Elektros tinklų klasifikacija

Elektros tinklai klasifikuojami pagal daugybę rodiklių, apibūdinančių tiek tinklą kaip visumą, tiek atskiras perdavimo linijas (PTL).

Pagal srovės prigimtį

Kintamosios ir nuolatinės srovės tinklai išsiskiria srove.

Trifazė 50 Hz kintamoji srovė turi keletą pranašumų, palyginti su nuolatine srove:

• galimybė plačiame diapazone transformuotis iš vienos įtampos į kitą;

• gebėjimas perduoti dideles galias dideliais atstumais, kuris pasiekiamas. Tai pasiekiama transformuojant generatorių įtampą į aukštesnę elektros perdavimo įtampą linija, o aukštąją įtampą paverčiant atgal į žemą įtampą priėmimo taške. Taikant šį energijos perdavimo būdą, nuostoliai linijoje sumažėja, nes jie priklauso nuo srovės linijoje, o srovė tokiai pačiai galiai yra mažesnė, tuo didesnė įtampa;

• su trifaze kintama srove asinchroninių elektros variklių konstrukcija paprasta ir patikima (be kolektoriaus). Sinchroninio generatoriaus konstrukcija taip pat paprastesnė nei nuolatinės srovės generatoriaus (be kolektoriaus ir pan.);

AC trūkumai yra šie:

• poreikis generuoti reaktyviąją galią, kuri daugiausia reikalinga transformatorių ir elektros variklių magnetiniams laukams sukurti. Kuras (TEE) ir vanduo (HE) nėra sunaudojami reaktyviajai energijai generuoti, tačiau reaktyvioji srovė (magnetizuojanti srovė), tekanti per transformatorių linijas ir apvijas, yra nenaudinga (taip tariant, naudojant linijas aktyviajai energijai perduoti). perkrauna juos, sukelia jose aktyviosios galios nuostolius ir riboja perduodamą aktyviąją galią. Reaktyviosios galios ir aktyviosios galios santykis apibūdina įrenginio galios koeficientą (kuo mažesnis galios koeficientas, tuo blogiau naudojami elektros tinklai);

• galios koeficientui padidinti dažnai naudojami kondensatorių blokai arba sinchroniniai kompensatoriai, todėl kintamosios srovės įrenginiai brangsta;

• labai didelių galių perdavimą dideliais atstumais riboja lygiagretaus elektros sistemų, tarp kurių perduodama galia, veikimo stabilumas.

Tarp nuolatinės srovės privalumų yra šie:

• reaktyviosios srovės komponento nebuvimas (galima visapusiškai išnaudoti linijas);

• patogus ir sklandus nuolatinės srovės variklių apsisukimų skaičiaus reguliavimas;

• didelis paleidimo sukimo momentas serijiniuose varikliuose, kurie plačiai naudojami elektrinėje traukoje ir kranuose;

• elektrolizės galimybė ir kt.

Pagrindiniai DC trūkumai yra šie:

• neįmanoma konvertuoti iš vienos įtampos į kitą paprastomis nuolatinės srovės priemonėmis;

• neįmanoma sukurti aukštos įtampos (HV) nuolatinės srovės generatorių, skirtų energijos perdavimui gana dideliais atstumais;

• sunku gauti nuolatinę srovę HV: šiuo tikslu reikia ištaisyti aukštos įtampos kintamąją srovę, o tada priėmimo vietoje paversti ją trifaze kintama srove. Pagrindinė programa gaunama iš trifazių kintamosios srovės tinklų. Esant daugybei vienfazių elektros imtuvų, iš trifazio tinklo gaminamos vienfazės atšakos. Trifazės kintamosios srovės sistemos pranašumai yra šie:

• trifazės sistemos naudojimas besisukančiam magnetiniam laukui sukurti leidžia įgyvendinti paprastus elektros variklius;

• trifazėje sistemoje galios nuostoliai yra mažesni nei vienfazėje sistemoje. Šio teiginio įrodymas pateiktas 1 lentelėje.

1 lentelė. Trifazės sistemos (trijų laidų) palyginimas su vienfaze (dviejų laidų)

Kaip matyti iš lentelės (5 ir 6 eilutės), dP1= 2dP3 ir dQ1= 2dQ3, t.y. galios nuostoliai vienfazėje sistemoje esant tokiai pačiai galiai S ir įtampai U yra dvigubai didesni. Tačiau vienfazėje sistemoje yra du laidai, o trifazėje - trys.

Kad metalo suvartojimas būtų vienodas, reikia 1,5 karto sumažinti trifazės linijos laidų skerspjūvį, palyginti su vienfaze linija. Tiek pat kartų bus didesnis pasipriešinimas, t.y. R3= 1.5R1... Šią reikšmę reiškinyje pakeitę dP3, gauname dP3 = (1.5S2/ U2) R1, t.y. aktyviosios galios nuostoliai vienfazėje linijoje yra 2 / 1,5 = 1,33 karto didesni nei trifazėje.

DC naudojimas

Nuolatinės srovės tinklai tiesiami pramonės įmonėms (elektrolizės cechams, elektrinėms krosnims ir kt.), miesto elektriniam transportui (tramvajui, troleibusui, metro) maitinti. Daugiau informacijos rasite čia: Kur ir kaip naudojama DC

Geležinkelio transporto elektrifikavimas atliekamas tiek nuolatine, tiek kintama srove.

Nuolatinė srovė taip pat naudojama energijai perduoti dideliais atstumais, nes kintamosios srovės naudojimas šiam tikslui yra susijęs su sunkumais užtikrinti stabilų lygiagretų elektrinių generatorių darbą. Tačiau šiuo atveju nuolatine srove veikia tik perdavimo linija, kurios maitinimo gale kintamoji srovė paverčiama nuolatine, o priėmimo gale nuolatinė srovė pakeičiama į kintamąją.

Nuolatinė srovė gali būti naudojama perdavimo tinkluose su kintamąja srove, siekiant organizuoti dviejų elektros sistemų sujungimą nuolatinės srovės forma - nuolatinės energijos perdavimas nuliniu ilgiu, kai dvi elektros sistemos yra sujungtos viena su kita per lygintuvo-transformatoriaus bloką. Tuo pačiu metu dažnio nuokrypiai kiekvienoje elektros sistemoje praktiškai neturi įtakos perduodamai galiai.

Šiuo metu vykdomi impulsinės srovės energijos perdavimo tyrimai ir plėtra, kai galia vienu metu perduodama kintamąja ir nuolatine srove bendra elektros linija. Šiuo atveju visose trijose kintamosios srovės perdavimo linijos fazėse numatoma įvesti tam tikrą pastovią įtampą žemės atžvilgiu, sukuriamą transformatorių instaliacijos būdu perdavimo linijos galuose.

Šis energijos perdavimo būdas leidžia geriau išnaudoti elektros linijos izoliaciją ir padidina jos keliamąją galią, palyginti su kintamosios srovės perdavimu, taip pat palengvina elektros energijos pasirinkimą iš elektros linijų, palyginti su nuolatinės srovės perdavimu.

Pagal įtampą

Pagal įtampą elektros tinklai skirstomi į tinklus, kurių įtampa iki 1 kV ir didesnė kaip 1 kV.

Kiekvienam elektros tinklui būdinga vardinė įtampa, kuris užtikrina normalų ir ekonomiškiausią įrangos veikimą.

Atskirkite generatorių, transformatorių, tinklų ir elektros imtuvų vardinę įtampą. Tinklo vardinė įtampa sutampa su energijos vartotojų vardine įtampa, o generatoriaus vardinė įtampa pagal įtampos nuostolių tinkle kompensavimo sąlygas imama 5% didesnė už vardinę tinklo įtampą.

Vardinė transformatoriaus įtampa nustatoma jo pirminei ir antrinei apvijoms esant tuščiai apkrovai. Dėl to, kad transformatoriaus pirminė apvija yra elektros imtuvas, pakopiniam transformatoriui jo vardinė įtampa yra lygi generatoriaus vardinei įtampai, o žeminamojo transformatoriaus - vardinei generatoriaus įtampai. tinklą.

Apkrovos tinklą maitinančio transformatoriaus antrinės apvijos įtampa turi būti 5% didesnė už vardinę tinklo įtampą. Kadangi veikiant apkrovai pačiame transformatoriuje nutrūksta įtampa, transformatoriaus antrinės apvijos vardinė įtampa (ty atviros grandinės įtampa) imama 10 % didesnė už vardinę tinklo įtampą.

2 lentelėje parodytos trifazių elektros tinklų, kurių dažnis 50 Hz, vardinės fazinės įtampos. Elektros tinklai pagal įtampą sąlyginai skirstomi į žemos (220–660 V), vidutinės (6–35 kV), aukštos (110–220 kV), itin aukštos (330–750 kV) ir itin aukštos (1000 kV ir aukštesnės) įtampos tinklus.

2 lentelė. Standartinės įtampos, kV, pagal GOST 29322–92

Transporte ir pramonėje naudojamos šios pastovios įtampos: tramvajų ir troleibusų antžeminiam tinklui – 600 V, metro vagonams – 825 V, elektrifikuotoms geležinkelio linijoms – 3300 ir 1650 V, atviras kasyklas aptarnauja troleibusai ir elektra. lokomotyvai, maitinami iš kontaktinių tinklų 600, 825, 1650 ir 3300 V, požeminis pramoninis transportas naudoja 275 V įtampą. Lankinių krosnių tinklai – 75 V, elektrolizės įrenginiai 220-850 V.

Pagal dizainą ir vietą

Antenos ir kabelių tinklai, laidai ir laidai skiriasi savo dizainu.

Pagal vietą tinklai skirstomi į išorinius ir vidinius.

Išoriniai tinklai realizuojami plikaisiais (neizoliuotais) laidais ir kabeliais (požeminiais, povandeniniais), vidiniai – kabeliais, izoliuotais ir plikaisiais laidais, autobusais.

Pagal vartojimo pobūdį

Pagal vartojimo pobūdį išskiriamos miesto, pramonės, kaimo, elektrifikuotos geležinkelio linijos, naftotiekiai ir dujotiekiai bei elektros sistemos.

Paskyrimu

Elektros tinklų įvairovė ir sudėtingumas lėmė, kad nėra vieningos klasifikacijos ir vartojami skirtingi terminai klasifikuojant tinklus pagal paskirtį, vaidmenį ir atliekamas funkcijas elektros energijos tiekimo schemoje.

NSEelektriniai tinklai skirstomi į magistralinius ir paskirstymo tinklus.

Stuburas vadinamas elektros tinklu, jungiančiu elektrines ir užtikrinančiu jų kaip vientiso valdymo objekto funkcionavimą, tiekiant energiją iš elektrinių. Filialas vadinamas elektros tinklu. elektros energijos paskirstymas iš maitinimo šaltinio.

GOST 24291-90 elektros tinklai taip pat skirstomi į magistralinius ir paskirstymo tinklus.Be to, išskiriami miesto, pramonės ir kaimo tinklai.

Skirstomųjų tinklų paskirtis – tolesnis elektros energijos paskirstymas iš magistralinio tinklo pastotės (iš dalies ir iš elektrinių skirstomųjų įtampos magistralių) į centrinius miesto, pramonės ir kaimo tinklų taškus.

Pirmoji visuomeninių skirstomųjų tinklų pakopa yra 330 (220) kV, antroji - 110 kV, tada elektros energija elektros tiekimo tinklu paskirstoma individualiems vartotojams.

Pagal atliekamas funkcijas išskiriami magistraliniai, tiekimo ir skirstymo tinklai.

Pagrindiniai tinklai 330 kV ir daugiau atlieka vieningų energetinių sistemų formavimo funkcijas.

Elektros tiekimo tinklai skirti perduoti elektros energiją iš greitkelių tinklo pastočių ir iš dalies elektrinių 110 (220) kV magistralių į skirstomųjų tinklų centrinius taškus – regionines pastotes. Pristatymo tinklai paprastai uždarytas. Anksčiau šių tinklų įtampa buvo 110 (220) kV, pastaruoju metu elektros tinklų įtampa, kaip taisyklė, siekia 330 kV.

Paskirstymo tinklai yra skirti elektros energijai perduoti nedideliais atstumais iš rajoninių pastočių žemos įtampos autobusų miesto pramonės ir kaimo vartotojams. Tokie skirstomieji tinklai dažniausiai yra atviri arba veikia atviruoju režimu. Anksčiau tokie tinklai buvo vykdomi esant 35 kV ir žemesnei įtampai, o dabar – 110 (220) kV.

Elektros tinklai taip pat skirstomi į vietinius ir regioninius bei, be to, tiekimo ir skirstymo tinklus. Vietiniai tinklai apima 35 kV ir žemesnę, o regioninius – 110 kV ir aukštesnę.

Valgymas yra linija, einanti iš centrinio taško į skirstymo tašką arba tiesiai į pastotes, nepaskirstant elektros per visą jos ilgį.

Filialas iškviečiama linija, prie kurios išilgai prijungtos kelios transformatorinės arba įėjimas į vartotojų elektros įrenginius.

Pagal paskirtį elektros schemoje tinklai taip pat skirstomi į vietinius ir regioninius.

Vietiniams apima tinklus su mažu apkrovos tankiu ir įtampa iki 35 kV imtinai. Tai miesto, pramonės ir kaimo tinklai. Prie vietinių tinklų priskiriamos ir trumpo ilgio 110 kV giluminės įvorės.

Rajono elektros tinklai apima didelius plotus ir turi 110 kV ir aukštesnę įtampą. Regioniniais tinklais elektra perduodama iš elektrinių į vartojimo vietas, taip pat paskirstoma tarp regioninių ir didelių pramonės ir transporto pastočių, maitinančių vietinius tinklus.

Regioniniai tinklai apima pagrindinius elektros sistemų tinklus, pagrindines perdavimo linijas, skirtas vidiniam ir tarpsisteminiam ryšiui.

Pagrindiniai tinklai užtikrinti ryšį tarp elektrinių ir su regioniniais vartotojų centrais (regioninėmis pastotėmis). Jie atliekami pagal sudėtingas kelių grandinių schemas.

Magistralinės elektros linijos vidinis ryšys užtikrina ryšį tarp atskirai esančių elektrinių su pagrindiniu elektros energijos tinklu, taip pat nuotolinių didelių vartotojų ryšį su centriniais taškais. Paprastai tai yra 110–330 kV ir didesnė oro linija, kurios ilgis yra ilgas.

Pagal savo vaidmenį elektros energijos tiekimo schemoje skiriasi elektros tiekimo tinklai, skirstomieji tinklai ir pagrindiniai elektros sistemų tinklai.

Maitinantis vadinami tinklais, kuriais energija tiekiama į pastotę ir RP, paskirstymas — tinklai, prie kurių tiesiogiai prijungiamos elektros ar transformatorinės pastotės (dažniausiai tai yra iki 10 kV įtampos tinklai, tačiau dažnai šakotieji tinklai su aukštesne įtampa taip pat reiškia skirstomuosius tinklus, jei prie jų prijungta daug priėmimo pastočių). Į pagrindinius tinklus apima tinklus su didžiausia įtampa, kuriuose užmezgami galingiausi ryšiai elektros sistemoje.