Elektrisk netværk

Elektrisk netværk  - et sæt elektriske installationer designet til transmission og distribution af elektricitet fra kraftværket til forbrugeren.

Klassifikation af elektriske netværk

  1. Formål, omfang
  2. Skaleringsfunktioner, netværksstørrelser
    • Rygradsnetværk : netværk, der forbinder individuelle regioner , lande og deres største kilder og forbrugscentre. Karakteriseret ved ultrahøje og høje spændingsniveauer og store strømstrømme (gigawatt).
    • Regionale netværk : netværk i regional skala (i Rusland  - føderationens fagniveau ). De drives af hovednetværk og deres egne regionale strømkilder, betjener store forbrugere (by, distrikt, virksomhed, mark, transportterminal). De er kendetegnet ved høje og mellemstore spændingsniveauer og store strømstrømme (hundredevis af megawatt, gigawatt).
    • Regionale netværk, distributionsnetværk : drevet af regionale netværk. Normalt har de ikke deres egne strømkilder, de betjener mellemstore og små forbrugere (intra-kvartal og afviklingsnetværk, virksomheder, små indskud, transportknudepunkter). Karakteriseret ved mellem- og lavspændingsniveauer og små strømstrømme (megawatt).
    • Interne netværk : de distribuerer elektricitet i et lille rum - inden for en by, en landsby, et kvarter, en fabrik. Ofte har de kun 1 eller 2 strømstik fra det eksterne netværk. I dette tilfælde har de nogle gange deres egen backup-strømkilde. De er kendetegnet ved et lavt spændingsniveau og små strømstrømme (hundredevis af kilowatt, megawatt).
    • Ledninger : netværk på det laveste niveau - en separat bygning, værksted, værelse. Ofte overvejet i forbindelse med interne netværk. De er kendetegnet ved lave spændingsniveauer og husholdningsspændingsniveauer og lave strømstrømme (tiere og hundreder af kilowatt).
  3. Type strøm
    • Trefaset vekselstrøm : de fleste netværk af højere, mellem- og lavspændingsklasser, hoved-, regional- og distributionsnet. Vekselstrøm overføres gennem tre ledninger på en sådan måde, at vekselstrømmens fase i hver af dem forskydes i forhold til de andre med 120 °. Hver ledning og vekselstrømmen i den kaldes en "fase" . Hver "fase" har en vis spænding i forhold til jorden, som fungerer som den fjerde leder.
    • Enfaset vekselstrøm : de fleste elektriske ledningsnetværk i husholdninger, forbrugerterminalnetværk. Vekselstrøm overføres til forbrugeren fra omstillingen eller understationen gennem to ledninger (den såkaldte "fase" og "nul"). "Nul" potentialet er det samme som jordpotentialet, men "nul" er strukturelt forskelligt fra jordledningen .
    • Jævnstrøm : kontaktnetværk af bytransport og mange jernbaner , nogle netværk af autonom strømforsyning, samt en række specielle netværk af ultra-høj og ultra-høj spænding, som stadig er af begrænset distribution.

Hovedkomponenter i netværket

Generation

Produktion er processen med at producere elektricitet fra andre energikilder, oftest i kraftværker . Typisk sker generering ved hjælp af elektromekaniske generatorer drevet af varmemotorer eller den kinetiske energi af vand eller vind. Andre energikilder omfatter fotovoltaik og geotermiske kilder .

Transmission

Strømforsyningsnettet er kendetegnet ved, at det forbinder geografisk fjerntliggende punkter for kilder og forbrugere. Dette udføres ved hjælp af en kraftledning  - specielle tekniske strukturer, der består af ledere af elektrisk strøm ( trådløs  leder eller kabelisoleret leder), strukturer til placering og lægning ( støtter , overføringer, kanaler), isoleringsmidler (ophæng og støtteisolatorer) og beskyttelse ( lynbeskyttelseskabler , afledere , jording ).

Spændingskonvertering

Som regel opererer kildegeneratorer og forbrugere ved lave spændingsmærker . Energitab i ledningerne er direkte proportionale med kvadratet af strømstyrken, derfor er det for at reducere tabene fordelagtigt at transmittere elektricitet ved høje spændinger. For at gøre dette øges den ved udgangen fra generatoren, og ved forbrugerens input sænkes den ved hjælp af strømtransformatorer .

Netværksstruktur

Det elektriske netværk kan have en meget kompleks struktur på grund af forbrugernes territoriale placering, kilder, krav til pålidelighed og andre hensyn. I netværket er der allokeret strømledninger, der forbinder transformerstationer . Linjer kan være enkelt og dobbelt ( dobbeltkredsløb ), have forgreninger (forgreningslinjer ) . Som regel nærmer flere linjer sig transformerstationer. Inde i transformerstationen omdannes spændingen, og fordelingen af ​​elektricitet flyder mellem passende ledninger. Elektriske afbrydere af forskellige typer bruges til at forbinde ledninger og udstyr i transformerstationer .

Til en visuel repræsentation af netværksstrukturen bruges en speciel oversigt over netværksdiagrammet, enkeltlinjediagram , der repræsenterer tre ledninger af tre faser i form af en linje. Diagrammet viser linjer, sektioner og bussystemer, afbrydere, transformere, beskyttelsesanordninger.

Strukturen af ​​strømforsyningsnetværket kan ændres dynamisk ved at skifte switche. Dette er nødvendigt for at slukke for nødsektioner af netværket, for midlertidigt at slukke for sektioner under reparationer. Netværksstrukturen kan også ændres for at optimere netværkets elektriske tilstand .

Funktionsprincipper

Vekselstrøm

De fleste store kilder til elektricitet - kraftværker  - bygges ved hjælp af generatorer . Derudover kan amplituden af ​​AC- spændingen nemt ændres ved hjælp af strømtransformatorer , hvilket giver dig mulighed for at øge og mindske spændingen over et bredt område. Hovedforbrugerne af elektricitet er også fokuseret på den direkte brug af vekselstrøm. Verdensstandarden for produktion, transmission og konvertering af elektricitet er brugen af ​​trefaset vekselstrøm . I Rusland og europæiske lande er den industrielle strømfrekvens 50 hertz , i USA , Japan og en række andre lande - 60 hertz.

Enfaset vekselstrøm bruges af mange husholdningsforbrugere og opnås ved at veksle trefaset strøm ved at kombinere forbrugerne i grupper efter faser. I dette tilfælde er hver gruppe af forbrugere tildelt en af ​​de tre faser, og den anden ledning ("nul"), der bruges til transmission af enfaset strøm, er fælles for alle grupper og er jordet ved sit udgangspunkt .

Spændingsklasser

Ved transmission af stor elektrisk effekt ved lav spænding opstår der store ohmske tab på grund af de store værdier af den strømmende strøm. Formlen δS = I²R beskriver effekttabet som funktion af linjemodstand og strømflow. For at reducere tab reduceres den strømmende strøm: Når strømmen reduceres med en faktor 2, reduceres de ohmske tab med en faktor på 4. Ifølge formlen for samlet elektrisk effekt S \u003d I × U , for at transmittere den samme effekt ved en reduceret strøm, er det nødvendigt at øge spændingen med samme mængde. Det er således hensigtsmæssigt at transmittere store kræfter ved højspænding. Opbygningen af ​​højspændingsnet er dog forbundet med en række tekniske vanskeligheder; derudover er direkte forbrug af højspændingselektricitet ekstremt problematisk for slutforbrugerne.

I denne henseende er netværk opdelt i sektioner med forskellige spændingsklasser (spændingsniveauer). Trefasede netværk, der transmitterer høj effekt, har følgende spændingsklasser [1] :

Spændingsniveau (nogle gange " spændingsområde" eller "tarifspændingsniveau" eller "tarifniveau (område, klasse) spænding" eller " spændingsklasse" ) er et begreb, der også bruges:

Ved "spændingsniveauer" er tariffer differentieret, det vil sige, at de adskiller sig i størrelse. Jo højere "spændingsniveau", jo lavere tarifværdi. Derfor har forbrugerne en tendens til at bekræfte det højeste "spændingsniveau".

Se også

Noter

  1. ↑ Bekendtgørelse fra Federal Tariff Service af 6. august 2004 nr. 20-e / 2 s.44

Links