Sähköverkko

Sähköverkko  - joukko sähköasennuksia, jotka on suunniteltu siirtämään ja jakelemaan sähköä voimalaitokselta kuluttajalle.

Sähköverkkojen luokitus

  1. Tarkoitus, laajuus
  2. Skaalausominaisuudet, verkkokoot
    • Runkoverkot : verkot, jotka yhdistävät yksittäisiä alueita , maita ja niiden suurimmat lähteet ja kulutuskeskukset. Ominaista ultrakorkeat ja korkeat jännitetasot ja suuret tehovirrat (gigawattia).
    • Alueelliset verkostot : alueellisen mittakaavan verkostot ( Venäjällä - federaation subjektien  taso ). Ne saavat virtaa pääverkoista ja omista alueellisista virtalähteistä, palvelevat suuria kuluttajia (kaupunki, alue, yritys, kenttä, liikenneterminaali). Niille on ominaista korkea ja keskijännitetaso sekä suuret tehovirrat (satoja megawattia, gigawattia).
    • Alueelliset verkot, jakeluverkot : virtansa alueellisista verkoista. Yleensä niillä ei ole omia virtalähteitä, ne palvelevat keskikokoisia ja pieniä kuluttajia (neljännesten sisäiset ja selvitysverkot, yritykset, pienet talletukset, liikennekeskukset). Ominaista keski- ja matalajännitetasoilla ja pienellä tehovirralla (megawattia).
    • Sisäiset verkot : ne jakavat sähköä pienessä tilassa - kaupungin, kylän, kaupunginosan tai tehtaan alueella. Usein heillä on vain 1 tai 2 virtapistettä ulkoisesta verkosta. Tässä tapauksessa heillä on joskus oma varavirtalähde. Niille on ominaista matala jännitetaso ja pienet tehovirrat (satoja kilowattia, megawattia).
    • Johdotus : alimman tason verkot - erillinen rakennus, työpaja, huone. Usein harkitaan sisäisten verkkojen yhteydessä. Niille on ominaista matalat ja kotitalouksien jännitetasot ja pienet tehovirrat (kymmeniä ja satoja kilowatteja).
  3. Virran tyyppi
    • Vaihtoehtoinen kolmivaihevirta : useimmat korkeampien, keski- ja pienjänniteluokkien verkot, pää-, alue- ja jakeluverkot. Vaihtovirta välitetään kolmen johdon kautta siten,vaihtovirran vaihe kussakin niistä siirtyy suhteessa muihin 120 °. Jokaista johdinta ja siinä olevaa vaihtovirtaa kutsutaan "vaiheeksi" . Jokaisella "vaiheella" on tietty jännite suhteessa maahan, joka toimii neljäntenä johtimena.
    • Vaihtoehtoinen yksivaihevirta : useimmat kotitalouksien sähköjohtoverkot, kuluttajapääteverkot. Vaihtovirta välitetään kuluttajalle sähkökeskuksesta tai sähköasemasta kahden johdon (ns. "vaihe" ja "nolla") kautta. "nolla"-potentiaali on sama kuin maapotentiaali, mutta "nolla" on rakenteellisesti erilainen kuin maadoitusjohdin .
    • Tasavirta : kaupunkiliikenteen ja monien rautateiden kontaktiverkot , jotkin autonomiset sähkönsyöttöverkot sekä joukko erityisiä ultra- ja ultrakorkeajännitteisiä verkkoja, joiden jakelu on edelleen rajoitettua.

Verkon pääkomponentit

Sukupolvi

Tuotanto on prosessi, jossa sähköä tuotetaan muista energialähteistä, useimmiten voimalaitoksissa . Tyypillisesti tuotanto tapahtuu sähkömekaanisten generaattoreiden avulla, joita käyttävät lämpömoottorit tai veden tai tuulen kineettinen energia . Muita energialähteitä ovat aurinkosähkö ja geotermiset lähteet .

Lähetys

Sähkönsyöttöverkolle on ominaista se, että se yhdistää maantieteellisesti syrjäisiä lähteiden ja kuluttajien paikkoja. Tämä suoritetaan käyttämällä voimajohtoa  - erityisiä teknisiä rakenteita, jotka koostuvat sähkövirran johtimista  (paljas johdin tai kaapeli-eristetty johdin), sijoittelu- ja asennusrakenteista ( tuet , ylikulkureitit, kanavat), eristysvälineistä (ripustus ja tukieristimet) ja suojaus ( ukkossuojakaapelit , suojajohdot , maadoitus ).

Jännitteen muunnos

Pääsääntöisesti lähdegeneraattorit ja kuluttajat toimivat alhaisella jännitteellä . Linjojen energiahäviöt ovat suoraan verrannollisia virran voimakkuuden neliöön, joten häviöiden vähentämiseksi on edullista siirtää sähköä suurilla jännitteillä. Tätä varten sitä lisätään generaattorin lähdössä ja kuluttajan sisääntulossa sitä lasketaan tehomuuntajien avulla .

Verkon rakenne

Sähköverkolla voi olla hyvin monimutkainen rakenne johtuen kuluttajien alueellisesta sijainnista, lähteistä, luotettavuusvaatimuksista ja muista seikoista. Verkossa on allokoitu voimalinjoja , jotka yhdistävät sähköasemia . Linjat voivat olla yksittäisiä ja kaksinkertaisia ​​( kaksoispiiri ), niillä voi olla haaroja (haaralinjat ) . Yleensä useat linjat lähestyvät sähköasemia. Sähköaseman sisällä jännite muunnetaan ja sähkönjako kulkee sopivien linjojen välillä. Sähköasemien johtojen ja laitteiden liittämiseen käytetään erityyppisiä sähkökytkimiä .

Verkkorakenteen visuaaliseen esitykseen käytetään erityistä verkkokaavion ääriviivaa, yksiviivainen kaavio , joka edustaa kolmea kolmen vaiheen johtoa yhden rivin muodossa. Kaavio näyttää linjat, osat ja väyläjärjestelmät, kytkimet, muuntajat, suojalaitteet.

Tehonsyöttöverkon rakennetta voidaan muuttaa dynaamisesti kytkimillä. Tämä on tarpeen verkon hätäosien sammuttamiseksi, osien väliaikaiseksi sammuttamiseksi korjausten aikana. Verkon rakennetta voidaan myös muuttaa verkon sähköisen tilan optimoimiseksi .

Toimintaperiaatteet

Vaihtovirta

Useimmat suuret sähkönlähteet - voimalaitokset  - rakennetaan vaihtovirtageneraattoreilla . Lisäksi AC- jännitteen amplitudia voidaan helposti muuttaa tehomuuntajilla , mikä mahdollistaa jännitteen lisäämisen ja pienentämisen laajalla alueella. Sähkön pääkuluttajat ovat myös keskittyneet vaihtovirran suorakäyttöön. Maailman standardi sähkön tuotannossa, siirtämisessä ja muuntamisessa on kolmivaiheisen vaihtovirran käyttö . Venäjällä ja Euroopan maissa teollisuusvirran taajuus on 50 hertsiä , USA :ssa , Japanissa ja useissa muissa maissa - 60 hertsiä.

Yksivaiheista vaihtovirtaa käyttävät monet kotitalouskuluttajat, ja se saadaan kolmivaiheisesta vaihtovirrasta yhdistämällä kuluttajat vaiheryhmiin. Tässä tapauksessa kullekin kuluttajaryhmälle on varattu yksi kolmesta vaiheesta, ja toinen johdin ("nolla"), jota käytetään yksivaiheisen virran siirrossa, on yhteinen kaikille ryhmille ja on maadoitettu alkupisteessään .

Jänniteluokat

Kun siirretään suurta sähkötehoa matalalla jännitteellä, tapahtuu suuria ohmisia häviöitä virtaavan virran suurista arvoista johtuen. Kaava δS = I²R kuvaa tehohäviötä linjavastuksen ja virrankulutuksen funktiona. Häviöiden vähentämiseksi virtausvirtaa pienennetään: kun virtaa pienennetään kertoimella 2, ohmiset häviöt vähenevät kertoimella 4. Kokonaissähköteho S \u003d I × U kaavan mukaan saman tehon siirtämiseksi pienemmällä virralla on tarpeen lisätä jännitettä samalla määrällä. Näin ollen on tarkoituksenmukaista siirtää suuria tehoja korkealla jännitteellä. Suurjänniteverkkojen rakentamiseen liittyy kuitenkin useita teknisiä vaikeuksia ; lisäksi korkeajännitesähkön suora kulutus on erittäin ongelmallista loppukuluttajille.

Tältä osin verkot on jaettu osiin, joilla on eri jänniteluokat (jännitetasot). Kolmivaiheisissa verkoissa, jotka lähettävät suurta tehoa, on seuraavat jänniteluokat [1] :

Jännitetaso (joskus " jännitealue" tai "tariffijännitetaso" tai "tariffitaso (alue, luokka) jännite" tai " jänniteluokka" ) on käsite, jota käytetään myös:

"Jännitetasojen" mukaan tariffit erotetaan toisistaan, toisin sanoen ne eroavat kooltaan. Mitä korkeampi "jännitetaso", sitä pienempi on tariffiarvo. Siksi kuluttajat yleensä vahvistavat korkeimman "jännitetason".

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ Liittovaltion tariffipalvelun määräys, päivätty 6. elokuuta 2004 nro 20-e / 2 p.44

Linkit