Elektrivõrkude klassifikatsioon

Elektrivõrgud liigitatakse mitmete näitajate järgi, mis iseloomustavad nii võrku tervikuna kui ka üksikuid ülekandeliine (PTL).

Voolu olemuse järgi

Vahelduv- ja alalisvooluvõrke eristatakse voolu järgi.

Kolmefaasilisel 50 Hz vahelduvvoolul on alalisvoolu ees mitmeid eeliseid:

• võime teisendada ühelt pingelt teisele laias vahemikus;

• võime edastada suuri võimsusi pikkadele vahemaadele, mis saavutatakse. See saavutatakse generaatorite pinge muundamisel kõrgemale pingele elektri edastamiseks mööda liini ja kõrgepinge muundamisel vastuvõtupunktis tagasi madalpingeks. Selle jõuülekande meetodi puhul kaod liinis vähenevad, kuna need sõltuvad liini voolust ja sama võimsuse vool on seda väiksem, mida suurem on pinge;

• kolmefaasilise vahelduvvooluga on asünkroonsete elektrimootorite ehitus lihtne ja töökindel (kollektor puudub). Ka sünkroongeneraatori ehitus on lihtsam kui alalisvoolu generaatoril (pole kollektorit vms);

AC puudused on järgmised:

• vajadus genereerida reaktiivvõimsust, mis on vajalik peamiselt trafode ja elektrimootorite magnetvälja tekitamiseks. Reaktiivenergia genereerimiseks kütust (TEP-s) ja vett (HEJ-s) ei kuluta, kuid trafode liinide ja mähiste kaudu voolav reaktiivvool (magnetiseeriv vool) on kasutu (selles mõttes, et liinid kasutatakse aktiivenergia edastamiseks) see koormab neid üle, põhjustab neis aktiivvõimsuse kadusid ja piirab edastatavat aktiivvõimsust. Reaktiivvõimsuse ja aktiivvõimsuse suhe iseloomustab paigaldise võimsustegurit (mida madalam on võimsustegur, seda halvemini kasutatakse elektrivõrke);

• Võimsusteguri suurendamiseks kasutatakse sageli kondensaatorpanke või sünkroonkompensaatoreid, mis muudab vahelduvvoolupaigaldised kallimaks;

• väga suurte võimsuste edastamist pikkadel vahemaadel piirab nende elektrisüsteemide paralleelse töö stabiilsus, mille vahel võimsust edastatakse.

Alalisvoolu eelised hõlmavad järgmist:

• reaktiivvoolukomponendi puudumine (liinide täielik kasutamine on võimalik);

• mugav ja sujuv reguleerimine alalisvoolumootorite pöörete arvu laias vahemikus;

• suur käivitusmoment seeriamootorites, mis on leidnud laialdast rakendust elektrilise veojõu ja kraanade puhul;

• elektrolüüsi võimalus jne.

DC peamised puudused on:

• lihtsate alalisvoolude abil ühelt pingelt teisele teisendamise võimatus;

• kõrgepinge (HV) alalisvoolugeneraatorite loomise võimatus jõuülekandeks suhteliselt pikkade vahemaade tagant;

• alalisvoolu HV saamise raskus: selleks on vaja kõrgepinge vahelduvvool alaldada ja seejärel vastuvõtupunktis muuta see kolmefaasiliseks vahelduvvooluks. Peamine rakendus on tuletatud kolmefaasilistest vahelduvvooluvõrkudest. Suure hulga ühefaasiliste elektrivastuvõtjate puhul tehakse ühefaasilised harud kolmefaasilisest võrgust. Kolmefaasilise vahelduvvoolusüsteemi eelised on järgmised:

• kolmefaasilise süsteemi kasutamine pöörleva magnetvälja tekitamiseks võimaldab rakendada lihtsaid elektrimootoreid;

• kolmefaasilises süsteemis on võimsuskadu väiksem kui ühefaasilises süsteemis. Selle väite tõestus on toodud tabelis 1.

Tabel 1. Kolmefaasilise (kolmejuhtmelise) süsteemi võrdlus ühefaasilise (kahejuhtmelise) süsteemiga

Nagu tabelist (read 5 ja 6) näha, on dP1= 2dP3 ja dQ1= 2dQ3, s.o. võimsuskaod ühefaasilises süsteemis sama võimsuse S ja pinge U juures on kaks korda suuremad. Ühefaasilises süsteemis on aga kaks juhtmest ja kolmefaasilises süsteemis kolm.

Selleks, et metalli kulu oleks sama, on vaja kolmefaasilise liini juhtmete ristlõiget võrreldes ühefaasilise liiniga vähendada 1,5 korda. Sama palju kordi on suurem takistus, s.t. R3= 1,5R1... Asendades selle väärtuse avaldises dP3, saame dP3 = (1,5S2/ U2) R1, s.o. aktiivvõimsuse kaod ühefaasilises liinis on 2 / 1,5 = 1,33 korda suuremad kui kolmefaasilises.

DC kasutamine

Alalisvooluvõrgud on ehitatud tööstusettevõtete (elektrolüüsitöökojad, elektriahjud jne), linna elektritranspordi (tramm, trollibuss, metroo) toiteks. Lisateabe saamiseks vaadake siit: Kus ja kuidas DC kasutatakse

Raudteetranspordi elektrifitseerimine toimub nii alalis- kui ka vahelduvvoolul.

Alalisvoolu kasutatakse ka energia edastamiseks pikkadele vahemaadele, kuna sel eesmärgil vahelduvvoolu kasutamine on seotud elektrijaama generaatorite stabiilse paralleelse töö tagamise raskusega. Sel juhul töötab aga alalisvoolul vaid ülekandeliin, mille toiteotsas muundatakse vahelduvvool alalisvooluks ja vastuvõtuotsas alalisvool vastupidiseks vahelduvvooluks.

Alalisvoolu saab kasutada vahelduvvooluga ülekandevõrkudes kahe elektrisüsteemi ühendamise korraldamiseks alalisvoolu kujul — konstantse energia ülekandmine nullpikkusega, kui kaks elektrisüsteemi on omavahel ühendatud läbi alaldi-trafo ploki. Samal ajal ei mõjuta sagedushälbed igas elektrisüsteemis edastatavat võimsust praktiliselt.

Hetkel on käimas teadus- ja arendustegevus impulssvoolu jõuülekande alal, kus võimsust edastatakse samaaegselt vahelduv- ja alalisvooluga üle ühise elektriliini. Sel juhul on ette nähtud vahelduvvoolu ülekandeliini kõikidele kolmele faasile teatud konstantne pinge maanduse suhtes, mis tekib ülekandeliini otstes asuvate trafopaigaldiste abil.

Selline jõuülekande meetod võimaldab paremini ära kasutada elektriliini isolatsiooni ja tõstab selle kandevõimet võrreldes vahelduvvoolu ülekandega ning hõlbustab ka elektriliinidelt toite valikut võrreldes alalisvoolu ülekandega.

Pinge järgi

Pinge järgi jagunevad elektrivõrgud kuni 1 kV ja üle 1 kV pingega võrkudeks.

Iga elektrivõrku iseloomustab nimipinge, mis tagab seadmete normaalse ja ökonoomsema töö.

Eristada generaatorite, trafode, võrkude ja elektrivastuvõtjate nimipinget. Võrgu nimipinge ühtib energiatarbijate nimipingega ning generaatori nimipinge, vastavalt võrgu pingekadude hüvitamise tingimustele, võetakse võrgu nimipingest 5% kõrgemaks.

Trafo nimipinge on seatud selle primaar- ja sekundaarmähisele tühikäigul. Tulenevalt asjaolust, et trafo primaarmähis on elektrienergia vastuvõtja, võetakse tõusutrafo nimipingeks võrdne generaatori nimipinge ja alandava trafo puhul - generaatori nimipingega. võrku.

Koormuse all võrku varustava trafo sekundaarmähise pinge peab olema 5% kõrgem võrgu nimipingest. Kuna koormuse all on trafos endas pingekadu, siis võetakse trafo sekundaarmähise nimipinge (st avatud vooluahela pinge) 10% võrra kõrgemaks kui võrgu nimipinge.

Tabelis 2 on toodud kolmefaasiliste elektrivõrkude sagedusega 50 Hz faasidevahelised nimipinged. Elektrivõrgud jagunevad pinge järgi tinglikult madalpinge (220–660 V), keskmise (6–35 kV), kõrge (110–220 kV), ülikõrge (330–750 kV) ja ülikõrge (1000 kV ja kõrgem) pingevõrkudeks.

Tabel 2. Standardpinged, kV, vastavalt standardile GOST 29322–92

Transpordis ja tööstuses kasutatakse järgmisi konstantseid pingeid: trammide ja trollibusside toitevõrgu jaoks - 600 V, metroovagunite jaoks - 825 V, elektrifitseeritud raudteeliinide jaoks - 3300 ja 1650 V, avakaevandusi teenindavad trollid ja elektrilised. vedurid, mis töötavad kontaktvõrkudest 600, 825, 1650 ja 3300 V, maa-alune tööstustransport kasutab pinget 275 V. Kaarahjuvõrkudes on pinge 75 V, elektrolüüsijaamades 220-850 V.

Disaini ja asukoha järgi

Õhu- ja kaabelvõrgud, juhtmestik ja juhtmed erinevad disaini poolest.

Asukoha järgi jagunevad võrgud välisteks ja sisemisteks.

Välisvõrgud on teostatud paljaste (isoleerimata) juhtmete ja kaablitega (maa-alune, veealune), sisemised - kaablitega, isoleeritud ja paljasjuhtmetega, bussidega.

Tarbimise olemuse järgi

Tarbimise iseloomu järgi eristatakse linna-, tööstus-, maa-, elektrifitseeritud raudteeliine, nafta- ja gaasitorusid ning elektrisüsteeme.

Kokkuleppel

Elektrivõrkude mitmekesisus ja keerukus on toonud kaasa ühtse klassifikatsiooni puudumise ja erinevate mõistete kasutamise võrkude liigitamisel eesmärgi, rolli ja toiteskeemis täidetavate funktsioonide järgi.

NSEelektrilised võrgud jagunevad magistraal- ja jaotusvõrkudeks.

Selgroog nimetatakse elektrivõrguks, mis ühendab elektrijaamu ja tagab nende toimimise ühtse juhtimisobjektina, varustades samal ajal elektrijaamadest energiat. Filiaal nimetatakse elektrivõrguks. elektrijaotuse pakkumine toiteallikast.

Standardis GOST 24291-90 on elektrivõrgud jagatud ka magistraal- ja jaotusvõrkudeks.Lisaks eristatakse linna-, tööstus- ja maavõrke.

Jaotusvõrkude eesmärk on elektrienergia edasine jaotamine magistraalvõrgu alajaamast (osaliselt ka elektrijaamade jaotuspingebussidest) linna-, tööstus- ja maavõrkude keskpunktidesse.

Üldkasutatavate jaotusvõrkude esimene etapp on 330 (220) kV, teine ​​- 110 kV, seejärel jaotatakse elektrit toitevõrgu kaudu üksiktarbijatele.

Funktsioonide järgi, mida nad täidavad, eristatakse magistraal-, tarne- ja jaotusvõrke.

Põhivõrgud 330 kV ja üle selle täidavad ühtsete energiasüsteemide moodustamise ülesandeid.

Toitevõrgud on ette nähtud elektrienergia edastamiseks maanteevõrgu alajaamadest ja osaliselt elektrijaamade 110 (220) kV siinidest jaotusvõrkude keskpunktidesse — regionaalalajaamadesse. Tarnevõrgud tavaliselt suletud. Varem oli nende võrkude pinge 110 (220) kV, viimasel ajal on elektrivõrkude pinge reeglina 330 kV.

Jaotusvõrgud on mõeldud elektri edastamiseks lühikestel vahemaadel linnaosa alajaamade madalpingebussidest linna tööstus- ja maatarbijatele. Sellised jaotusvõrgud on tavaliselt avatud või töötavad avatud režiimis. Varem viidi sellised võrgud läbi pingega 35 kV ja madalamal ning nüüd - 110 (220) kV.

Elektrivõrgud jagunevad ka kohalikeks ja regionaalseteks ning lisaks tarne- ja jaotusvõrkudeks. Kohalikud võrgud hõlmavad 35 kV ja madalamat võrku ning regionaalvõrke 110 kV ja kõrgemaid.

Söömine on liin, mis kulgeb keskpunktist jaotuspunkti või otse alajaamadesse, ilma elektrit piki selle pikkuses jaotamata.

Filiaal kutsutakse liin, mille külge on piki nende pikkust ühendatud mitu trafoalajaama või tarbija elektripaigaldiste sissepääs.

Vastavalt elektriskeemi otstarbele jagunevad võrgud ka kohalikeks ja piirkondlikeks.

Kohalikele hõlmab võrke madala koormustihedusega ja pingega kuni 35 kV (kaasa arvatud). Need on linna-, tööstus- ja maavõrgud. Kohtvõrkudeks liigitatakse ka lühikese pikkusega 110 kV sügavpuksid.

Piirkonna elektrivõrgud katavad suuri alasid ja nende pinge on 110 kV ja üle selle. Piirkondlike võrkude kaudu edastatakse elekter elektrijaamadest tarbimiskohtadesse ning jaotatakse ka piirkondlike ja suurte tööstus- ja transpordialajaamade vahel, mis toidavad kohalikke võrke.

Piirkondlikud võrgud hõlmavad elektrisüsteemide põhivõrke, peaülekandeliine süsteemisiseseks ja -siseseks sidepidamiseks.

Põhivõrgud tagada side elektrijaamade vahel ja piirkondlike tarbijakeskustega (piirkondlikud alajaamad). Need viiakse läbi keerukate mitmeahelaliste skeemide järgi.

Magistraalliinid süsteemisisene side võimaldab sidet eraldi paiknevate elektrijaamade vahel elektrisüsteemi põhivõrguga, aga ka kaugemate suurkasutajate sidet keskpunktidega. Tavaliselt on see pika pikkusega 110-330 kV ja suurem õhuliin.

Toitevõrgud, jaotusvõrgud ja elektrisüsteemide põhivõrgud erinevad vastavalt oma rollile toiteskeemis.

Toitev nimetatakse võrkudeks, mille kaudu tarnitakse energiat alajaama ja RP-le, levitamine — võrgud, millega on otse ühendatud elektri- või trafoalajaamad (enamasti on need kuni 10 kV võrgud, kuid sageli viitavad ka kõrgema pingega hargvõrgud jaotusvõrkudele, kui nendega on ühendatud suur hulk vastuvõtualajaamu). Põhivõrkudesse hõlmavad kõrgeima pingega võrke, millel luuakse kõige võimsamad ühendused elektrisüsteemis.