電気ネットワークの分類

電力ネットワークは、ネットワーク全体と個々の送電線 (PTL) の両方を特徴付ける多数の指標に従って分類されます。

電流の性質上、

AC ネットワークと DC ネットワークは電流によって区別されます。

三相 AC 50 Hz には、DC に比べていくつかの利点があります。

• 広い範囲で、ある電圧から別の電圧に変換する能力。

• 長距離にわたって大電力を伝送する能力が実現されます。これは、線路に沿って電力を伝送するために発電機の電圧をより高い電圧に変換し、受電点でその高電圧を低い電圧に戻すことによって実現されます。この電力伝送方法では、線路の損失は線路の電流に依存するため減少し、同じ電力に対する電流は電圧が高くなるほど小さくなります。

• 三相交流を使用する非同期電動機の構造はシンプルで信頼性があります (コレクタなし)。同期オルタネータの構造も DC 発電機よりも簡単です (コレクタなどはありません)。

AC の欠点は次のとおりです。

• 無効電力を生成する必要性。これは主に変圧器や電動機の磁界を生成するために必要です。燃料 (TPP の場合) と水 (HPP の場合) は無効エネルギーを生成するために消費されませんが、変圧器の線路と巻線を流れる無効電流 (励磁電流) は役に立ちません (有効エネルギーを伝送するために線路を使用するという意味で)それはそれらに過負荷を与え、それらの有効電力の損失を引き起こし、伝送される有効電力を制限します。有効電力に対する無効電力の比率は、設備の力率を特徴づけます（力率が低いほど、電気ネットワークの使用状況が悪くなります）。

• 力率を高めるためにコンデンサバンクまたは同期補償器がよく使用されますが、これにより AC 設備がより高価になります。

• 長距離にわたる非常に大きな電力の伝送は、電力が伝送される電力システムの並列運転の安定性によって制限されます。

直流電流には次のような利点があります。

• 無効電流成分がない（ラインのフル活用が可能）。

• DCモーターの幅広い回転数での便利でスムーズな調整。

• シリアルモーターの高い始動トルク。電気牽引やクレーンに広く応用されています。

• 電気分解などの可能性があります。

DC の主な欠点は次のとおりです。

• 単純な直流電流によるある電圧から別の電圧への変換は不可能。

• 比較的長距離にわたる送電用の高電圧（HV）直流発電機を作成することが不可能であること。

• 直流HVを得るのが難しい。この目的のためには、高電圧の交流を整流し、受電点でそれを三相交流に変える必要がある。主な用途は三相交流ネットワークに由来します。多数の単相受電器を使用すると、三相ネットワークから単相分岐が作成されます。三相 AC システムの利点は次のとおりです。

• 三相システムを使用して回転磁界を生成すると、単純な電気モーターの実装が可能になります。

• 三相システムでは、電力損失は単相システムよりも少なくなります。このステートメントの証明を表 1 に示します。

表 1. 三相システム (3 線式) と単相 (2 線式) の比較

表 (行 5 および 6) からわかるように、dP1= 2dP3 および dQ1= 2dQ3、つまり同じ電力 S と電圧 U の単相システムの電力損失は 2 倍になります。ただし、単相システムではワイヤが 2 本あり、三相システムではワイヤが 3 本あります。

金属の消費量を同じにするためには、三相線路の導体断面積を単相線路に比べて 1.5 倍減らす必要があります。同じ回数でも抵抗は大きくなります。 R3= 1.5R1... dP3 の式にこの値を代入すると、dP3 = (1.5S2/ U2) R1 が得られます。つまり、単相線路の有効電力損失は、三相線路の有効電力損失よりも 2 / 1.5 = 1.33 倍になります。

DCの使用量

DC ネットワークは、産業企業 (電気分解ワークショップ、電気炉など)、都市電気輸送 (路面電車、トロリーバス、地下鉄) に電力を供給するために構築されています。詳細については、ここを参照してください。 DC がどこでどのように使用されるか

鉄道輸送の電化は直流と交流の両方で行われます。

直流は、エネルギーを長距離に伝送するためにも使用されます。これは、この目的で交流を使用すると、発電所の発電機の安定した並列運転を確保することが困難になるためです。ただし、この場合、送電線のみが直流で動作し、その供給端で交流が直流に変換され、受信端で直流が交流に反転されます。

直流は、交流を伴う送電ネットワークで使用して、直流の形で 2 つの電気システムの接続を組織することができます。つまり、2 つの電気システムが整流器 - 変圧器ブロックを介して相互に接続されている場合、長さゼロの一定のエネルギーを伝送することができます。同時に、各電気システムの周波数偏差は、実際には送信電力に影響を与えません。

現在、共通の電力線で交流と直流を同時に送電するパルス電流送電の研究開発が進められています。この場合、AC 送電線の 3 相すべてに、送電線の終端に設置された変圧器によって生成される、アースに対する一定の電圧を印加することが意図されています。

この送電方式では、交流送電に比べて送電線の絶縁を有効に利用でき、送電容量が増加します。また、直流送電に比べて送電線からの電力の選択が容易になります。

電圧による

電気ネットワークは、電圧によって、電圧が 1 kV までのネットワークと 1 kV を超えるネットワークに分けられます。

各電気ネットワークの特徴は次のとおりです。 定格電圧これにより、機器の正常かつ最も経済的な動作が保証されます。

発電機、変圧器、ネットワーク、および受電器の公称電圧を区別します。ネットワークの公称電圧はエネルギー消費者の公称電圧と一致し、発電機の公称電圧は、ネットワーク内の電圧損失の補償条件に従って、ネットワークの公称電圧より 5% 高く設定されます。

変圧器の定格電圧は、無負荷時の 1 次巻線と 2 次巻線に対して設定されます。変圧器の一次巻線が電力の受信機であるという事実により、昇圧変圧器の場合はその公称電圧が発電機の公称電圧と等しく、降圧変圧器の場合は発電機の公称電圧と等しくなります。通信網。

負荷がかかっているネットワークに電力を供給する変圧器の二次巻線の電圧は、ネットワークの公称電圧より 5% 高くなければなりません。負荷がかかると変圧器自体に電圧損失が生じるため、変圧器の二次巻線の定格電圧 (つまり、開回路電圧) は定格主電源電圧より 10% 高くなります。

表 2 は、周波数 50 Hz の三相電気ネットワークの公称相間電圧を示しています。電力ネットワークは電圧別に条件付きで低電圧 (220 ～ 660 V)、中電圧 (6 ～ 35 kV)、高電圧 (110 ～ 220 kV)、超高圧 (330 ～ 750 kV)、および超高圧 (1000 kV 以上) 電圧ネットワークに分類されます。

表 2. GOST 29322–92 に基づく標準電圧、kV

輸送および産業では、次の定電圧が使用されます。路面電車とトロリーバスに電力を供給する架空ネットワークの場合 - 600 V、地下鉄車両 - 825 V、電化鉄道路線の場合 - 3300 および 1650 V、露天掘り鉱山ではトロリーバスと電気が供給されます。機関車は連絡網 600、825、1650、3300 V から電力供給され、地下産業輸送は 275 V の電圧を使用します。アーク炉ネットワークの電圧は 75 V、電解プラントの電圧は 220 ～ 850 V です。

デザインと場所による

空中ネットワークとケーブルネットワーク、配線とワイヤーの設計は異なります。

ネットワークは場所によって外部と内部に分けられます。

外部ネットワークは裸（非絶縁）ワイヤとケーブル（地下、水中）で実装され、内部ネットワークはケーブル、絶縁ワイヤと裸ワイヤ、バスで実装されます。

消費の性質上

消費の性質に応じて、都市、工業、農村、電化鉄道、石油およびガスのパイプライン、および電気システムが区別されます。

予約制

電気ネットワークの多様性と複雑さにより、統一された分類が欠如し、電力供給方式で実行される目的、役割、機能によってネットワークを分類する際に異なる用語が使用されています。

N電気ネットワークは基幹ネットワークと配電ネットワークに分かれています。

背骨 発電所からエネルギーを供給しながら、発電所を束ねて一つの制御対象として機能させるための電気ネットワークをいいます。 ブランチ パワーグリッドと呼ばれます。電源からの配電を提供します。

GOST 24291-90 では、電気ネットワークも基幹ネットワークと配電ネットワークに分割されています。さらに、都市、産業、農村のネットワークも区別されます。

配電ネットワークの目的は、バックボーン ネットワークの変電所 (一部は発電所の配電電圧バスからも) から都市、産業、地方のネットワークの中心点まで電力をさらに配電することです。

公共配電網の第 1 段階は 330 (220) kV、第 2 段階は 110 kV で、その後電力は電力供給網を通じて各消費者に配電されます。

実行する機能に応じて、基幹ネットワーク、供給ネットワーク、流通ネットワークが区別されます。

幹線ネットワーク 330 kV 以上 統合されたエネルギーシステムを形成する機能を実行します。

電力供給ネットワークは、高速道路網の変電所と一部の発電所の 110 (220) kV バスから配電網の中心点である地域の変電所まで電力を伝送することを目的としています。 配送ネットワーク 通常は閉まっています。以前は、これらのネットワークの電圧は110（220）kVでしたが、最近の電気ネットワークの電圧は、原則として330 kVです。

流通ネットワーク は、地区変電所の低電圧バスから都市部の産業および地方の消費者まで短距離で電力を送電することを目的としています。このような配信ネットワークは通常、オープンであるか、オープン モードで動作します。以前は、このようなネットワークは35 kV以下の電圧で実行されていましたが、現在は110（220）kVです。

電力ネットワークは、地域ネットワークと地域ネットワーク、さらに供給ネットワークと配電ネットワークにも細分化されます。ローカル ネットワークには 35 kV 以下、地域ネットワークには 110 kV 以上が含まれます。

食べる 中心点から配電点まで、または全長に沿って電力を配電せずに変電所に直接通過する線路です。

ブランチ いくつかの変電所または民生用電気設備への入り口がその長さに沿って接続されている線路と呼ばれます。

電力計画の目的に応じて、ネットワークもローカルと地域に分けられます。

地元の方々へ 負荷密度が低く、電圧が最大 35 kV のネットワークが含まれます。これらは都市、産業、農村のネットワークです。長さが短い 110 kV ディープ ブッシングもローカル ネットワークとして分類されます。

地域の電力ネットワーク 広いエリアをカバーし、電圧は 110 kV 以上です。地域ネットワークを通じて、電力は発電所から消費地に送られ、また、地域ネットワークと地域ネットワークに電力を供給する大規模な産業用および輸送用変電所の間でも配電されます。

地域ネットワークには、電力システムの主要ネットワーク、システム内およびシステム間の通信のための主要伝送線が含まれます。

コアネットワーク 発電所間および地域の消費者センター (地域の変電所) との通信を提供します。それらは、複雑な複数回路スキームに従って実行されます。

幹線電力線 システム内通信は、離れたところにある発電所と電力システムの主送電網との間の通信を提供するだけでなく、遠隔の大規模ユーザーと中央ポイントとの通信も提供します。これは通常、110 ～ 330 kV 以上の長い架空送電線です。

電力供給計画における役割に応じて、電力供給ネットワーク、配電ネットワーク、電力システムの主要ネットワークが異なります。

栄養補給 エネルギーが変電所と RP に供給されるネットワークと呼ばれます。 分布 — 変電所または変電所が直接接続されているネットワーク（通常、これらは最大 10 kV のネットワークですが、多くの場合、より高い電圧の分岐ネットワークも、多数の受電変電所が接続されている場合には配電ネットワークを指します）。 主要ネットワークへ 最も強力な接続が行われる最高電圧のネットワークが含まれます。 電気系統で.