电网分类

电力网络根据许多指标进行分类,这些指标既表征了整个网络,也表征了各个传输线 (PTL)。

根据电流的性质

交流和直流网络以电流来区分。

三相 AC 50 Hz 与 DC 相比有几个优点:

  • 在很宽的范围内从一种电压转换为另一种电压的能力;

  • 实现了远距离传输大功率的能力。这是通过将发电机的电压转换为更高的电压以沿线路传输电力并在接收点将高压转换回低压来实现的。在这种输电方式中,线路损耗减少,因为它们取决于线路中的电流,同样的功率,电流越小,电压越高;

  • 采用三相交流电,异步电动机结构简单可靠(无集电极)。同步交流发电机的构造也比直流发电机简单(无集电极等);

变电站

AC的缺点是:

  • 需要产生无功功率,这主要是为了产生变压器和电动机的磁场。燃料(在TPP中)和水(在HPP中)不会被消耗以产生无功能量,但流过变压器线路和绕组的无功电流(磁化电流)是无用的(在使用线路传输有功能量的意义上)它会使它们过载,导致它们中的有功功率损失并限制传输的有功功率。无功功率与有功功率之比表征装置的功率因数(功率因数越低,使用的电网越差);

  • 电容器组或同步补偿器通常用于提高功率因数,这使得交流安装更加昂贵;

  • 远距离传输非常大的电力受到传输电力的电力系统并联运行的稳定性的限制。

直流电的优点包括:

  • 没有无功电流分量(可以充分利用线路);

  • 直流电机转数范围大,调节方便、平稳;

  • 串联电动机的高启动转矩,已在电力牵引和起重机中得到广泛应用;

  • 电解的可能性等。

DC的主要缺点是:

  • 不可能通过简单的直流电从一种电压转换为另一种电压;

  • 不可能制造用于相对较长距离的电力传输的高压 (HV) 直流发电机;

  • 获得直流 HV 的困难:为此,有必要对高压交流电进行整流,然后在接收点将其转换为三相交流电。主要应用来源于三相交流电网。单相电接收器数量多,单相支路由三相网络组成。三相交流系统的优点是:

  • 使用三相系统产生旋转磁场可以实现简单的电动机;

  • 在三相系统中,功率损耗小于单相系统。表 1 给出了该命题的证明。

表 1. 三相系统(三线)与单相(两线)的比较

三相系统与单相系统的比较

从表中可以看出(第 5 行和第 6 行),dP1= 2dP3 和 dQ1= 2dQ3,即在相同的功率 S 和电压 U 下,单相系统的功率损耗是其两倍。但是,在单相系统中有两根电线,而在三相系统中有三根。

为了使金属消耗量相同,需要将三相线路的导体横截面与单相线路相比减少 1.5 倍。同样的次数阻力会更大,即R3= 1.5R1... 将此值代入 dP3 的表达式中,我们得到 dP3 = (1.5S2/ U2) R1,即单相线路的有功功率损耗是三相线路的 2 / 1.5 = 1.33 倍。

直流使用

建设直流网络为工业企业(电解车间、电炉等)、城市电力交通(有轨电车、无轨电车、地铁)供电。有关更多详细信息,请参见此处: 在哪里以及如何使用 DC

铁路运输电气化采用直流电和交流电两种方式。

直流电也用于长距离传输能量,因为为此目的使用交流电与确保发电厂发电机稳定并联运行的困难有关。然而,在这种情况下,只有传输线以直流电运行,在其供应端将交流电转换为直流电,并且在接收端将直流电反转为交流电。

当两个电气系统通过整流器-变压器组相互连接时,直流电可用于交流电的传输网络中,以直流电的形式组织两个电气系统的连接——零长度的恒定能量传输。同时,每个电气系统中的频率偏差实际上不会影响传输功率。

目前正在进行脉冲电流电力传输的研究和开发,其中通过公共电力线通过交流电和直流电同时传输电力。在这种情况下,它旨在对交流输电线路的所有三相施加一些相对于地的恒定电压,该电压通过输电线路末端的变压器装置产生。

与交流输电相比,这种输电方式可以更好地利用电力线绝缘并提高其承载能力,并且与直流输电相比,也便于从电力线中选择电力。

电网电力

按电压

按电压,电网分为电压高达1kV和1kV以上的网络。

每个电网的特点是 额定电压,保证了设备的正常和最经济的运行。

区分发电机、变压器、网络和受电器的标称电压。电网标称电压与用电者标称电压一致,发电机标称电压根据补偿电网电压损失的条件,取高于电网标称电压5%。

变压器的额定电压是在空载时为其初级和次级绕组设定的。由于变压器的初级绕组是电力的接收器,升压变压器的标称电压等于发电机的标称电压,降压变压器的标称电压等于发电机的标称电压。网络。

向负载网络供电的变压器次级绕组的电压必须比网络的标称电压高 5%。由于变压器本身在负载下存在电压损失,因此变压器次级绕组的额定电压(即开路电压)取比市电额定电压高10%。

表 2 显示了频率为 50 Hz 的三相电网的标称相间电压。电网按电压有条件地分为低压(220-660 V)、中压(6-35 kV)、高压(110-220 kV)、特高压(330-750 kV)和特高压(1000 kV及更高)电压网络。

表 2. 标准电压,kV,根据 GOST 29322–92


标准电压

在运输和工业中,使用以下恒定电压:为电车和无轨电车供电的架空网络 - 600 V,地铁 - 825 V,对于电气化铁路线 - 3300 和 1650 V,无轨电车和电力为露天矿提供服务机车由 600、825、1650 和 3300 V 的接触网络供电,地下工业运输使用 275 V 的电压。电弧炉网络的电压为 75 V,电解厂的电压为 220-850 V。

电源线维修

按设计和位置

空中和有线网络、布线和电线在设计上有所不同。

按位置,网络分为外部网络和内部网络。

外部网络使用裸(非绝缘)电线和电缆(地下、水下)实现,内部网络使用电缆、绝缘和裸线、总线。

按消费性质

根据消费性质,区分城市、工业、农村、电气化铁路线、油气管道和电力系统。

预约

电气网络的多样性和复杂性导致缺乏统一的分类,并且在根据供电方案中的目的、作用和功能对网络进行分类时使用不同的术语。

NS电力网络分为骨干网和配电网。

脊柱 被称为电力网络,它将发电厂联合起来并确保它们作为一个单一的控制对象发挥作用,同时从发电厂提供能源。 分支 称为电网。从电源提供电力分配。

在 GOST 24291-90 中,电气网络也分为主干网络和配电网络。此外,还区分了城市、工业和农村网络。


变电站的电力变压器

配电网络的目的是将电力从骨干网络的变电站(部分也来自发电厂的配电电压母线)进一步分配到城市、工业和农村网络的中心点。

公共配电网的第一阶段为 330 (220) kV,第二阶段为 110 kV,然后通过供电网络将电力分配给个人消费者。

根据它们执行的功能,主干网络、供应网络和分销网络是有区别的。

主网330kV及以上 发挥形成统一能源体系的作用。

供电网络旨在将电力从高速公路网络的变电站和部分发电厂的 110 (220) kV 总线传输到配电网络的中心点——区域变电站。 配送网络 通常关闭。以前,这些网络的电压为 110 (220) kV,最近电网的电压通常为 330 kV。

分销网络 用于从区域变电站的低压母线到城市工业和农村消费者的短距离输电。这种分销网络通常是开放的或以开放模式运行。以前,此类网络的电压为 35 kV 或更低,现在为 110 (220) kV。

电力网络也被细分为地方和区域,此外还有供应和配电网络。本地网络包括 35 kV 及更低电压,以及区域网络 - 110 kV 及更高电压。

是一条从中心点到配电点或直接到变电站的线路,沿线没有配电。

分支 称为一条线路,沿其长度连接多个变电站或消费电子装置的入口。

根据电力方案中的用途,网络也分为本地和区域。

给当地人 包括负载密度低且电压高达 35 kV(含)的网络。这些是城市、工业和农村网络。短长度 110 kV 深套管也被归类为本地网络。

区域电网 覆盖面积大,电压为 110 kV 及以上。通过区域网络,电力从发电厂传输到消费场所,并在为本地网络供电的区域和大型工业和运输变电站之间分配。

区域网络包括电力系统的主要网络、系统内和系统间通信的主要传输线。

核心网络 提供发电厂与区域消费者中心(区域变电站)之间的通信。它们是根据复杂的多电路方案进行的。

主干电源线 系统内通信提供位于不同位置的发电厂与电力系统主电网之间的通信,以及远程大用户与中心点的通信。这通常是 110-330 kV 或更大的架空线,长度较长。

根据在供电方案中的作用,供电网络、配电网和电力系统主网不同。

滋补 被称为网络,通过它向变电站和 RP 提供能量, 分配 — 直接连接到变电站或变电站的网络(通常是最高 10 kV 的网络,但如果连接有大量受电变电站,则通常具有更高电压的分支网络也指配电网络)。 到主要网络 包括具有最高电压的网络,在这些网络上建立最强大的连接 在电气系统中.

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