Klassificering af elektriske netværk kan udføres:
Efter type strøm
Efter nominel spænding
Netværksdiagramkonfigurationer
Ved udførte funktioner
Af forbrugerens natur
Af design
Afhængigt af typen af strøm skelnes der mellem veksel- og jævnstrømsnetværk:
Jævnstrømsledninger bruges til langdistancetransport af elektrisk energi og tilslutning af elektriske netværk med forskellige nominelle frekvenser eller med forskellige tilgange til regulering ved samme nominelle frekvens (indsættelse af en jævnstrøm eller nul-længde linje). I Rusland bruges jævnstrømsledninger næsten aldrig (Volgograd-Donbass ved 800 kV, 376 km).
For at kommunikere med andre lande bruges DC-linjeindsatser. I udlandet i forskellige lande Der er flere dusin jævnstrømsledninger, blandt hvilke den mest kraftfulde er Itaipu-São Paulo (Brasilien) med en nominel spænding på 1200 kV, en længde på 783 km og en kapacitet på 6,3 millioner kW.
Trefasede vekselstrømsledninger bruges overalt. I Rusland blev en sådan linje først bygget i 1922 (110 kV). Forøgelse af den nominelle spænding af netspændingen AC gik cirka med 15 års mellemrum. De første eksperimentelle sektioner af 1150 kV transmissionslinjer blev bygget i 1985.
Hvert netværk er karakteriseret ved en nominel spænding. Der er nominelle spændinger af elledninger, generatorer, transformere og strømmodtagere.
Generatorernes nominelle spænding, i henhold til betingelsen om at kompensere for spændingstab i netværket, antages at være 5 % højere end den nominelle netværksspænding. Transformatorviklingernes nominelle spændinger tages lig med den nominelle netværksspænding eller 5 % højere, afhængigt af transformatortypen og netværksspændingen.
Baseret på den nominelle spænding er netværkene opdelt i:
på lavspændingsnetværk (LV) - op til 1000 kV;
mellemspænding (MV) – 3…35 kV;
højspænding (HV) – 110…220 kV;
ultrahøj spænding (UHV) – 330-750 kV;
ultrahøj spænding (UHV) – over 1000 kV.
I henhold til konfigurationen skelnes elektriske netværk:
1. Åbn;
2. Åben, reserveret;
3. Lukket.
Åbne netværk er dem, der får strøm fra ét punkt og kun overfører elektrisk energi til forbrugeren i én retning. Open-loop netværk er mainline, radial og radial backbone (forgrenet). I åbne redundante netværk, hvis der er strømsvigt langs en af strømledningerne, tændes der manuelt eller automatisk en backup-jumper, hvorigennem strømforsyningen til de afbrudte forbrugere genoprettes. Lukkede netværk er dem, der forsyner forbrugere fra mindst to sider.
Typer af ordninger: a- motorvej; b- line med en ensartet fordelt belastning; c - radial ordning; d - radial-hovedkredsløb.
En hovedledning er en ledning med mellemliggende kraftudtag langs strækningen. I begrænsningstilfældet, efterhånden som antallet af belastninger stiger, opnås en linje med en ensartet fordelt belastning, dvs. belastningstætheden pr. længdeenhed er den samme for enhver sektion. Radiale linjer stammer fra et punkt i netværket.
Lukkede netværk er netværk, der har kredsløb (cyklusser) dannet af elledninger og transformere.
Eksempler på lukkede elektriske netværk:
a - enkeltspændingsnetværk; b- to-spændingsnet.
Lukkede netværk omfatter også netværk, der har flere strømkilder. En af disse ordninger er den såkaldte to-vejs strømforsyningslinje.
Et eksempel på lukkede elektriske netværk med flere strømkilder:
Baseret på de udførte funktioner skelnes de:
Rygradsnetværk;
Strømforsyningsnetværk;
Distributionsnetværk.
Systemdannende netværk med en spænding på 330-1150 kV udfører funktionerne til at danne forenede kraftsystemer, kombinere kraftfulde kraftværker og sikre deres funktion som et enkelt kontrolobjekt og samtidig sikre overførsel af elektrisk energi fra kraftfulde kraftværker . Disse netværk udfører systemkommunikation, dvs. meget lange forbindelser mellem elsystemer. Deres tilstand styres af Unified Dispatch Control Manager (UDC). ODU omfatter flere regionale energisystemer - distriktsenergiafdelinger (REU).
Forsyningsnetværk er designet til at transmittere elektrisk energi fra transformerstationen i det systemdannende netværk og dels fra busserne på 110-220 kV kraftværker til kraftcentrene (CP) af distributionsnetværk - regional transformerstation.
Strømforsyningsnetværkene er normalt lukkede. Spændingen i disse netværk var tidligere 110-220 kV. Efterhånden som belastningerne øges, øger kraftværkernes effekt og længden af elektriske netværk netværkenes spænding. For nylig er spændingen af forsyningsnetværk nogle gange 330-500 kV. 110-220 kV net er normalt administrativt underlagt REU. Deres tilstand styres af REU-controlleren.
Distributionsnetværk beregnet til transmission elektrisk energi over korte afstande fra busser på lavere "U" regionale understationer til industrielle, bymæssige og landlige forbrugere. Sådan distributionsnet normalt åben eller i åben sløjfe-tilstand.
Af forbrugerens beliggenhed og art netværk skelnes:
Industriel;
Urban;
Landdistrikterne;
Elektrificerede jernbaner;
Vigtigste olie- og gasrørledninger.
Tidligere blev sådanne netværk udført med en spænding på 35 kV og mindre, og nu - op til 110 og endda 220 kV. Den overvejende distributionsspænding er 10 kV; 6 kV-netværk bruges mindre hyppigt. Spænding 35 kV bruges i vid udstrækning til at skabe strømcentre til 6,10 kV netværk hovedsageligt i landdistrikter. Transmission af e-mail energi ved en spænding på 35 kV direkte til forbrugerne, dvs. 35/0,4 kV transformation anvendes sjældnere.
For at levere strøm til store industrivirksomheder og store byer udføres dyb højspændingsinput, dvs. opførelse af transformerstationer med primærspænding 110-500 kV nær belastningscentre.
De interne strømforsyningsnetværk i store byer er 110 kV netværk, i nogle tilfælde omfatter disse dybe 220/10 kV bøsninger.
Landbrugsnetværk fungerer ved en spænding på 0,4-110 kV.
Baseret på deres design skelnes netværk:
Luft;
Kabel;
Ledere af industrielle virksomheder;
Ledninger inde i bygninger og strukturer.
Forbrugere.
- Rygradsnetværk: netværk, der forbinder individuelle regioner, lande og deres største kilder og forbrugscentre. Karakteriseret ved ultrahøj og højt niveau spænding og store strømstrømme (gigawatt).
- Regionale netværk: netværk i regional skala (i Rusland - niveauet for føderationens konstituerende enheder). De drives af hovednetværk og deres egne regionale strømkilder og betjener store forbrugere (by, region, virksomhed, mark, transportterminal). Karakteriseret ved høje og mellemstore spændingsniveauer og store strømstrømme (hundrede af megawatt, gigawatt).
- Distriktsnetværk, distributionsnetværk. De er drevet af regionale netværk. Normalt har de ikke deres egne strømkilder, de betjener mellemstore og små forbrugere (intrablok- og landsbynetværk, virksomheder, små indskud, transportknudepunkter). Karakteriseret ved mellem- og lavspændingsniveauer og små strømstrømme (megawatt).
- Interne netværk: distribuere el til lille plads- inden for en bydel, landsby, blok, fabrik. Ofte har de kun 1 eller 2 strømpunkter fra et eksternt netværk. Samtidig har de nogle gange deres egen backup-strømkilde. Karakteriseret ved lave spændingsniveauer og små strømstrømme (hundredevis af kilowatt, megawatt).
- Ledninger: netværk på det laveste niveau - separat bygning, værksteder, lokaler. Betragtes ofte i forbindelse med interne netværk. Karakteriseret ved lave spændingsniveauer og husholdningsspændinger og små strømstrømme (ti-og hundredvis af kilowatt).
- AC trefaset strøm: de fleste netværk af høj-, mellem- og lavspændingsklasser, hoved-, regional- og distributionsnet. Vekselstrøm overføres gennem tre ledninger på en sådan måde, at vekselstrømmens fase i hver af dem forskydes i forhold til de andre med 120°. Hver ledning og vekselstrøm i den kaldes "fase". Hver "fase" har en vis spænding i forhold til jorden, som fungerer som den fjerde leder.
- AC enfasestrøm: de fleste husholdnings elektriske ledningsnetværk, terminalforbrugernetværk. Vekselstrøm overføres til forbrugeren fra fordelingstavlen eller transformerstationen gennem to ledninger (den såkaldte "fase" og "nul"). "Nul" potentialet falder sammen med jordpotentialet, men "nul" er strukturelt forskellig fra jordledningen.
- D.C: de fleste kontaktnetværk, nogle autonome strømforsyningsnetværk samt en række specielle ultrahøj- og ultrahøjspændingsnetværk, som stadig er af begrænset udbredelse.
Driftsprincipper
Elektriske netværk udfører transmission, distribution og transformation af elektricitet i overensstemmelse med kildernes muligheder og forbrugernes krav.
AC
De fleste store kilder til elektricitet - kraftværker - bygges ved hjælp af vekselstrømsgeneratorer. Derudover kan amplitudespændingen af vekselstrøm nemt ændres ved hjælp af transformere, hvilket gør det muligt at øge og sænke spændingen over et bredt område. Hovedforbrugerne af elektricitet er også fokuseret på den direkte brug af vekselstrøm. Verdensstandarden for produktion, transmission og konvertering af elektricitet er brugen af trefaset vekselstrøm. I Rusland og europæiske lande er den industrielle strømfrekvens 50 hertz, i USA, Japan og en række andre lande - 60 hertz.
Enfaset vekselstrøm bruges af mange husholdningsforbrugere og opnås fra trefaset vekselstrøm ved at kombinere forbrugere i grupper efter fase. I dette tilfælde er hver gruppe af forbrugere tildelt en af tre faser, og den anden ledning ("nul"), der bruges under transmissionen enfaset strøm, er fælles for alle grupper og er funderet ved sit udgangspunkt.
Spændingsklasser
Ved stor transmission elektrisk strøm Ved lav spænding opstår der store ohmske tab pga store værdier flydende strøm. Formel δS = I²R beskriver effekttab som funktion af linjemodstand og strømflow. For at reducere tab reduceres den strømmende strøm: Når strømmen reduceres med 2 gange, reduceres de ohmske tab med 4 gange. Ifølge formlen for samlet elektrisk effekt S = I×U, for at transmittere den samme effekt ved en reduceret strøm, er det nødvendigt at øge spændingen med samme mængde. Det er derfor tilrådeligt at transmittere store kræfter ved høje spændinger. Dog byggeri højspændingsnet er forbundet med en række tekniske vanskeligheder; Derudover er direkte forbrug af højspændingselektricitet ekstremt problematisk for slutforbrugerne.
I denne henseende er netværk opdelt i sektioner med forskellige spændingsklasse(spændingsniveau). Trefasede netværk, der sender høje kræfter, har følgende spændingsklasser: fra 750 kV og højere (1150 kV, 1500 kV) - Ultrahøj, 750 kV, 500 kV, 330 kV - ultrahøj, 220 kV, 110 kV - HV, høj spænding, 35 kV - CH-1, gennemsnitlig første spænding, 20 kV, 10 kV, 6 kV, 1 kV - CH-2, gennemsnitlig anden spænding, 0,4 kV, 220 V, 110 V og derunder - LV, lav spænding.
Som regel opererer kildegeneratorer og forbrugere ved lav nominel spænding. Energitab i ledninger er omvendt proportional med kvadratet af spændingen, derfor er det, for at reducere tab, fordelagtigt at transmittere elektricitet ved høje spændinger. For at gøre dette øges det ved udgangen fra generatoren, og ved forbrugerens input reduceres det ved hjælp af transformere.
Netværksstruktur
Det elektriske netværk kan have en meget kompleks struktur, bestemt af den territoriale placering af forbrugere, kilder, pålidelighedskrav og andre overvejelser. Netværket omfatter elledninger, der forbinder transformerstationer. Linjer kan være enkelt eller dobbelt ( dobbeltkæde), har grene ( haner). Som regel nærmer flere linjer sig transformerstationer. Inde i transformerstationen foregår spændingskonvertering og elstrømme fordeles mellem egnede ledninger. Elektriske afbrydere bruges til at forbinde ledninger og udstyr inde i transformerstationer. Kommutator (elektrisk) ) af forskellige typer.
For visuelt at repræsentere netværksstrukturen bruges en speciel oversigt over netværksdiagrammet, enkelt linjediagram, der repræsenterer tre tre ledninger faser i form af en linje. Diagrammet viser linjer, sektioner og bussystemer, afbrydere, transformere og beskyttelsesanordninger.
Strukturen af strømforsyningsnetværket kan ændres dynamisk ved at skifte switche. Dette er nødvendigt for at afbryde nødafsnit af netværket, for midlertidigt at afbryde sektioner under reparationer. Netværksstrukturen kan også ændres for optimering elektrisk tilstand netværk.
Grundlæggende netværkskomponenter
Strømforsyningsnettet er kendetegnet ved, at det forbinder geografisk fjerntliggende punkter for kilder og forbrugere. Dette gøres ved hjælp af en kraftledning - speciel tekniske strukturer, bestående af ledere elektrisk strøm(tråd - bar leder eller kabel - isoleret leder), strukturer til placering og lægning (understøtninger, overføringer, kanaler), isoleringsmidler (ophængte og understøttende isolatorer) og beskyttelse (lynbeskyttelseskabler, afledere, jording).
Noter
Se også
| Energi struktur efter produkter og brancher |
||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Elkraftindustrien: elektricitet |
|
 |
||||||||||||||||||||||||||
| Varmeforsyning: termisk energi |
||||||||||||||||||||||||||||
| Decentraliseret | ||||||||||||||||||||||||||||
| Varme netværk | ||||||||||||||||||||||||||||
industri:
brændstof
| Økologisk |
|
Elektrisk netværk — et sæt understationer distributionsudstyr og forbinder elektriske ledninger i hele distriktet, afregning, forbruger af elektrisk energi.
Elektriske netværk klassificeres normalt efter formål (anvendelsesområde), skalaegenskaber og strømtype.
Formål, omfang
Netværk generelt formål : strømforsyning til husholdnings-, industri-, landbrugs- og transportforbrugere.
Autonome strømforsyningsnetværk: strømforsyning til mobile og autonome objekter (køretøjer, skibe, fly, rumfartøjer, autonome stationer, robotter osv.)
Netværk af teknologiske objekter: strømforsyning til produktionsanlæg og andreforsyningsnetværk.
Kontakt netværk : et særligt netværk, der bruges til at overføre elektricitet til køretøjer, der bevæger sig langs det (lokomotiv, sporvogn, trolleybus, metro).
Skalaegenskaber, netværksdimensioner
Rygradsnetværk: netværk forbinder enkelte regioner, lande og deres største kilder og forbrugscentre. Karakteriseret ved ultrahøje og høje spændingsniveauer og store strømstrømme (gigawatt).
Regionale netværk: regionale netværk (region, region). De drives af hovednetværk og deres egne regionale strømkilder og betjener store forbrugere (by, region, virksomhed, mark, transportterminal). Karakteriseret ved høje og mellemstore spændingsniveauer og store strømstrømme (hundredevis af megawatt, gigawatt).
Distriktsnetværk, distributionsnetværk. De er drevet af regionale netværk. Normalt har de ikke deres egne strømkilder, de betjener mellemstore og små forbrugere (intrablok- og landsbynetværk, virksomheder, små marker, transportknudepunkter). Karakteriseret ved mellem- og lavspændingsniveauer og små strømstrømme (megawatt).
Interne netværk : distribuere elektricitet over et lille rum - inden for et bydistrikt, landsby, blok, fabrik. Ofte har de kun 1 eller 2 strømpunkter fra et eksternt netværk. Samtidig har de nogle gange deres egen backup-strømkilde. Karakteriseret ved lave spændingsniveauer og små strømstrømme (hundredevis af kilowatt, megawatt).
Ledninger: netværk på det laveste niveau - en separat bygning, værksted, værelse. Ofte overvejet i forbindelse med intranet. Karakteriseret ved lave spændingsniveauer og husholdningsspændinger og små strømstrømme (ti-og hundredvis af kilowatt).
Type strøm
AC trefaset strøm: de fleste netværk af høj-, mellem- og lavspændingsklasser, hoved-, regional- og distributionsnet.Vekselstrømoverføres over tre ledninger på en sådan måde, atfaseAC i hver af dem er forskudt i forhold til de andre med 120°. Hver ledning og vekselstrøm i den kaldes en "fase". Hver "fase" har en vis spænding i forhold til jorden, som fungerer som den fjerde leder.
AC enfasestrøm: de fleste husholdnings elektriske ledningsnetværk, terminalforbrugernetværk. Vekselstrøm overføres til forbrugeren fra omstillingsbord eller understation via to ledninger (den såkaldte "fase" og "nul"). "Nul" potentialet falder sammen med jordpotentialet, men "nul" er strukturelt forskellig fra ledningenjordforbindelse.
D.C : de fleste kontaktnetværk, nogle autonome strømforsyningsnetværk samt en række specielle ultrahøj- og ultrahøjspændingsnetværk, som stadig er af begrænset udbredelse.
Principper for drift af det elektriske netværk
Elektriske netværk udfører transmission, distribution og transformation af elektricitet i overensstemmelse med kildernes muligheder og forbrugernes krav.
AC
De fleste større kilder til elektricitet erkraftværker- bygget ved hjælp af vekselstrømsgeneratorer. Derudover kan amplituden AC-spændingen nemt ændres vhatransformere, som giver dig mulighed for at øge og mindske spændingen over et bredt område. Hovedforbrugerne af elektricitet er også fokuseret på den direkte brug af vekselstrøm. Verdensstandarden for produktion, transmission og konvertering af elektricitet er brugen af trefaset vekselstrøm. IRuslandOgeuropæiske lande industriel strømfrekvens er 50hertz, VUSA, Japanog en række andre lande - 60 hertz.
Enfaset vekselstrøm bruges af mange husholdningsforbrugere og opnås ved vekseltrefaset strømved at samle forbrugerne i grupper efter fase. I dette tilfælde er hver gruppe af forbrugere tildelt en af tre faser, og den anden ledning ("nul"), der bruges til transmission af enfaset strøm, er fælles for alle grupper og på dets udgangspunktjordet.
Spændingsklasser
Ved transmission af stor elektrisk effekt ved lav spænding opstår der store ohmske tab på grund af store værdier af den strømmende strøm. Formlen δS = I²R beskriver effekttabet afhængigt af linjemodstanden og den strømmende strøm. For at reducere tab reduceres den strømmende strøm: Når strømmen reduceres med 2 gange, reduceres de ohmske tab med 4 gange. Ifølge formlen S = IU, for at overføre den samme effekt ved en reduceret strøm, er det nødvendigt at øge spændingen med samme mængde. Det er derfor tilrådeligt at transmittere store kræfter ved høje spændinger. Dog byggerihøjspændingsneter forbundet med en række tekniske vanskeligheder; Derudover er direkte forbrug af højspændingselektricitet ekstremt problematisk for slutforbrugerne.
I denne henseende er netværk opdelt i sektioner med forskellige spændingsklasse(spændingsniveau). Trefasede netværk, der sender høj effekt, har følgende spændingsklasser: fra 1000 kV og højere (1150 kV, 1500 kV) - Ultrahøj, 1000 kV, 500 kV, 330 kV - ultrahøj, 220 kV, 110 kV - HV , højspænding, 35 kV - CH-1, gennemsnitlig første spænding, 20 kV, 10 kV, 6 kV, 1 kV - CH-2, gennemsnitlig anden spænding, 0,4 kV, 220 V, 110 V og derunder - LV, lav spænding .
Spændingskonvertering
Som regel opererer kildegeneratorer og forbrugere ved lav nominel spænding. Energitab i ledninger er omvendt proportional med kvadratet af spændingen, derfor er det, for at reducere tab, fordelagtigt at transmittere elektricitet ved høje spændinger. For at gøre dette øges det ved udgangen fra generatoren, og ved forbrugerens input reduceres det ved hjælp aftransformere.
Netværksstruktur
Det elektriske netværk kan have en meget kompleks struktur, bestemt af den territoriale placering af forbrugere, kilder, pålidelighedskrav og andre overvejelser. Netværket fremhæverelledninger, som forbinderunderstationer. Linjer kan være enkelt eller dobbelt (dobbeltkredsløb) og have forgreninger (haneledninger). Som regel nærmer flere linjer sig transformerstationer. Inde i transformerstationen foregår spændingskonvertering og elstrømme fordeles mellem egnede ledninger. Til at forbinde ledninger og udstyr inde i transformerstationer bruges deelektriske kontakterforskellige typer.
For visuelt at repræsentere netværksstrukturen bruges en speciel oversigt over netværksdiagrammet, enkelt linjediagram, der repræsenterer tre ledninger af tre faser i form af en linje. Diagrammet viser linjer, sektioner og bussystemer, afbrydere, transformere og beskyttelsesanordninger.
Strukturen af strømforsyningsnetværket kan ændres dynamisk ved at skifte switche. Dette er nødvendigt for at afbryde nødafsnit af netværket, for midlertidigt at afbryde sektioner under reparationer. Netværksstrukturen kan også ændres for optimeringelektrisk tilstandnetværk.
Grundlæggende netværkskomponenter
Strømforsyningsnettet er kendetegnet ved, at det forbinder geografisk fjerntliggende punkter for kilder og forbrugere. Dette gøres vhaelledninger- specielle tekniske strukturer bestående af elektriske ledere (tråd- bar leder eller kabel - isoleret leder), strukturer til placering og lægning (støtter, overkørsler, kanaler), isoleringsmidler (ophængnings- og støtteisolatorer) og beskyttelse (lynbeskyttelseskabler, arrestere, jordforbindelse).