Elektriskt nätverk

Elektriskt nätverk  - en uppsättning elektriska installationer utformade för överföring och distribution av el från kraftverket till konsumenten.

Klassificering av elektriska nätverk

  1. Syfte, omfattning
  2. Skalfunktioner, nätverksstorlekar
    • Stamnät : nätverk som länkar samman enskilda regioner , länder och deras största källor och konsumtionscentra. Kännetecknas av ultrahöga och höga spänningsnivåer och stora effektflöden (gigawatt).
    • Regionala nätverk : nätverk i regional skala (i Ryssland  - federationens ämnesnivå ). De drivs av huvudnät och sina egna regionala kraftkällor, betjänar stora konsumenter (stad, distrikt, företag, fält, transportterminal). De kännetecknas av höga och medelhöga spänningsnivåer och stora kraftflöden (hundratals megawatt, gigawatt).
    • Regionala nätverk, distributionsnät : drivs av regionala nätverk. Vanligtvis har de inga egna kraftkällor, de betjänar medelstora och små konsumenter (nätverk inom kvartalet och avveckling, företag, små fyndigheter, transportnav). Kännetecknas av medel- och lågspänningsnivåer och små effektflöden (megawatt).
    • Interna nätverk : de distribuerar elektricitet i ett litet utrymme - inom stadsdelen av en stad, by, kvarter, fabrik. Ofta har de bara 1 eller 2 strömuttag från det externa nätverket. I det här fallet har de ibland sin egen reservkraftkälla. De kännetecknas av en låg spänningsnivå och små kraftflöden (hundratals kilowatt, megawatt).
    • Kabeldragning : nätverk på den lägsta nivån - en separat byggnad, verkstad, rum. Övervägs ofta i samband med interna nätverk. De kännetecknas av låga och hushållsspänningsnivåer och låga effektflöden (tiotals och hundratals kilowatt).
  3. Typ av ström
    • Trefas växelström : de flesta nät av högre, medel- och lågspänningsklasser, huvud-, regional- och distributionsnät. Växelström överförs genom tre ledningar på ett sådant sätt attväxelströmmens fas i var och en av dem skiftas i förhållande till de andra med 120 °. Varje tråd och växelströmmen i den kallas en "fas" . Varje "fas" har en viss spänning i förhållande till marken, som fungerar som den fjärde ledaren.
    • Enfas växelström : de flesta hushållens elektriska ledningsnät, konsumentterminalnätverk. Växelström överförs till konsumenten från växeln eller transformatorstationen genom två ledningar (den så kallade "fasen" och "noll"). "Noll"-potentialen är densamma som jordpotentialen, men "nolla" skiljer sig strukturellt från jordledningen .
    • Likström : kontaktnät för stadstransporter och många järnvägar , vissa nätverk av autonom strömförsörjning, samt ett antal speciella nätverk av ultrahög och ultrahög spänning, som fortfarande har begränsad distribution.

Huvudkomponenter i nätverket

Generation

Generering är processen att producera el från andra energikällor, oftast i kraftverk . Generering sker vanligtvis med hjälp av elektromekaniska generatorer som drivs av värmemotorer eller den kinetiska energin från vatten eller vind. Andra energikällor inkluderar solceller och geotermiska källor .

Överföring

Strömförsörjningsnätverket kännetecknas av att det kopplar samman geografiskt avlägsna källor för källor och konsumenter. Detta utförs med hjälp av en kraftledning  - speciella tekniska strukturer, bestående av ledare av elektrisk ström ( trådbar  ledare eller kabelisolerad ledare), strukturer för placering och läggning ( stöd , övergångar, kanaler), isoleringsmedel (upphängning och stödisolatorer) och skydd ( blixtskyddskablar , avledare , jordning ).

Spänningskonvertering

Som regel arbetar källgeneratorer och konsumenter vid lågspänningsklasser . Energiförlusterna i ledningarna är direkt proportionella mot kvadraten av strömstyrkan, därför är det fördelaktigt att överföra elektricitet vid höga spänningar för att minska förlusterna. För att göra detta ökas den vid utgången från generatorn, och vid ingången av konsumenten sänks den med krafttransformatorer .

Nätverksstruktur

Det elektriska nätverket kan ha en mycket komplex struktur, på grund av konsumenternas territoriella läge, källor, tillförlitlighetskrav och andra överväganden. I nätet finns kraftledningar som förbinder transformatorstationer . Linjer kan vara enkla och dubbla ( dubbelkrets ), ha grenar (grenledningar ) . Som regel närmar sig flera linjer transformatorstationer. Inne i transformatorstationen omvandlas spänningen och fördelningen av el flyter mellan lämpliga ledningar. Elektriska strömbrytare av olika slag används för att ansluta ledningar och utrustning inom transformatorstationer .

För en visuell representation av nätverksstrukturen används en speciell kontur av nätverksdiagrammet, enkellinjediagram , som representerar tre ledningar av tre faser i form av en linje. Diagrammet visar linjer, sektioner och bussystem, brytare, transformatorer, skyddsanordningar.

Strömförsörjningsnätverkets struktur kan ändras dynamiskt genom att byta omkopplare. Detta är nödvändigt för att stänga av nödsektioner av nätverket, för att tillfälligt stänga av sektioner under reparationer. Nätverksstrukturen kan också ändras för att optimera nätverkets elektriska läge .

Funktionsprinciper

Växelström

De flesta stora elkällor - kraftverk  - byggs med generatorer . Dessutom kan amplituden på växelströmsspänningen enkelt ändras med hjälp av krafttransformatorer , vilket gör att du kan öka och minska spänningen över ett brett spektrum. De största konsumenterna av el är också fokuserade på direktanvändning av växelström. Världsstandarden för produktion, överföring och konvertering av el är användningen av trefas växelström . I Ryssland och europeiska länder är den industriella strömfrekvensen 50 hertz , i USA , Japan och ett antal andra länder - 60 hertz.

Enfas växelström används av många hushållskonsumenter och erhålls från trefas växelström genom att kombinera konsumenterna i grupper efter faser. I det här fallet tilldelas varje grupp av konsumenter en av de tre faserna, och den andra ledningen ("noll"), som används vid överföring av enfasström, är gemensam för alla grupper och är jordad vid dess startpunkt .

Spänningsklasser

Vid överföring av stor elektrisk effekt vid låg spänning uppstår stora ohmska förluster på grund av de stora värdena på strömmen. Formeln δS = I²R beskriver effektförlusten som en funktion av linjeresistans och strömflöde. För att minska förlusterna reduceras strömmen: när strömmen reduceras med en faktor 2, reduceras de ohmska förlusterna med en faktor på 4. Enligt formeln för total elektrisk effekt S \u003d I × U , för att överföra samma effekt vid en reducerad ström, är det nödvändigt att öka spänningen med samma mängd. Sålunda är det lämpligt att överföra stora effekter vid hög spänning. Byggandet av högspänningsnät är dock förenat med en rad tekniska svårigheter; dessutom är direkt förbrukning av högspänningsel extremt problematisk för slutkonsumenter.

I detta avseende är nätverk uppdelade i sektioner med olika spänningsklasser (spänningsnivåer). Trefasnät som sänder hög effekt har följande spänningsklasser [1] :

Spänningsnivå (ibland " spänningsområde" eller "tariffspänningsnivå" , eller "taxenivå (område, klass) spänning" eller " spänningsklass" ) är ett begrepp som också används:

Med "spänningsnivåer" är tariffer differentierade, det vill säga de skiljer sig i storlek. Ju högre "spänningsnivå", desto lägre tariffer. Därför tenderar konsumenter att bekräfta den högsta "spänningsnivån".

Se även

Anteckningar

  1. ↑ Order från Federal Tariff Service daterad den 6 augusti 2004 nr 20-e / 2 s.44

Länkar