電網分類
電力網絡根據許多指標進行分類,這些指標既表徵了整個網絡,也表徵了各個傳輸線 (PTL)。
根據電流的性質
交流和直流網絡以電流來區分。
三相 AC 50 Hz 與 DC 相比有幾個優點:
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在很寬的範圍內從一種電壓轉換為另一種電壓的能力;
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實現了遠距離傳輸大功率的能力。這是通過將發電機的電壓轉換為更高的電壓以沿線路傳輸電力並在接收點將高壓轉換回低壓來實現的。在這種輸電方式中,線路損耗減少,因為它們取決於線路中的電流,同樣的功率,電流越小,電壓越高;
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採用三相交流電,異步電動機結構簡單可靠(無集電極)。同步交流發電機的構造也比直流發電機簡單(無集電極等);
AC的缺點是:
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需要產生無功功率,這主要是為了產生變壓器和電動機的磁場。燃料(在TPP中)和水(在HPP中)不被消耗以產生無功能量,但流過變壓器線路和繞組的無功電流(磁化電流)是無用的(在使用線路傳輸有功能量的意義上)它會使它們過載,導致它們中的有功功率損失並限制傳輸的有功功率。無功功率與有功功率之比表徵裝置的功率因數(功率因數越低,使用的電網越差);
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電容器組或同步補償器通常用於提高功率因數,這使得交流安裝更加昂貴;
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遠距離傳輸非常大的電力受到傳輸電力的電力系統並聯運行的穩定性的限制。
直流電的優點包括:
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沒有無功電流分量(可以充分利用線路);
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直流電機轉數範圍大,調節方便、平穩;
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串聯電動機的高啟動轉矩,已在電力牽引和起重機中得到廣泛應用;
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電解的可能性等。
DC的主要缺點是:
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不可能通過簡單的直流電從一種電壓轉換為另一種電壓;
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不可能製造用於相對較長距離的電力傳輸的高壓 (HV) 直流發電機;
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獲得直流 HV 的困難:為此,有必要對高壓交流電進行整流,然後在接收點將其轉換為三相交流電。主要應用來源於三相交流電網。單相電接收器數量多,單相支路由三相網絡組成。三相交流系統的優點是:
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使用三相繫統產生旋轉磁場可以實現簡單的電動機;
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在三相繫統中,功率損耗小於單相繫統。表 1 給出了該命題的證明。
表 1. 三相繫統(三線)與單相(兩線)的比較
從表中可以看出(第 5 行和第 6 行),dP1= 2dP3 和 dQ1= 2dQ3,即在相同的功率 S 和電壓 U 下,單相繫統的功率損耗是其兩倍。但是,在單相繫統中有兩根電線,而在三相繫統中有三根。
為了使金屬消耗量相同,需要將三相線路的導體橫截面與單相線路相比減少 1.5 倍。同樣的次數阻力會更大,即R3= 1.5R1... 將此值代入 dP3 的表達式中,我們得到 dP3 = (1.5S2/ U2) R1,即單相線路的有功功率損耗是三相線路的 2 / 1.5 = 1.33 倍。
直流使用
建設直流網絡為工業企業(電解車間、電爐等)、城市電力交通(有軌電車、無軌電車、地鐵)供電。有關更多詳細信息,請參見此處: 在哪里以及如何使用 DC
鐵路運輸電氣化採用直流電和交流電兩種方式。
直流電也用於長距離傳輸能量,因為為此目的使用交流電與確保發電廠發電機穩定並聯運行的困難有關。然而,在這種情況下,只有傳輸線以直流電運行,在其供應端將交流電轉換為直流電,並且在接收端將直流電反轉為交流電。
當兩個電氣系統通過整流變壓器組相互連接時,直流電可用於交流電的傳輸網絡中,以直流電的形式組織兩個電氣系統的連接——零長度的恆定能量傳輸。同時,每個電氣系統中的頻率偏差實際上不會影響傳輸功率。
目前正在進行脈衝電流電力傳輸的研究和開發,其中通過公共電力線通過交流電和直流電同時傳輸電力。在這種情況下,它旨在對交流輸電線路的所有三相施加一些相對於地的恆定電壓,該電壓通過輸電線路末端的變壓器裝置產生。
與交流輸電相比,這種輸電方式可以更好地利用電力線絕緣並提高其承載能力,並且與直流輸電相比,也便於從電力線中選擇電力。
按電壓
按電壓,電網分為電壓高達1kV和1kV以上的網絡。
每個電網的特點是 額定電壓,保證了設備的正常和最經濟的運行。
區分發電機、變壓器、網絡和受電器的標稱電壓。電網標稱電壓與用電者標稱電壓一致,發電機標稱電壓根據補償電網電壓損失的條件,取高於電網標稱電壓5%。
變壓器的額定電壓是在空載時為其初級和次級繞組設定的。由於變壓器的初級繞組是電力的接收器,升壓變壓器的標稱電壓等於發電機的標稱電壓,降壓變壓器的標稱電壓等於發電機的標稱電壓。網絡。
向負載網絡供電的變壓器次級繞組的電壓必須比網絡的標稱電壓高 5%。由於變壓器本身在負載下存在電壓損失,因此變壓器次級繞組的額定電壓(即開路電壓)取比市電額定電壓高10%。
表 2 顯示了頻率為 50 Hz 的三相電網的標稱相間電壓。電網按電壓有條件地分為低壓(220-660 V)、中壓(6-35 kV)、高壓(110-220 kV)、特高壓(330-750 kV)和特高壓(1000 kV及更高)電壓網絡。
表 2. 標準電壓,kV,根據 GOST 29322–92
在運輸和工業中,使用以下恆定電壓:為有軌電車和無軌電車供電的架空網絡 - 600 V,地鐵 - 825 V,對於電氣化鐵路線 - 3300 和 1650 V,露天礦由無軌電車和電力提供服務機車由 600、825、1650 和 3300 V 的接觸網絡供電,地下工業運輸使用 275 V 的電壓。電弧爐網絡的電壓為 75 V,電解廠的電壓為 220-850 V。
按設計和位置
空中和有線網絡、佈線和電線在設計上有所不同。
按位置,網絡分為外部網絡和內部網絡。
外部網絡使用裸(非絕緣)電線和電纜(地下、水下)實現,內部網絡使用電纜、絕緣和裸線、總線。
按消費性質
根據消費性質,區分城市、工業、農村、電氣化鐵路線、油氣管道和電力系統。
預約
電氣網絡的多樣性和復雜性導致缺乏統一的分類,並且在根據供電方案中的目的、作用和功能對網絡進行分類時使用不同的術語。
NSElectrical網絡分為骨幹網和配電網。
脊柱 被稱為聯合發電廠並確保其作為單一控制對象運行的電氣網絡,同時從發電廠提供能源。 分支 稱為電網。從電源提供電力分配。
在 GOST 24291-90 中,電氣網絡也分為主幹網絡和配電網絡。此外,還區分了城市、工業和農村網絡。
配電網絡的目的是將電力從骨幹網絡的變電站(部分也來自發電廠的配電電壓母線)進一步分配到城市、工業和農村網絡的中心點。
公共配電網的第一階段為 330 (220) kV,第二階段為 110 kV,然後通過供電網絡將電力分配給個人消費者。
根據它們執行的功能,骨幹網絡、供應網絡和配電網絡是有區別的。
主網330kV及以上 發揮形成統一能源體系的作用。
供電網絡旨在將電力從高速公路網絡的變電站和部分發電廠的 110 (220) kV 總線傳輸到配電網絡的中心點——區域變電站。 配送網絡 通常關閉。以前,這些網絡的電壓為 110 (220) kV,最近電網的電壓通常為 330 kV。
分銷網絡 用於從區域變電站的低壓母線到城市工業和農村消費者的短距離輸電。這種分銷網絡通常是開放的或以開放模式運行。以前,此類網絡的電壓為 35 kV 或更低,現在為 110 (220) kV。
電力網絡也被細分為地方和區域,此外還有供應和配電網絡。本地網絡包括 35 kV 及更低電壓,以及區域網絡 - 110 kV 及更高電壓。
吃 是一條從中心點到配電點或直接到變電站的線路,沿線沒有配電。
分支 稱為一條線,沿其長度連接多個變電站或消費電子裝置的入口。
根據電力方案中的用途,網絡也分為本地和區域。
給當地人 包括負載密度低且電壓高達 35 kV(含)的網絡。這些是城市、工業和農村網絡。短長度 110 kV 深套管也被歸類為本地網絡。
區域電網 覆蓋面積大,電壓為 110 kV 及以上。通過區域網絡,電力從發電廠傳輸到消費場所,並在為本地網絡供電的區域和大型工業和運輸變電站之間分配。
區域網絡包括電力系統的主要網絡、系統內和系統間通信的主要傳輸線。
核心網絡 提供發電廠與區域消費者中心(區域變電站)之間的通信。它們是根據複雜的多電路方案進行的。
主乾電源線 系統內通信提供位於不同位置的發電廠與電力系統主電網之間的通信,以及遠程大用戶與中心點的通信。這通常是 110-330 kV 或更大的架空線,長度較長。
根據在供電方案中的作用,供電網絡、配電網和電力系統主網不同。
滋補 被稱為網絡,通過它向變電站和 RP 提供能量, 分配 — 直接連接到變電站或變電站的網絡(通常是最高 10 kV 的網絡,但如果連接有大量受電變電站,則通常具有更高電壓的分支網絡也指配電網絡)。 到主要網絡 包括具有最高電壓的網絡,在這些網絡上建立最強大的連接 在電氣系統中.