Класификација електричних мрежа

Електричне мреже се класификују према низу показатеља који карактеришу како мрежу у целини тако и појединачне далеководе (ПТЛ).

По природи струје

Мреже наизменичне и једносмерне струје разликују се по струји.

Трофазни АЦ 50 Хз има неколико предности у односу на ДЦ:

• способност трансформације из једног напона у други у широком опсегу;

• способност преноса великих снага на велике удаљености, што се и постиже. Ово се постиже трансформацијом напона генератора у виши напон за пренос електричне енергије дуж линије и претварањем високог напона назад у ниски напон на пријемној тачки. Код овог начина преноса снаге губици у води су смањени јер зависе од струје у воду, а струја за исту снагу је мања што је напон већи;

• са трофазном наизменичном струјом конструкција асинхроних електромотора је једноставна и поуздана (без колектора). Конструкција синхроног алтернатора је такође једноставнија од ДЦ генератора (без колектора и сл.);

Недостаци АЦ су:

• потреба за генерисањем реактивне снаге, која је потребна углавном за стварање магнетних поља трансформатора и електромотора. Гориво (у ТЕ) и вода (у ХЕ) се не троше за стварање реактивне енергије, али је реактивна струја (струја магнетизације) која тече кроз водове и намотаје трансформатора бескорисна (у смислу коришћења водова за пренос активне енергије) преоптерећује их, узрокује губитке активне снаге у њима и ограничава преношену активну снагу. Однос реактивне снаге и активне снаге карактерише фактор снаге инсталације (што је мањи фактор снаге, то су електричне мреже лошије коришћене);

• кондензаторске банке или синхрони компензатори се често користе за повећање фактора снаге, што чини инсталације наизменичне струје скупљима;

• пренос веома великих снага на велике удаљености ограничен је стабилношћу паралелног рада електроенергетских система између којих се преноси снага.

Предности једносмерне струје укључују:

• одсуство компоненте реактивне струје (могућа је пуна употреба водова);

• практично и глатко подешавање у широком опсегу броја обртаја ДЦ мотора;

• висок почетни обртни момент у серијским моторима, који су нашли широку примену у електричној вучи и дизалицама;

• могућност електролизе итд.

Главни недостаци ДЦ-а су:

• немогућност претварања једноставним путем једносмерне струје са једног напона на други;

• немогућност стварања високонапонских (ХВ) генератора једносмерне струје за пренос енергије на релативно велике удаљености;

• тешкоћа добијања једносмерне струје ХВ: за ову сврху је потребно исправити наизменичну струју високог напона и затим је на месту пријема претворити у трофазну наизменичну струју. Главна примена је изведена из трофазних мрежа наизменичне струје. Са великим бројем монофазних електричних пријемника, монофазне гране се израђују из трофазне мреже. Предности трофазног система наизменичне струје су:

• употреба трофазног система за стварање ротирајућег магнетног поља омогућава имплементацију једноставних електромотора;

• у трофазном систему губитак снаге је мањи него у једнофазном систему. Доказ ове тврдње дат је у табели 1.

Табела 1. Поређење трофазног система (трожичног) са једнофазним (двожичним)

Као што се види из табеле (редови 5 и 6), дП1= 2дП3 и дК1= 2дК3, тј. губици снаге у монофазном систему при истој снази С и напону У су дупло већи. Међутим, у једнофазном систему постоје две жице, ау трофазном систему - три.

Да би потрошња метала била иста, потребно је смањити попречни пресек проводника трофазног вода у односу на једнофазни вод за 1,5 пута. Исти број пута биће већи отпор, тј. Р3= 1,5Р1... Заменивши ову вредност у изразу за дП3, добијамо дП3 = (1,5С2/ У2) Р1, тј. губици активне снаге у једнофазној линији су 2 / 1,5 = 1,33 пута већи него у трофазној.

ДЦ употреба

Мреже једносмерне струје се граде за напајање индустријских предузећа (радионице за електролизу, електричне пећи, итд.), Градског електричног транспорта (трамвај, тролејбус, метро). За више детаља погледајте овде: Где и како се користи ДЦ

Електрификација железничког саобраћаја врши се и на једносмерну и на наизменичну струју.

Једносмерна струја се такође користи за пренос енергије на велике удаљености, пошто је употреба наизменичне струје за ову сврху повезана са потешкоћама у обезбеђивању стабилног паралелног рада генератора електране. У овом случају, међутим, само далековод ради на једносмерну струју, на чијем крају се наизменична струја претвара у једносмерну струју, а на пријемном крају једносмерна струја се претвара у наизменичну.

Једносмерна струја се може користити у преносним мрежама са наизменичном струјом за организовање везе два електрична система у виду једносмерне струје — преноса константне енергије нулте дужине, када су два електрична система повезана један са другим преко исправљачко-трансформаторског блока. Истовремено, одступања фреквенције у сваком од електричних система практично не утичу на преношену снагу.

Тренутно су у току истраживања и развој преноса енергије импулсном струјом, где се енергија истовремено преноси наизменичном и једносмерном струјом преко заједничког далековода. У овом случају се на све три фазе далековода наизменичне струје намеће одређени константни напон у односу на земљу, који се ствара помоћу трансформаторских инсталација на крајевима далековода.

Овај начин преноса електричне енергије омогућава боље коришћење изолације далековода и повећава њену носивост у односу на пренос наизменичне струје, а такође олакшава избор снаге са далековода у односу на пренос једносмерне струје.

По напону

По напону електричне мреже се деле на мреже напона до 1 кВ и преко 1 кВ.

Сваку електричну мрежу карактерише напон, што обезбеђује нормалан и најекономичнији рад опреме.

Разликовати називни напон генератора, трансформатора, мрежа и електричних пријемника. Називни напон мреже поклапа се са називним напоном потрошача енергије, а називни напон генератора, према условима компензације губитака напона у мрежи, узима се за 5% већи од називног напона мреже.

Називни напон трансформатора је подешен за његове примарне и секундарне намотаје без оптерећења. Због чињенице да је примарни намотај трансформатора пријемник електричне енергије, за појачани трансформатор се његов називни напон узима једнак називном напону генератора, а за опадајући трансформатор - називном напону трансформатора. мреже.

Напон секундарног намотаја трансформатора који напаја мрежу под оптерећењем мора бити 5% већи од називног напона мреже. Пошто постоји губитак напона у самом трансформатору под оптерећењем, називни напон (тј. напон отвореног кола) секундарног намотаја трансформатора узима се за 10% већи од називног напона мреже.

У табели 2 приказани су називни међуфазни напони трофазних електричних мрежа фреквенције 50 Хз. Електричне мреже по напону се условно деле на мреже ниског (220–660 В), средњег (6–35 кВ), високог (110–220 кВ), ултрависоког (330–750 кВ) и ултрависоког (1000 кВ и више) напонске мреже.

Табела 2. Стандардни напони, кВ, према ГОСТ 29322–92

У саобраћају и индустрији користе се следећи константни напони: за надземну мрежу за напајање трамваја и тролејбуса — 600 В, вагоне метроа — 825 В, за електрификоване железничке пруге — 3300 и 1650 В, површинске копове опслужују тролејбуси и електро. локомотиве које се напајају из контактних мрежа 600, 825, 1650 и 3300 В, подземни индустријски транспорт користи напон од 275 В. Мреже лучних пећи имају напон 75 В, постројења за електролизу 220-850 В.

По дизајну и локацији

Ваздушне и кабловске мреже, ожичење и жице се разликују по дизајну.

По локацији мреже се деле на спољашње и унутрашње.

Спољне мреже се изводе голим (неизолованим) жицама и кабловима (подземни, подводни), унутрашње - кабловима, изолованим и голим жицама, аутобусима.

По природи потрошње

Према природи потрошње разликују се градске, индустријске, сеоске, електрификоване железничке пруге, нафтоводе и гасоводе и електрични системи.

По договору

Разноврсност и сложеност електричних мрежа довела је до непостојања јединствене класификације и употребе различитих термина при класификацији мрежа према намени, улози и функцијама које се обављају у шеми напајања.

НСЕелектричне мреже се деле на окосне и дистрибутивне мреже.

Кичма назива се електрична мрежа која обједињује електране и обезбеђује њихово функционисање као јединственог управљачког објекта, док снабдева енергијом из електрана. Филијала названа електрична мрежа. обезбеђивање дистрибуције електричне енергије из извора напајања.

У ГОСТ 24291-90, електричне мреже су такође подељене на окосне и дистрибутивне мреже.Поред тога, разликују се урбане, индустријске и руралне мреже.

Намена дистрибутивних мрежа је даља дистрибуција електричне енергије од трафостанице магистралне мреже (делимично и од дистрибутивних напонских сабирница електрана) до централних тачака градских, индустријских и сеоских мрежа.

Први степен јавних дистрибутивних мрежа је 330 (220) кВ, други - 110 кВ, затим се електрична енергија дистрибуира преко електроенергетске мреже до појединачних потрошача.

Према функцијама које обављају разликују се окосне, снабдевачке и дистрибутивне мреже.

Главне мреже 330 кВ и више обављају функције формирања јединствених енергетских система.

Мреже за напајање су намењене за пренос електричне енергије од трафостаница мреже аутопутева и делимично аутобуса 110 (220) кВ електрана до централних тачака дистрибутивних мрежа — регионалних трафостаница. Мреже испоруке обично затворена. Раније је напон ових мрежа био 110 (220) кВ, недавно је напон електричних мрежа, по правилу, 330 кВ.

Дистрибутивне мреже намењени су за пренос електричне енергије на кратке удаљености од нисконапонских аутобуса окружних трафостаница до градских индустријских и сеоских потрошача. Такве дистрибутивне мреже су обично отворене или раде у отвореном режиму. Раније су такве мреже изведене на напону од 35 кВ и ниже, а сада - 110 (220) кВ.

Електроенергетске мреже се такође деле на локалне и регионалне и, поред тога, мреже за снабдевање и дистрибуцију. Локалне мреже обухватају 35 кВ и ниже, а регионалне мреже — 110 кВ и више.

Једење је вод који пролази од централне тачке до дистрибутивног места или директно до трафостаница без дистрибуције електричне енергије дуж своје дужине.

Филијала назива се вод на који се својом дужином прикључује више трафо-станица или улаз у потрошачке електричне инсталације.

Према намени у електроенергетској шеми, мреже се такође деле на локалне и регионалне.

За мештане обухватају мреже мале густине оптерећења и напона до укључујући 35 кВ. То су урбане, индустријске и руралне мреже. Кратке дужине 110 кВ дубоки проводници се такође класификују као локалне мреже.

Окружне електричне мреже покривају велике површине и имају напон од 110 кВ и више. Преко регионалних мрежа електрична енергија се преноси од електрана до места потрошње, а такође се дистрибуира између регионалних и великих индустријских и транспортних трафостаница које напајају локалне мреже.

Регионалне мреже обухватају главне мреже електричних система, главне далеководе за унутар- и међусистемску комуникацију.

Основне мреже обезбеђују комуникацију између електрана и са регионалним потрошачким центрима (регионалне трафостанице). Изводе се према сложеним шемама са више кола.

Магистрални водови унутарсистемска комуникација обезбеђује комуникацију између одвојено лоцираних електрана са главном мрежом електроенергетског система, као и комуникацију удаљених великих корисника са централним тачкама. Ово је обично надземни вод 110-330 кВ и већи са великом дужином.

По својој улози у шеми напајања разликују се мреже за напајање, дистрибутивне мреже и магистралне мреже електроенергетских система.

Ноурисхинг називају се мреже преко којих се енергија испоручује у трафостаницу и РП, дистрибуција — мреже на које су директно прикључене електричне или трансформаторске подстанице (обично су то мреже до 10 кВ, али се често разгранате мреже са вишим напонима односе и на дистрибутивне мреже ако је на њих прикључен већи број пријемних трафостаница). На главне мреже обухватају мреже са највећим напоном, на којима се врше најснажније везе у електричном систему.