мережа електропостачання
Мережа електропостачання (С.Е.) - різновид інженерних мереж - комплекс інженерних споруд, обладнання та апаратури, призначений для передачі електричної енергії від джерел до споживачів.
Основними компонентами мережі електропостачання є лінії електропередач, підстанції й розподільні пристрої. У деяких випадках джерела (електростанції, генератори) і споживачі електроенергії розглядаються як частина мережі електропостачання. Часто С.Е. умовно ділиться на ділянки з різним номінальним електричною напругою.
Класифікація мереж електропостачання
Мережі електропостачання прийнято класифікувати за призначенням (області застосування), масштабним ознаками, і за родом струму.
- Мережі загального призначення: електропостачання побутових, промислових, сільськогосподарських і транспортних споживачів.
- Мережі автономного електропостачання: електропостачання мобільних і автономних об'єктів (транспортні засоби, судна, літаки, космічні апарати, автономні станції, роботи і т.п.)
- Мережі технологічних об'єктів: електропостачання виробничих об'єктів та інших інженерних мереж.
Масштабні ознаки, розміри мережі електропостачання
Магістральні мережі електропостачання: мережі, що зв'язують окремі регіони, країни і їх найбільші джерела і центри споживання. Характерні надвисоким і високим рівнем напруги і великими потоками потужності (гігават).
Регіональні мережі електропостачання: мережі масштабу регіону (області, краю). Мають харчування від магістральних мереж і власних регіональних джерел живлення, обслуговують великих споживачів (місто, район, підприємство, родовище, транспортний термінал). Характерні високим і середнім рівнем напруги і великими потоками потужності (сотні мегават, гігават).
Районні державні мережі, розподільні мережі. Мають харчування від регіональних мереж. Зазвичай не мають власних джерел харчування, обслуговують середніх і дрібних споживачів (внутрішньоквартальні та селищні мережі, підприємства, небольщой родовища, транспортні вузли). Характерні середнім і низьким рівнем напруги і невеликими потоками потужності (мегавати).
Внутрішні мережі електропостачання. Розподіляють електроенергію на невеликому просторі - в рамках району міста, села, кварталу, заводу. Найчастіше мають всього 1 або 2 точки живлення від зовнішньої мережі. При цьому іноді мають власний резервне джерело живлення. Характерні низьким рівнем напруги і невеликими потоками потужності (сотні кіловат, мегавати).
Електропроводка. Мережі самого нижнього рівня - окремої будівлі, цехи, приміщення. Найчастіше розглядаються спільно з внутрішніми мережами. Характерні низьким і побутовим рівнем напруги і маленькими потоками потужності (десятки і сотні кіловат).
Змінний трифазний струм: більшість мереж електропостачання вищих, середніх і низьких класів напруг, магістральні, регіональні і розподільні мережі. Змінний електричний струм передається по трьом проводам таким чином, що фаза змінного струму в кожному з них зміщена щодо інших на 120 °. Кожен провід і змінний струм в ньому називається фаза.
Змінний однофазний струм: більшість мереж побутової електропроводки, кінцевих мереж споживачів. Змінний струм передається по одному проводу до споживача (т.зв. фаза) і назад до джерела по іншому проводу (т.зв. земля).
Постійний струм: більшість контактних мереж, деякі мережі автономного електропостачання, а також ряд спеціальних мереж надвисокої напруги, що мають поки обмежене поширення.
Мережа електропостачання передає, розподіляє і перетворює електроенергію відповідно до можливостей джерел і вимогами споживачів.
Більшість великих джерел електроенергії - електростанції - побудовано з використанням генераторів змінного струму. Крім того, амплітудне напруга змінного струму може бути легко змінена за допомогою трансформаторів, що дозволяє підвищувати і знижувати напругу в широких межах. Основні споживачі електроенергії також орієнтовані на безпосереднє використання змінного струму.
Світовим стандартом генерації. передачі і перетворення електроенергії є використання змінного трифазного струму. ВУкаіни і європейських країнах промислова частота струму дорівнює 50 герц, в США, Японії і низці інших країн - 60 герц.
Змінний однофазний струм використовується багатьма побутовими споживачами і виходить з змінного трифазного шляхом об'єднання споживачів в групи по фазах. При цьому кожній групі споживачів виділяється одна з трьох фаз, а зворотний провід (земля) об'єднується і заземлюється.
При передачі великої електричної потужності при низькій напрузі виникають великі омические втрати через великі значень струму, що протікає. Формула # 948; S = I²R описує втрату потужності в залежності від опору лінії і викликаного струму.
Для зниження втрат зменшують протікає струм: при зниженні струму в 2 рази омические втрати знижуються в 4 рази. Відповідно до формули S = IU для передачі такої ж потужності при зниженому струмі необхідно в стільки ж разів підвищити напругу.
Таким чином, великі потужності доцільно передавати при високій напрузі. Однак будівництво високовольтних мереж пов'язане з низкою технічних труднощів; крім того, безпосередньо споживати електроенергію з високою напругою вкрай проблематично для кінцевих споживачів.
У зв'язку з цим мережі розбивають на ділянки з різним класом напруги (рівнем напруги). Трифазні мережі. передають великі потужності, мають класи напруги 1150 кВ, 750 кВ, 500 кВ, 330 і 220 кВ. Мережі, передають середні потужності, мають класи напруги 220 кВ, 110 кВ, 35 кВ. Мережі, передають малі потужності, мають класи напруги 35 кВ, 10 кВ, 6 кВ. Мережі кінцевих споживачів мають клас напруги 0,4 кВ. Високовольтні мережі постійної напруги мають класи напруги 800 і 400 кВ.
Як правило, генератори джерела і споживачі працюють з низьким номінальною напругою. Для передачі енергії по лініях високої напруги на виході від генератора його підвищують, а на вході споживача його знижують за допомогою трансформаторів.
До підстанцій, як правило, підходить кілька ліній. Усередині підстанції відбувається перетворення напруги і розподіл потоків електроенергії між відповідними лініями. Для з'єднання ліній і обладнання всередині підстанцій використовуються електричні комутатори різних типів.
Для наочного уявлення структури мережі використовується спеціальне накреслення схеми мережі, однолінійна схема, що представляє три дроти трьох фаз у вигляді однієї лінії. На схемі відображаються лінії, секції та системи шин, комутатори, трансформатори, пристрої захисту.
Структура мережі електропостачання може динамічно змінюватися шляхом перемикання комутаторів. Це необхідно для відключення аварійних ділянок мережі, для тимчасового відключення ділянок при ремонті. Структура мережі також може бути змінена для оптимізації електричного режиму мережі.
Основні компоненти мережі
Мережа електропостачання характерна тим, що пов'язує територіально віддалені пункти джерел і споживачів. Це здійснюється за допомогою лінії електропередач - спеціальних інженерних споруд, що складаються з провідників електричного струму (провід - неізольований провідник, або кабель - ізольований провідник), споруд для розміщення і прокладки (опори, естакади, канали), засобів ізоляції (підвісні і опорні ізолятори) і захисту (грозозащітние.Подвесние троси, розрядники, заземлення).
Лінія електропередачі (ЛЕП) - один з компонентів мережі електропостачання, система енергетичного обладнання, призначена для передачі електроенергії.
Розрізняють повітряні і підземні (кабельні) лінії електропередач.
За ЛЕП також передають інформацію за допомогою високочастотних сигналів. ВУкаіни використовується стандарт, що дозволяє передавати інформацію зі швидкістю до 200 бод на провід, т. Е. До 600 бод на лінію. Використовується для диспетчерського управління.