Elektrisko tīklu klasifikācija

Elektriskie tīkli tiek klasificēti pēc vairākiem rādītājiem, kas raksturo gan tīklu kopumā, gan atsevišķas elektropārvades līnijas (PTL).

Pēc strāvas rakstura

Maiņstrāvas un līdzstrāvas tīkli atšķiras ar strāvu.

Trīsfāzu maiņstrāvai 50 Hz ir vairākas priekšrocības salīdzinājumā ar līdzstrāvu:

• spēja pārveidoties no viena sprieguma uz citu plašā diapazonā;

• spēja pārraidīt lielas jaudas lielos attālumos, kas tiek sasniegta. Tas tiek panākts, pārveidojot ģeneratoru spriegumu uz augstāku spriegumu elektroenerģijas pārvadīšanai pa līniju un pārvēršot augsto spriegumu atpakaļ uz zemu spriegumu uztveršanas punktā. Šajā elektroenerģijas pārvades metodē zudumi līnijā tiek samazināti, jo tie ir atkarīgi no strāvas līnijā, un strāva tai pašai jaudai ir mazāka, jo lielāks ir spriegums;

• ar trīsfāzu maiņstrāvu asinhrono elektromotoru konstrukcija ir vienkārša un uzticama (bez kolektora). Sinhronā ģeneratora uzbūve arī ir vienkāršāka nekā līdzstrāvas ģeneratoram (bez kolektora utt.);

AC trūkumi ir:

• nepieciešamība radīt reaktīvo jaudu, kas galvenokārt nepieciešama transformatoru un elektromotoru magnētisko lauku radīšanai. Degviela (TEC) un ūdens (HES) netiek patērēti reaktīvās enerģijas ģenerēšanai, bet reaktīvā strāva (magnetizējošā strāva), kas plūst pa transformatoru līnijām un tinumiem, ir bezjēdzīga (tādā nozīmē, ka līnijas tiek izmantotas aktīvās enerģijas pārvadīšanai) tas tos pārslogo, rada tajos aktīvās jaudas zudumus un ierobežo pārraidīto aktīvo jaudu. Reaktīvās jaudas attiecība pret aktīvo jaudu raksturo iekārtas jaudas koeficientu (jo mazāks jaudas koeficients, jo sliktāk tiek izmantoti elektriskie tīkli);

• kondensatoru blokus vai sinhronos kompensatorus bieži izmanto, lai palielinātu jaudas koeficientu, kas padara maiņstrāvas iekārtas dārgākas;

• ļoti lielu jaudu pārraidi lielos attālumos ierobežo to energosistēmu paralēlās darbības stabilitāte, starp kurām tiek pārsūtīta jauda.

Līdzstrāvas priekšrocības ietver:

• reaktīvās strāvas komponentes trūkums (iespējama pilnīga līniju izmantošana);

• ērta un vienmērīga regulēšana plašā līdzstrāvas motoru apgriezienu skaita diapazonā;

• augsts palaišanas griezes moments sērijveida motoros, kas ir atraduši plašu pielietojumu elektriskajā vilcē un celtņos;

• elektrolīzes iespēja utt.

Galvenie līdzstrāvas trūkumi ir:

• neiespējamība ar vienkāršiem līdzstrāvas līdzekļiem pārveidot no viena sprieguma uz citu;

• neiespējamība izveidot augstsprieguma (HV) līdzstrāvas ģeneratorus elektroenerģijas pārvadei salīdzinoši lielos attālumos;

• līdzstrāvas HV iegūšanas grūtības: šim nolūkam ir nepieciešams iztaisnot augstsprieguma maiņstrāvu un pēc tam uztveršanas punktā pārvērst to par trīsfāzu maiņstrāvu. Galvenais pielietojums ir iegūts no trīsfāzu maiņstrāvas tīkliem. Ar lielu skaitu vienfāzes elektrisko uztvērēju vienfāzes zari tiek izgatavoti no trīsfāžu tīkla. Trīsfāzu maiņstrāvas sistēmas priekšrocības ir:

• trīsfāzu sistēmas izmantošana rotējoša magnētiskā lauka radīšanai ļauj realizēt vienkāršus elektromotorus;

• trīsfāžu sistēmā jaudas zudumi ir mazāki nekā vienfāzes sistēmā. Šī apgalvojuma pierādījums ir sniegts 1. tabulā.

1. tabula. Trīsfāzu sistēmas (trīsvadu) salīdzinājums ar vienfāzes (divu vadu) sistēmu

Kā redzams no tabulas (5. un 6. rinda), dP1= 2dP3 un dQ1= 2dQ3, t.i. jaudas zudumi vienfāzes sistēmā ar tādu pašu jaudu S un spriegumu U ir divreiz lielāki. Tomēr vienfāzes sistēmā ir divi vadi, bet trīsfāžu sistēmā - trīs.

Lai metāla patēriņš būtu vienāds, nepieciešams 1,5 reizes samazināt trīsfāžu līnijas vadītāju šķērsgriezumu, salīdzinot ar vienfāzes līniju. Tikpat reižu būs lielāka pretestība, t.i. R3= 1.5R1... Aizstājot šo vērtību izteiksmē dP3, iegūstam dP3 = (1.5S2/ U2) R1, t.i. aktīvās jaudas zudumi vienfāzes līnijā ir 2 / 1,5 = 1,33 reizes lielāki nekā trīsfāzu līnijā.

Līdzstrāvas izmantošana

Līdzstrāvas tīkli tiek izbūvēti, lai darbinātu rūpniecības uzņēmumus (elektrolīzes darbnīcas, elektriskās krāsnis utt.), pilsētas elektrotransportu (tramvajs, trolejbuss, metro). Sīkāku informāciju skatiet šeit: Kur un kā tiek izmantota līdzstrāva

Dzelzceļa transporta elektrifikācija tiek veikta gan ar līdzstrāvu, gan maiņstrāvu.

Līdzstrāva tiek izmantota arī enerģijas pārvadīšanai lielos attālumos, jo maiņstrāvas izmantošana šim nolūkam ir saistīta ar grūtībām nodrošināt elektrostaciju ģeneratoru stabilu paralēlu darbību. Taču šajā gadījumā ar līdzstrāvu darbojas tikai pārvades līnija, kuras padeves galā maiņstrāva tiek pārveidota par līdzstrāvu, bet saņemšanas galā līdzstrāva tiek apgriezta maiņstrāvā.

Līdzstrāvu var izmantot pārvades tīklos ar maiņstrāvu, lai organizētu divu elektrisko sistēmu pieslēgšanu līdzstrāvas veidā — pastāvīgas enerģijas pārvadi ar nulles garumu, kad divas elektriskās sistēmas ir savienotas viena ar otru caur taisngrieža-transformatora bloku. Tajā pašā laikā frekvences novirzes katrā no elektriskajām sistēmām praktiski neietekmē pārraidīto jaudu.

Pašlaik notiek pētniecība un attīstība impulsu strāvas jaudas pārvadei, kur jauda tiek pārsūtīta vienlaikus ar maiņstrāvu un līdzstrāvu pa kopēju elektropārvades līniju. Šajā gadījumā paredzēts uzlikt visām trim maiņstrāvas pārvades līnijas fāzēm konstantu spriegumu attiecībā pret zemi, kas radīts ar transformatoru instalācijām pārvades līnijas galos.

Šī elektropārvades metode ļauj labāk izmantot elektrolīnijas izolāciju un palielina tās nestspēju salīdzinājumā ar maiņstrāvas pārvadi, kā arī atvieglo jaudas izvēli no elektropārvades līnijām salīdzinājumā ar līdzstrāvas pārvadi.

Pēc sprieguma

Pēc sprieguma elektriskos tīklus iedala tīklos ar spriegumu līdz 1 kV un virs 1 kV.

Katru elektrotīklu raksturo nominālais spriegums, kas nodrošina normālu un visekonomiskāko iekārtu darbību.

Atšķirt ģeneratoru, transformatoru, tīklu un elektrisko uztvērēju nominālo spriegumu. Tīkla nominālais spriegums sakrīt ar enerģijas patērētāju nominālo spriegumu, un ģeneratora nominālais spriegums atbilstoši sprieguma zudumu kompensācijas nosacījumiem tīklā tiek ņemts par 5% lielāks nekā tīkla nominālais spriegums.

Transformatora nominālais spriegums ir iestatīts tā primārajam un sekundārajam tinumam bez slodzes. Sakarā ar to, ka transformatora primārais tinums ir elektroenerģijas uztvērējs, pakāpju transformatoram tā nominālais spriegums tiek pieņemts vienāds ar ģeneratora nominālo spriegumu, bet pazeminošajam transformatoram - nominālais spriegums. tīkls.

Tīklu apgādājošā transformatora sekundārā tinuma spriegumam zem slodzes jābūt par 5% lielākam par tīkla nominālo spriegumu. Tā kā slodzes laikā pašā transformatorā ir sprieguma zudums, tad transformatora sekundārā tinuma nominālais spriegums (ti, atvērtās ķēdes spriegums) tiek ņemts par 10% lielāks nekā tīkla nominālais spriegums.

2. tabulā parādīti trīsfāzu elektrisko tīklu nominālie fāzes spriegumi ar frekvenci 50 Hz. Elektrotīklus pēc sprieguma nosacīti iedala zemsprieguma (220–660 V), vidēja (6–35 kV), augsta (110–220 kV), īpaši augsta (330–750 kV) un īpaši augsta (1000 kV un augstāka) sprieguma tīklos.

2. tabula. Standarta spriegumi, kV, saskaņā ar GOST 29322–92

Transportā un rūpniecībā tiek izmantoti šādi pastāvīgi spriegumi: tramvaju un trolejbusu barošanas gaisvadu tīklam - 600 V, metro vagoniem - 825 V, elektrificētām dzelzceļa līnijām - 3300 un 1650 V, atklātās raktuves apkalpo trolejbusi un elektriskie. lokomotīves, kuras darbina no kontakttīkliem 600, 825, 1650 un 3300 V, pazemes rūpnieciskais transports izmanto spriegumu 275 V. Loka krāšņu tīkliem ir 75 V spriegums, elektrolīzes iekārtām 220-850 V.

Pēc dizaina un atrašanās vietas

Antenas un kabeļu tīkli, elektroinstalācijas un vadi atšķiras pēc konstrukcijas.

Pēc atrašanās vietas tīkli ir sadalīti ārējos un iekšējos.

Ārējie tīkli tiek realizēti ar tukšiem (neizolētiem) vadiem un kabeļiem (pazemes, zemūdens), iekšējie - ar kabeļiem, izolētiem un kailvadiem, autobusiem.

Pēc patēriņa rakstura

Pēc patēriņa rakstura izšķir pilsētas, rūpniecības, lauku, elektrificētās dzelzceļa līnijas, naftas un gāzes cauruļvadus un elektrosistēmas.

Pēc pieraksta

Elektrisko tīklu daudzveidība un sarežģītība ir novedusi pie vienotas klasifikācijas trūkuma un dažādu terminu lietošanas, klasificējot tīklus pēc mērķa, lomas un veiktajām funkcijām elektroapgādes shēmā.

NSEelektriskie tīkli ir sadalīti mugurkaula un sadales tīklos.

Mugurkauls sauc par elektrotīklu, kas apvieno elektrostacijas un nodrošina to kā vienota vadības objekta funkcionēšanu, vienlaikus piegādājot enerģiju no elektrostacijām. Filiāle sauc par elektrotīklu. elektroenerģijas sadales nodrošināšana no strāvas avota.

GOST 24291-90 elektriskie tīkli ir sadalīti arī mugurkaula un sadales tīklos.Turklāt tiek izdalīti pilsētu, rūpniecības un lauku tīkli.

Sadales tīklu mērķis ir tālāka elektroenerģijas sadale no maģistrālā tīkla apakšstacijas (daļēji arī no elektrostaciju sadales sprieguma kopnēm) uz pilsētu, rūpniecības un lauku tīklu centrālajiem punktiem.

Sabiedrisko sadales tīklu pirmais posms ir 330 (220) kV, otrais - 110 kV, tad elektroenerģija tiek sadalīta pa elektroapgādes tīklu individuālajiem patērētājiem.

Pēc funkcijām, ko tie veic, izšķir mugurkaula, piegādes un sadales tīklus.

Galvenie tīkli 330 kV un vairāk veic vienotu energosistēmu veidošanas funkcijas.

Elektroapgādes tīkli paredzēti elektroenerģijas pārvadei no autoceļu tīkla apakšstacijām un daļēji no elektrostaciju 110 (220) kV kopnēm uz sadales tīklu centrālajiem punktiem — reģionālajām apakšstacijām. Piegādes tīkli parasti slēgts. Iepriekš šo tīklu spriegums bija 110 (220) kV, pēdējā laikā elektrisko tīklu spriegums, kā likums, ir 330 kV.

Sadales tīkli ir paredzēti elektroenerģijas pārvadei nelielos attālumos no rajonu apakšstaciju zemsprieguma autobusiem pilsētas rūpnieciskajiem un lauku patērētājiem. Šādi sadales tīkli parasti ir atvērti vai darbojas atvērtā režīmā. Iepriekš šādi tīkli tika veikti ar spriegumu 35 kV un zemāku, un tagad - 110 (220) kV.

Elektrības tīkli tiek iedalīti arī vietējos un reģionālajos un papildus piegādes un sadales tīklos. Vietējie tīkli ietver 35 kV un zemāku spriegumu, bet reģionālie tīkli - 110 kV un augstākus.

Ēšana ir līnija, kas iet no centrālā punkta uz sadales punktu vai tieši uz apakšstacijām, nesadalot elektroenerģiju visā tās garumā.

Filiāle tiek izsaukta līnija, kurai to garumā pieslēgtas vairākas transformatoru apakšstacijas vai ieeja patērētāju elektroietaisēs.

Atbilstoši enerģijas shēmas mērķim tīkli ir sadalīti arī vietējos un reģionālajos.

Pie vietējiem ietver tīklus ar zemu slodzes blīvumu un spriegumu līdz 35 kV ieskaitot. Tie ir pilsētu, rūpniecības un lauku tīkli. Pie lokālajiem tīkliem tiek klasificētas arī īsa garuma 110 kV dziļās bukses.

Rajona elektrotīkli aptver lielas platības un ir 110 kV un augstāks spriegums. Izmantojot reģionālos tīklus, elektroenerģija tiek pārsūtīta no elektrostacijām uz patēriņa vietām, kā arī sadalīta starp reģionālajām un lielajām rūpniecības un transporta apakšstacijām, kas baro vietējos tīklus.

Reģionālie tīkli ietver galvenos elektrisko sistēmu tīklus, galvenās pārvades līnijas iekšējo un starpsistēmu komunikācijai.

Pamattīkli nodrošināt sakarus starp elektrostacijām un ar reģionālajiem patērētāju centriem (reģionālajām apakšstacijām). Tie tiek veikti saskaņā ar sarežģītām vairāku ķēžu shēmām.

Maģistrāles elektropārvades līnijas sistēmas iekšējā komunikācija nodrošina saziņu starp atsevišķi izvietotām elektrostacijām ar elektroenerģijas sistēmas maģistrālo tīklu, kā arī attālinātu lielo lietotāju saziņu ar centrālajiem punktiem. Parasti tā ir gaisvadu līnija 110-330 kV un lielāka ar garu garumu.

Elektroapgādes tīkli, sadales tīkli un energosistēmu galvenie tīkli atšķiras atkarībā no to lomas elektroapgādes shēmā.

Barojošs sauc par tīkliem, caur kuriem enerģija tiek piegādāta apakšstacijai un RP, izplatīšana — tīkli, kuriem ir tieši pieslēgtas elektriskās vai transformatoru apakšstacijas (parasti tie ir tīkli līdz 10 kV, bet nereti sazaroti tīkli ar augstāku spriegumu attiecas arī uz sadales tīkliem, ja tiem ir pieslēgts liels skaits uztverošo apakšstaciju). Uz galvenajiem tīkliem ietver tīklus ar augstāko spriegumu, kuros tiek izveidoti visspēcīgākie savienojumi elektriskajā sistēmā.