Městský;
Venkovský;
Elektrifikované železnice;
Hlavní ropovody a plynovody.
Dříve byly takové sítě prováděny s napětím 35 kV a méně a nyní - až 110 a dokonce 220 kV. Převládající distribuční napětí je 10 kV sítě 6 kV se používají méně často. Napětí 35 kV se široce používá k vytváření energetických center pro sítě 6,10 kV především v venkovských oblastí. Přenos emailu energie při napětí 35 kV přímo spotřebitelům, tzn. Transformace 35/0,4 kV se používá méně často.
Pro napájení velkých průmyslových podniků a velkých měst se provádí hluboký vysokonapěťový vstup, tzn. výstavba rozvoden s primárním napětím 110-500 kV v blízkosti těžišť.
Vnitřní napájecí sítě velkých měst jsou sítě 110 kV, v některých případech se jedná o hlubinné průchodky 220/10 kV.
Zemědělské sítě pracují na napětí 0,4-110 kV.
Na základě jejich konstrukce se sítě rozlišují:
Vzduch;
Kabel;
Dirigenti průmyslových podniků;
Elektroinstalace uvnitř budov a konstrukcí.
Spotřebitelé.
- Páteřní sítě: sítě propojující jednotlivé regiony, země a jejich největší zdroje a centra spotřeby. Vyznačuje se ultra vysokým a vysoká úroveň napětí a velké toky výkonu (gigawatty).
- Regionální sítě: sítě regionálního měřítka (v Rusku - úroveň ustavujících subjektů federace). Jsou napájeny z hlavních sítí a vlastních regionálních zdrojů energie a slouží velkým spotřebitelům (město, region, podnik, pole, dopravní terminál). Vyznačuje se vysokým a středním napětím a velkými toky výkonu (stovky megawattů, gigawattů).
- Okresní sítě, distribuční sítě. Jsou napájeny z regionálních sítí. Obvykle nemají vlastní zdroje energie, slouží středním a malým spotřebitelům (vnitroblokové a vesnické sítě, podniky, malá ložiska, dopravní uzly). Vyznačuje se středním a nízkým napětím a malými toky energie (megawatty).
- Vnitřní sítě: distribuuje elektřinu do malý prostor- v rámci městské části, obce, bloku, továrny. Často mají pouze 1 nebo 2 napájecí body z externí sítě. Zároveň mají někdy vlastní záložní zdroj energie. Vyznačuje se nízkými úrovněmi napětí a malými toky energie (stovky kilowattů, megawattů).
- Elektrické vedení: sítě nejnižší úrovně - samostatná budova, dílny, prostory. Často se uvažuje ve spojení s vnitřní sítě. Vyznačuje se nízkou úrovní napětí a úrovní napětí v domácnostech a malými toky energie (desítky a stovky kilowattů).
- Střídavý třífázový proud: většina sítí tříd vysokého, středního a nízkého napětí, hlavní, regionální a distribuční sítě. Střídavý elektrický proud je přenášen třemi vodiči tak, že fáze střídavého proudu v každém z nich je posunuta vůči ostatním o 120°. Každý drát a střídavý proud v něm se nazývají "fáze". Každá „fáze“ má určité napětí vzhledem k zemi, která funguje jako čtvrtý vodič.
- AC jednofázový proud: většina domácích elektroinstalačních sítí, koncové spotřebitelské sítě. Střídavý proud je ke spotřebiteli přenášen z rozvodné desky nebo rozvodny dvěma vodiči (tzv. „fáze“ a „nula“). „Nulový“ potenciál se shoduje s potenciálem země, ale „nula“ se strukturálně liší od zemního vodiče.
- DC: většina kontaktních sítí, některé autonomní napájecí sítě, stejně jako řada speciálních sítí ultravysokého a ultravysokého napětí, které mají stále omezenou distribuci.
Principy práce
Elektrické sítě provádějí přenos, distribuci a přeměnu elektřiny v souladu s možnostmi zdrojů a požadavky spotřebitelů.
Střídavý proud
Většina velkých zdrojů elektřiny – elektráren – je postavena pomocí generátorů střídavého proudu. Kromě toho lze amplitudové napětí střídavého proudu snadno měnit pomocí transformátorů, což umožňuje zvýšení a snížení napětí v širokém rozsahu. Hlavní spotřebitelé elektřiny jsou také zaměřeni na přímé využití střídavého proudu. Světovým standardem pro výrobu, přenos a přeměnu elektřiny je použití střídavý třífázový proud. V Rusku a evropských zemích je frekvence průmyslového proudu 50 hertzů, v USA, Japonsku a řadě dalších zemí - 60 hertzů.
Mnoho lidí používá jednofázový střídavý proud domácí spotřebitelé a získává se z třífázového střídavého proudu spojením spotřebičů do skupin podle fáze. V tomto případě je každé skupině spotřebitelů přidělen jeden z tři fáze a druhý vodič („nula“) použitý během přenosu jednofázový proud, je společný pro všechny skupiny a je zakotven ve svém výchozím bodě.
Třídy napětí
Při přenosu velkých elektrická energie Při nízkém napětí dochází k velkým ohmickým ztrátám v důsledku velké hodnoty protékající proud. Vzorec 5S = I2R popisuje ztrátu výkonu jako funkci odporu vedení a průtoku proudu. Pro snížení ztrát se sníží protékající proud: když se proud sníží 2krát, ohmické ztráty se sníží 4krát. Podle vzorce celkového elektrického výkonu S = I×U, pro přenos stejného výkonu při sníženém proudu je nutné zvýšit napětí o stejnou hodnotu. Proto je vhodné přenášet velké výkony při vysokém napětí. Nicméně stavebnictví sítě vysokého napětí je spojena s řadou technických potíží; Přímá spotřeba vysokonapěťové elektřiny je navíc pro koncové spotřebitele extrémně problematická.
V tomto ohledu jsou sítě rozděleny do sekcí s různými třída napětí(úroveň napětí). Třífázové sítě, vysílající vysoké výkony, mají tyto napěťové třídy: od 750 kV a vyšší (1150 kV, 1500 kV) - ultravysoké, 750 kV, 500 kV, 330 kV - ultravysoké, 220 kV, 110 kV - vn, vysoké napětí, 35 kV - CH-1, průměrné první napětí, 20 kV, 10 kV, 6 kV, 1 kV - CH-2, průměrné druhé napětí, 0,4 kV, 220 V, 110 V a nižší - NN, nízké napětí.
Zdrojové generátory a spotřebiče zpravidla pracují s nízkým jmenovitým napětím. Energetické ztráty ve vedení jsou nepřímo úměrné druhé mocnině napětí, proto je pro snížení ztrát výhodné přenášet elektřinu na vysoká napětí. K tomu se na výstupu z generátoru zvyšuje a na vstupu spotřebitele se snižuje pomocí transformátorů.
Struktura sítě
Elektrická síť může mít velmi složitou strukturu, danou územním umístěním spotřebitelů, zdroji, požadavky na spolehlivost a dalšími ohledy. Síť zahrnuje elektrické vedení, které spojuje rozvodny. Řádky mohou být jednoduché nebo dvojité ( dvouřetězový), mají pobočky ( kohoutky). K rozvodnám se zpravidla blíží několik linek. Uvnitř rozvodny probíhá přeměna napětí a toky elektřiny se rozdělují mezi vhodná vedení. Elektrické spínače se používají k připojení vedení a zařízení uvnitř rozvoden. Komutátor (elektrický) ) různých typů.
Pro vizuální znázornění struktury sítě se používá speciální obrys síťového diagramu, jednořádkové schéma, představující tři tři dráty fáze ve formě jedné linie. Diagram ukazuje vedení, sekce a sběrnicové systémy, spínače, transformátory a ochranná zařízení.
Strukturu napájecí sítě lze dynamicky měnit přepínáním přepínačů. To je nutné pro odpojení nouzových úseků sítě, pro dočasné odpojení úseků při opravách. Struktura sítě může být také změněna pro optimalizaci elektrický režim sítí.
Základní síťové komponenty
Napájecí síť je charakteristická tím, že propojuje geograficky vzdálené body zdrojů a spotřebitelů. To se provádí pomocí elektrického vedení - speciální inženýrské stavby, skládající se z vodičů elektrický proud(drát - holý vodič, nebo kabel - vodič izolovaný), konstrukce pro umístění a pokládku (podpěry, nadjezdy, kanály), izolační prostředky (závěsné a nosné izolátory) a ochranu (kabely na ochranu před bleskem, svodiče, uzemnění).
Poznámky
viz také
| Energie struktura podle produktů a odvětví |
||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Elektroenergetika: elektřina |
|
 |
||||||||||||||||||||||||||
| Přívod tepla: Termální energie |
||||||||||||||||||||||||||||
| Decentralizované | ||||||||||||||||||||||||||||
| Tepelná síť | ||||||||||||||||||||||||||||
průmysl:
palivo
| Organické |
|
Elektrická síť — soubor rozvoden, distribuční zařízení a připojení elektrických vedení umístěných v celém okrese, vyrovnání, spotřebitel elektrické energie.
Elektrické sítě jsou obvykle klasifikovány podle účelu (oblasti použití), charakteristik měřítka a typu proudu.
Účel, rozsah
sítě obecný účel : napájecí zdroj pro domácí, průmyslové, zemědělské a dopravní spotřebitele.
Autonomní napájecí sítě: napájení mobilních a autonomních objektů (vozidla, lodě, letadla, kosmické lodě, autonomní stanice, roboti atd.)
Sítě technologických objektů: napájení výrobních zařízení a dalšíinženýrské sítě.
Kontaktní síť : speciální síť používaná k přenosu elektřiny do vozidel pohybujících se po ní (lokomotiva, tramvaj, trolejbus, metro).
Měřítko, rozměry sítě
Páteřní sítě: připojení k sítím jednotlivé regiony země a jejich největší zdroje a centra spotřeby. Vyznačuje se velmi vysokými a vysokými úrovněmi napětí a velkými toky energie (gigawatty).
Regionální sítě: sítě regionálního měřítka (region, region). Jsou napájeny z hlavních sítí a vlastních regionálních zdrojů energie a slouží velkým spotřebitelům (město, region, podnik, pole, dopravní terminál). Vyznačuje se vysokým a středním napětím a velkými toky výkonu (stovky megawattů, gigawattů).
Okresní sítě, distribuční sítě. Jsou napájeny z regionálních sítí. Obvykle nemají vlastní zdroje energie, slouží středním a malým spotřebitelům (vnitroblokové a vesnické sítě, podniky, malá pole, dopravní uzly). Vyznačuje se středním a nízkým napětím a malými toky energie (megawatty).
Vnitřní sítě : rozvod elektřiny na malém prostoru - v rámci městské části, vesnice, bloku, továrny. Často mají pouze 1 nebo 2 napájecí body z externí sítě. Zároveň mají někdy vlastní záložní zdroj energie. Vyznačuje se nízkými úrovněmi napětí a malými toky energie (stovky kilowattů, megawattů).
Elektrické vedení: sítě nejnižší úrovně - samostatný objekt, dílna, pokoj. Často se uvažuje ve spojení s intranetem. Vyznačuje se nízkou úrovní napětí a úrovní napětí v domácnostech a malými toky energie (desítky a stovky kilowattů).
Typ proudu
Střídavý třífázový proud: většina sítí tříd vysokého, středního a nízkého napětí, hlavní, regionální a distribuční sítě.Střídavý elektrický proudpřenášen po třech vodičích takovým způsobem, žefázeAC v každém z nich je posunuto vůči ostatním o 120°. Každý vodič a střídavý proud v něm se nazývá „fáze“. Každá „fáze“ má určité napětí vzhledem k zemi, která funguje jako čtvrtý vodič.
AC jednofázový proud: většina domácích elektroinstalačních sítí, koncové spotřebitelské sítě. Střídavý proud je přenášen ke spotřebiteli z rozvaděč nebo rozvodna přes dva vodiče (tzv. „fáze“ a „nula“). „Nulový“ potenciál se shoduje s potenciálem země, ale „nulový“ je strukturálně odlišný od vodičezáklady.
DC : většina kontaktních sítí, některé autonomní napájecí sítě, stejně jako řada speciálních sítí ultravysokého a ultravysokého napětí, které mají stále omezenou distribuci.
Principy provozu elektrické sítě
Elektrické sítě provádějí přenos, distribuci a přeměnu elektřiny v souladu s možnostmi zdrojů a požadavky spotřebitelů.
Střídavý proud
Většina hlavních zdrojů elektřiny jeelektrárny- postavené pomocí generátorů střídavého proudu. Kromě toho lze amplitudu střídavého napětí snadno měnit pomocítransformátory, který umožňuje zvyšovat a snižovat napětí v širokém rozsahu. Hlavní spotřebitelé elektrické energie jsou také zaměřeni na přímé využití střídavého proudu. Světovým standardem pro výrobu, přenos a přeměnu elektřiny je použití střídavý třífázový proud. VRuskoAEvropské země frekvence průmyslového proudu je 50hertz, VUSA, Japonskoa řada dalších zemí - 60 hertzů.
Jednofázový střídavý proud používá mnoho domácích spotřebitelů a získává se střídavým proudemtřífázový proudspojením spotřebitelů do skupin podle fáze. V tomto případě je každé skupině spotřebitelů přidělena jedna ze tří fází a druhý vodič („nula“), používaný při přenosu jednofázového proudu, je společný pro všechny skupiny a ve svém výchozím bodě.uzemněn.
Třídy napětí
Při přenosu velkého elektrického výkonu při nízkém napětí dochází v důsledku velkých hodnot protékajícího proudu k velkým ohmickým ztrátám. Vzorec δS = I²R popisuje ztrátu výkonu v závislosti na odporu vedení a protékajícím proudu. Pro snížení ztrát se sníží protékající proud: když se proud sníží 2krát, ohmické ztráty se sníží 4krát. Podle vzorce S = IU je pro přenos stejného výkonu při sníženém proudu nutné zvýšit napětí o stejnou hodnotu. Proto je vhodné přenášet velké výkony při vysokém napětí. Nicméně stavebnictvísítě vysokého napětíje spojena s řadou technických potíží; Přímá spotřeba vysokonapěťové elektřiny je navíc pro koncové spotřebitele extrémně problematická.
V tomto ohledu jsou sítě rozděleny do sekcí s různými třída napětí(úroveň napětí). Třífázové sítě přenášející vysoký výkon mají tyto napěťové třídy: od 1000 kV a vyšší (1150 kV, 1500 kV) - ultravysoké, 1000 kV, 500 kV, 330 kV - ultravysoké, 220 kV, 110 kV - HV , vysoké napětí, 35 kV - CH-1, průměrné první napětí, 20 kV, 10 kV, 6 kV, 1 kV - CH-2, průměrné druhé napětí, 0,4 kV, 220 V, 110 V a méně - NN, nízké napětí .
Převod napětí
Zdrojové generátory a spotřebiče zpravidla pracují s nízkým jmenovitým napětím. Energetické ztráty ve vedení jsou nepřímo úměrné druhé mocnině napětí, proto je pro snížení ztrát výhodné přenášet elektřinu na vysoká napětí. K tomu se na výstupu z generátoru zvyšuje a na vstupu spotřebiče se snižuje pomocítransformátory.
Struktura sítě
Elektrická síť může mít velmi složitou strukturu, danou územním umístěním spotřebitelů, zdroji, požadavky na spolehlivost a dalšími ohledy. Síť zvýrazníelektrické vedení, které spojujírozvodny. Linky mohou být jednoduché nebo dvojité (dvouokruhové) a mají odbočky (odbočné linky). K rozvodnám se zpravidla blíží několik linek. Uvnitř rozvodny probíhá přeměna napětí a toky elektřiny jsou distribuovány mezi vhodná vedení. Používají se pro připojení vedení a zařízení uvnitř rozvodenelektrické spínačerůzné typy.
Pro vizuální znázornění struktury sítě se používá speciální obrys síťového diagramu, jednořádkové schéma, představující tři vodiče tří fází ve formě jednoho vedení. Diagram ukazuje vedení, sekce a sběrnicové systémy, spínače, transformátory a ochranná zařízení.
Strukturu napájecí sítě lze dynamicky měnit přepínáním přepínačů. To je nutné pro odpojení nouzových úseků sítě, pro dočasné odpojení úseků při opravách. Struktura sítě může být také změněna pro optimalizacielektrický režimsítí.
Základní síťové komponenty
Napájecí síť je charakteristická tím, že propojuje geograficky vzdálené body zdrojů a spotřebitelů. To se provádí pomocíelektrické vedení- speciální inženýrské stavby sestávající z elektrických vodičů (drát- holý vodič, nebo kabel - izolovaný vodič), konstrukce pro umístění a pokládku (podporuje, nadjezdy, kanály), izolační prostředky (závěsné a nosné izolátory) a ochrany (kabely na ochranu před bleskem, zachycovače, základy).