전기 네트워크의 분류

전기 네트워크는 전체 네트워크와 개별 전송 라인(PTL)을 모두 특징짓는 여러 지표에 따라 분류됩니다.

현재의 특성상

AC 및 DC 네트워크는 전류로 구분됩니다.

3상 AC 50Hz는 DC에 비해 몇 가지 장점이 있습니다.

• 넓은 범위에서 한 전압에서 다른 전압으로 변환하는 기능;

• 장거리에 걸쳐 큰 힘을 전달하는 능력이 달성됩니다. 이것은 발전기의 전압을 라인을 따라 전기를 전송하기 위해 더 높은 전압으로 변환하고 수신 지점에서 높은 전압을 다시 낮은 전압으로 변환함으로써 달성됩니다. 이 전력 전송 방법에서는 라인의 전류에 의존하기 때문에 라인의 손실이 감소하고 동일한 전력에 대한 전류가 작을수록 전압이 높아집니다.

• 3상 교류를 사용하는 비동기식 전기 모터의 구성은 간단하고 신뢰할 수 있습니다(콜렉터 없음). 동기식 교류 발전기의 구성도 DC 발전기보다 간단합니다(수집기 없음 등).

AC의 단점은 다음과 같습니다.

• 주로 변압기 및 전기 모터의 자기장을 생성하는 데 필요한 무효 전력을 생성해야 합니다. 연료(TPP에서)와 물(HPP에서)은 무효 에너지를 생성하는 데 소비되지 않지만 변압기의 선과 권선을 통해 흐르는 무효 전류(자화 전류)는 쓸모가 없습니다(선을 사용하여 활성 에너지를 전달한다는 의미). 과부하가 걸리고 유효 전력 손실이 발생하며 전송된 유효 전력이 제한됩니다. 유효 전력에 대한 무효 전력의 비율은 설비의 역률을 나타냅니다(역률이 낮을수록 전기 네트워크 사용이 악화됨).

• 커패시터 뱅크 또는 동기식 보상기는 종종 역률을 높이는 데 사용되며, 이는 AC 설치 비용을 더 비쌉니다.

• 장거리에 걸친 매우 큰 전력의 전송은 전력이 전송되는 전력 시스템의 병렬 작동의 안정성에 의해 제한됩니다.

직류의 장점은 다음과 같습니다.

• 무효 전류 구성 요소가 없음(전체 라인 사용 가능)

• DC 모터의 회전 수의 넓은 범위에서 편리하고 부드러운 조정;

• 전기 견인 및 크레인에 광범위하게 적용되는 직렬 모터의 높은 시동 토크;

• 전기 분해 가능성 등

DC의 주요 단점은 다음과 같습니다.

• 한 전압에서 다른 전압으로의 간단한 직류 변환 불가능;

• 상대적으로 장거리에 걸친 전력 전송을 위한 고전압(HV) 직류 발전기 생성 불가능;

• 직류 HV를 얻는 어려움: 이를 위해 고전압의 교류를 정류한 다음 수신 지점에서 3상 교류로 전환해야 합니다. 주요 응용 프로그램은 3상 교류 네트워크에서 파생됩니다. 많은 수의 단상 전기 수신기를 사용하면 단상 분기가 3상 네트워크에서 만들어집니다. 3상 AC 시스템의 장점은 다음과 같습니다.

• 회전 자기장을 생성하기 위해 3상 시스템을 사용하면 간단한 전기 모터를 구현할 수 있습니다.

• 삼상 시스템에서 전력 손실은 단상 시스템보다 적습니다. 이 진술의 증거는 표 1에 나와 있습니다.

표 1. 3상 시스템(3선식)과 단상(2선식) 시스템의 비교

표(행 5 및 6)에서 볼 수 있듯이 dP1= 2dP3 및 dQ1= 2dQ3, 즉 동일한 전력 S 및 전압 U에서 단상 시스템의 전력 손실은 두 배입니다. 그러나 단상 시스템에는 2개의 전선이 있고 3상 시스템에는 3개가 있습니다.

금속 소비량을 동일하게 하려면 단상 선로에 비해 3상 선로의 도체 단면적을 1.5배 줄여야 합니다. 같은 횟수는 더 큰 저항, 즉 R3= 1.5R1... dP3에 대한 식에서 이 값을 대체하면 dP3 = (1.5S2/ U2) R1이 됩니다. 단상 라인의 유효 전력 손실은 3상 라인보다 2 / 1.5 = 1.33배 더 큽니다.

DC 사용량

DC 네트워크는 산업 기업(전기 분해 작업장, 전기로 등), 도시 전기 운송(트램, 무궤도 전차, 지하철)에 전력을 공급하기 위해 구축되었습니다. 자세한 내용은 여기를 참조하세요. DC가 사용되는 위치 및 방법

철도 운송의 전기화는 직류 및 교류 모두에서 수행됩니다.

이 목적을 위해 교류를 사용하는 것은 발전소 발전기의 안정적인 병렬 작동을 보장하기 어렵기 때문에 직류는 장거리 에너지 전송에도 사용됩니다. 그러나 이 경우 송전선만 직류로 동작하며 공급단에서는 교류를 직류로 변환하고 수신단에서는 직류를 교류로 바꾼다.

직류는 두 개의 전기 시스템이 정류기-변압기 블록을 통해 서로 연결될 때 길이가 0인 일정한 에너지의 전송인 두 전기 시스템의 연결을 구성하기 위해 교류를 사용하는 전송 네트워크에서 사용할 수 있습니다. 동시에 각 전기 시스템의 주파수 편차는 실질적으로 전송 전력에 영향을 미치지 않습니다.

현재 공통 전력선을 통해 교류와 직류를 통해 동시에 전력을 전달하는 펄스 전류 전력 전송에 대한 연구 개발이 진행 중이다. 이 경우 송전선 끝에 있는 변압기 설치를 통해 생성된 접지에 대해 일정한 전압을 AC 송전선의 3상 모두에 부과하기 위한 것입니다.

이러한 송전 방식은 교류 송전에 비해 송전선의 절연성을 좋게 하고 운반 능력을 증가시키며, 직류 송전에 비해 송전선에서 동력을 쉽게 선택할 수 있다.

전압별

전압에 따라 전기 네트워크는 최대 1kV 및 1kV 이상의 전압을 갖는 네트워크로 나뉩니다.

각 전기 네트워크는 다음과 같은 특징이 있습니다. 정격 전압, 장비의 정상적이고 가장 경제적인 작동을 보장합니다.

발전기, 변압기, 네트워크 및 전기 수신기의 공칭 전압을 구별하십시오. 네트워크의 공칭 전압은 에너지 소비자의 공칭 전압과 일치하며 네트워크의 전압 손실 보상 조건에 따라 발전기의 공칭 전압은 네트워크의 공칭 전압보다 5% 더 높습니다.

변압기의 정격 전압은 무부하 상태에서 1차 권선과 2차 권선에 대해 설정됩니다. 변압기의 1 차 권선이 전기의 수신기라는 사실 때문에 승압 변압기의 공칭 전압은 발전기의 공칭 전압과 같고 강압 변압기의 공칭 전압은 회로망.

부하가 걸려 있는 네트워크에 공급하는 변압기의 2차 권선 전압은 네트워크의 공칭 전압보다 5% 높아야 합니다. 부하를 받는 변압기 자체에 전압 손실이 있기 때문에 변압기 2차 권선의 정격 전압(즉, 개방 회로 전압)은 정격 주전원 전압보다 10% 높게 취합니다.

표 2는 주파수가 50Hz인 3상 전기 네트워크의 공칭 상간 전압을 보여줍니다. 전압별 전력망은 조건부로 저전압(220~660V), 중전압(6~35kV), 고전압(110~220kV), 초고전압(330~750kV), 초고전압(1000kV 이상) 네트워크로 나뉜다.

표 2. GOST 29322–92에 따른 표준 전압, kV

운송 및 산업 분야에서는 다음과 같은 정전압이 사용됩니다. 트램 및 무궤도 전차에 전력을 공급하는 오버헤드 네트워크의 경우 - 600V, 지하철 차량의 경우 - 825V, 전기 철로의 경우 - 3300 및 1650V, 노천 광산은 무궤도 전차 및 전기 접촉 네트워크 600, 825, 1650 및 3300V에서 구동되는 기관차, 지하 산업 운송은 275V의 전압을 사용합니다. 아크로 네트워크의 전압은 75V, 전기 분해 플랜트는 220-850V입니다.

디자인 및 위치별

공중 및 케이블 네트워크, 배선 및 전선은 설계가 다릅니다.

위치에 따라 네트워크는 외부와 내부로 나뉩니다.

외부 네트워크는 베어(비절연) 전선 및 케이블(지하, 수중), 내부 - 케이블, 절연 및 베어 전선, 버스로 구현됩니다.

소비의 본질

소비의 성격에 따라 도시, 산업, 농촌, 전기 철도, 석유 및 가스 파이프 라인 및 전기 시스템이 구별됩니다.

약속에 의해

전기 네트워크의 다양성과 복잡성으로 인해 전원 공급 장치 체계에서 수행되는 목적, 역할 및 기능별로 네트워크를 분류할 때 통일된 분류가 부족하고 다른 용어를 사용하게 되었습니다.

NSElectrical 네트워크는 백본 네트워크와 배포 네트워크로 나뉩니다.

척추 발전소에서 에너지를 공급하면서 발전소를 통합하고 단일 제어 개체로서의 기능을 보장하는 전기 네트워크라고합니다. 나뭇가지 전력망이라고 합니다. 전원에서 전기 분배를 제공합니다.

GOST 24291-90에서 전기 네트워크는 백본 및 배포 네트워크로 나뉩니다.또한 도시, 산업 및 농촌 네트워크가 구별됩니다.

배전 네트워크의 목적은 백본 네트워크의 변전소(부분적으로는 발전소의 배전 전압 버스)에서 도시, 산업 및 농촌 네트워크의 중앙 지점으로 전기를 추가로 배포하는 것입니다.

공공 배전망의 첫 번째 단계는 330(220)kV, 두 번째는 110kV이고 전기는 전원 공급망을 통해 개별 소비자에게 분배됩니다.

수행하는 기능에 따라 기간망, 공급망, 유통망으로 구분된다.

메인 네트워크 330kV 이상 통합 에너지 시스템을 형성하는 기능을 수행합니다.

전원 공급 네트워크는 고속도로 네트워크의 변전소와 부분적으로 발전소의 110(220)kV 버스에서 배전 네트워크의 중앙 지점인 지역 변전소로 전기를 전송하기 위한 것입니다. 배달 네트워크 일반적으로 닫힙니다. 이전에는 이러한 네트워크의 전압이 110(220)kV였으며 최근 전기 네트워크의 전압은 일반적으로 330kV입니다.

유통망 지역 변전소의 저전압 버스에서 도시 산업 및 농촌 소비자에게 단거리 전기 전송을 목적으로합니다. 이러한 유통 네트워크는 일반적으로 개방되어 있거나 개방 모드로 운영됩니다. 이전에는 이러한 네트워크가 35kV 이하의 전압에서 수행되었으며 현재는 110(220)kV입니다.

전기 네트워크는 또한 지역 및 지역, 그리고 추가로 공급 및 배전 네트워크로 세분됩니다. 로컬 네트워크에는 35kV 이하 및 지역 네트워크(110kV 이상)가 포함됩니다.

식사 길이에 따라 전기를 분배하지 않고 중앙 지점에서 분배 지점으로 또는 변전소로 직접 전달되는 선로입니다.

나뭇가지 여러 변전소 또는 소비자 전기 설비 입구가 길이를 따라 연결되는 라인이 호출됩니다.

전원 구성표의 목적에 따라 네트워크도 로컬과 지역으로 나뉩니다.

현지인들에게 부하 밀도가 낮고 전압이 최대 35kV인 네트워크를 포함합니다. 이들은 도시, 산업 및 농촌 네트워크입니다. 짧은 길이의 110kV 깊은 부싱도 로컬 네트워크로 분류됩니다.

지역 전기 네트워크 넓은 지역을 덮고 110kV 이상의 전압을 가집니다. 지역 네트워크를 통해 전기는 발전소에서 소비 장소로 전송되며 지역 네트워크에 전력을 공급하는 지역 및 대규모 산업 및 운송 변전소 간에도 분배됩니다.

지역 네트워크에는 시스템 내 및 시스템 간 통신을 위한 주요 전송 라인인 전기 시스템의 주요 네트워크가 포함됩니다.

핵심 네트워크 발전소와 지역 소비자 센터(지역 변전소) 간의 통신을 제공합니다. 복잡한 다중 회로 체계에 따라 수행됩니다.

간선 전력선 내부 시스템 통신은 전기 시스템의 주 그리드와 별도로 위치한 발전소 간의 통신은 물론 중앙 지점과 원격 대규모 사용자의 통신을 제공합니다. 이것은 일반적으로 길이가 긴 가공선 110-330kV 이상입니다.

전력 공급 체계에서의 역할에 따라 전력 공급 네트워크, 배전 네트워크 및 전력 시스템의 주요 네트워크가 다릅니다.

영양 변전소와 RP에 에너지가 공급되는 네트워크라고하며, 분포 - 전기 또는 변압기 변전소가 직접 연결된 네트워크(일반적으로 이들은 최대 10kV의 네트워크이지만 많은 수의 변전소가 연결된 경우 더 높은 전압을 가진 분기 네트워크도 배전 네트워크를 참조하는 경우가 많습니다). 주요 네트워크로 가장 강력한 연결이 이루어지는 가장 높은 전압의 네트워크를 포함합니다. 전기 시스템에서.