इलेक्ट्रिकल नेटवर्कचे वर्गीकरण

इलेक्ट्रिक नेटवर्क्सचे अनेक निर्देशकांनुसार वर्गीकरण केले जाते जे संपूर्ण नेटवर्क आणि वैयक्तिक ट्रान्समिशन लाइन (PTL) दोन्हीचे वैशिष्ट्य दर्शवतात.

प्रवाहाच्या स्वभावानुसार

एसी आणि डीसी नेटवर्क वर्तमान द्वारे ओळखले जातात.

थ्री-फेज एसी 50 हर्ट्झचे डीसीपेक्षा अनेक फायदे आहेत:

• विस्तृत श्रेणीत एका व्होल्टेजमधून दुसऱ्या व्होल्टेजमध्ये रूपांतरित करण्याची क्षमता;

• लांब अंतरावर मोठ्या शक्ती प्रसारित करण्याची क्षमता, जी प्राप्त होते. हे जनरेटरच्या व्होल्टेजचे रूपांतर रेषेच्या बाजूने वीज प्रसारित करण्यासाठी उच्च व्होल्टेजमध्ये बदलून आणि प्राप्त बिंदूवर उच्च व्होल्टेज परत कमी व्होल्टेजमध्ये रूपांतरित करून प्राप्त केले जाते. पॉवर ट्रान्समिशनच्या या पद्धतीमध्ये, लाईनमधील तोटा कमी केला जातो कारण ते लाईनमधील करंटवर अवलंबून असतात आणि त्याच पॉवरसाठी करंट लहान असतो, व्होल्टेज जास्त असतो;

• थ्री-फेज अल्टरनेटिंग करंटसह, एसिंक्रोनस इलेक्ट्रिक मोटर्सचे बांधकाम सोपे आणि विश्वासार्ह आहे (कलेक्टर नाही). सिंक्रोनस अल्टरनेटरचे बांधकाम देखील डीसी जनरेटरपेक्षा सोपे आहे (कोणताही संग्राहक नाही इ.);

एसीचे तोटे आहेत:

• रिऍक्टिव पॉवर व्युत्पन्न करण्याची गरज, जी प्रामुख्याने ट्रान्सफॉर्मर आणि इलेक्ट्रिक मोटर्सचे चुंबकीय क्षेत्र तयार करण्यासाठी आवश्यक आहे. इंधन (टीपीपीमध्ये) आणि पाणी (एचपीपीमध्ये) प्रतिक्रियाशील ऊर्जा निर्माण करण्यासाठी वापरले जात नाही, परंतु ट्रान्सफॉर्मरच्या रेषा आणि विंडिंगमधून वाहणारा प्रतिक्रियाशील प्रवाह (चुंबकीय प्रवाह) निरुपयोगी आहे (सक्रिय ऊर्जा प्रसारित करण्यासाठी ओळी वापरण्याच्या अर्थाने) ते त्यांना ओव्हरलोड करते, त्यांच्यातील सक्रिय शक्तीचे नुकसान करते आणि प्रसारित सक्रिय शक्ती मर्यादित करते. प्रतिक्रियाशील शक्ती आणि सक्रिय शक्तीचे गुणोत्तर इंस्टॉलेशनच्या पॉवर फॅक्टरचे वैशिष्ट्य दर्शवते (पॉवर फॅक्टर जितके कमी असेल तितके खराब इलेक्ट्रिकल नेटवर्क वापरले जातात);

• कॅपेसिटर बँक्स किंवा सिंक्रोनस कम्पेन्सेटर बहुतेकदा पॉवर फॅक्टर वाढवण्यासाठी वापरतात, ज्यामुळे एसी इंस्टॉलेशन्स अधिक महाग होतात;

• लांब अंतरावर खूप मोठ्या शक्तींचे प्रसारण पॉवर सिस्टमच्या समांतर ऑपरेशनच्या स्थिरतेद्वारे मर्यादित आहे ज्या दरम्यान वीज प्रसारित केली जाते.

थेट प्रवाहाच्या फायद्यांमध्ये हे समाविष्ट आहे:

• प्रतिक्रियाशील वर्तमान घटकाची अनुपस्थिती (रेषांचा पूर्ण वापर शक्य आहे);

• डीसी मोटर्सच्या क्रांतीच्या संख्येच्या विस्तृत श्रेणीमध्ये सोयीस्कर आणि गुळगुळीत समायोजन;

• सिरीयल मोटर्समध्ये उच्च प्रारंभिक टॉर्क, ज्याला इलेक्ट्रिक ट्रॅक्शन आणि क्रेनमध्ये विस्तृत अनुप्रयोग आढळला आहे;

• इलेक्ट्रोलिसिसची शक्यता इ.

डीसीचे मुख्य तोटे आहेत:

• एका व्होल्टेजमधून दुसर्‍या व्होल्टेजमध्ये थेट करंटच्या साध्या माध्यमांद्वारे रूपांतरणाची अशक्यता;

• तुलनेने लांब अंतरावर वीज प्रसारणासाठी उच्च-व्होल्टेज (एचव्ही) थेट वर्तमान जनरेटर तयार करण्याची अशक्यता;

• डायरेक्ट करंट एचव्ही मिळविण्याची अडचण: या उद्देशासाठी उच्च व्होल्टेजचा पर्यायी प्रवाह दुरुस्त करणे आवश्यक आहे आणि नंतर रिसेप्शनच्या टप्प्यावर ते तीन-टप्प्यामध्ये पर्यायी प्रवाहात बदलणे आवश्यक आहे. मुख्य अनुप्रयोग थ्री-फेज अल्टरनेटिंग करंट नेटवर्क्समधून घेतलेला आहे. मोठ्या संख्येने सिंगल-फेज इलेक्ट्रिकल रिसीव्हर्ससह, सिंगल-फेज शाखा तीन-फेज नेटवर्कमधून बनविल्या जातात. थ्री-फेज एसी सिस्टमचे फायदे आहेत:

• फिरणारे चुंबकीय क्षेत्र तयार करण्यासाठी तीन-चरण प्रणालीचा वापर केल्याने साध्या इलेक्ट्रिक मोटर्सची अंमलबजावणी करणे शक्य होते;

• थ्री-फेज सिस्टममध्ये, पॉवर लॉस सिंगल-फेज सिस्टमपेक्षा कमी आहे. या विधानाचा पुरावा तक्ता 1 मध्ये दिला आहे.

तक्ता 1. थ्री-फेज सिस्टमची (तीन-वायर) सिंगल-फेज (दोन-वायर) सह तुलना

सारणीवरून (पंक्ती 5 आणि 6), dP1= 2dP3 आणि dQ1= 2dQ3, उदा. एकाच पॉवर S आणि व्होल्टेज U वर सिंगल-फेज सिस्टीममधील पॉवर लॉस दुप्पट आहेत. तथापि, सिंगल-फेज सिस्टममध्ये दोन वायर असतात आणि तीन-फेज सिस्टममध्ये - तीन.

धातूचा वापर समान होण्यासाठी, सिंगल-फेज लाइनच्या तुलनेत थ्री-फेज लाइनच्या कंडक्टरचा क्रॉस-सेक्शन 1.5 पट कमी करणे आवश्यक आहे. सारख्याच वेळा जास्त प्रतिकार असेल, म्हणजे. R3= 1.5R1... हे मूल्य dP3 साठी अभिव्यक्तीमध्ये बदलल्यास, आपल्याला dP3 = (1.5S2/ U2) R1 मिळेल, उदा. सिंगल-फेज लाइनमधील सक्रिय पॉवर लॉस तीन-फेज लाइनपेक्षा 2 / 1.5 = 1.33 पट जास्त आहेत.

डीसी वापर

डीसी नेटवर्क औद्योगिक उपक्रमांना (इलेक्ट्रोलिसिस वर्कशॉप्स, इलेक्ट्रिक फर्नेस इ.), शहरी इलेक्ट्रिक ट्रान्सपोर्ट (ट्रॅम, ट्रॉलीबस, सबवे) शक्ती देण्यासाठी तयार केले जातात. अधिक तपशीलांसाठी येथे पहा: डीसी कुठे आणि कसा वापरला जातो

रेल्वे वाहतुकीचे विद्युतीकरण थेट आणि पर्यायी प्रवाह दोन्हीवर केले जाते.

डायरेक्ट करंटचा वापर लांब अंतरावर ऊर्जा प्रसारित करण्यासाठी देखील केला जातो, कारण या उद्देशासाठी पर्यायी प्रवाहाचा वापर पॉवर प्लांट जनरेटरच्या स्थिर समांतर ऑपरेशनची खात्री करण्याच्या अडचणीशी संबंधित आहे. या प्रकरणात, तथापि, केवळ एक ट्रान्समिशन लाइन थेट प्रवाहावर चालते, ज्याच्या पुरवठ्याच्या शेवटी पर्यायी प्रवाह थेट प्रवाहात रूपांतरित केला जातो आणि प्राप्तीच्या शेवटी थेट प्रवाह पर्यायी प्रवाहात बदलला जातो.

डायरेक्ट करंट ट्रान्समिशन नेटवर्क्समध्ये दोन इलेक्ट्रिकल सिस्टीमचे कनेक्शन डायरेक्ट करंटच्या रूपात व्यवस्थापित करण्यासाठी वापरले जाऊ शकते - जेव्हा दोन इलेक्ट्रिकल सिस्टम रेक्टिफायर-ट्रांसफॉर्मर ब्लॉकद्वारे एकमेकांशी जोडलेले असतात तेव्हा शून्य लांबीसह स्थिर उर्जेचे प्रसारण. त्याच वेळी, प्रत्येक विद्युत प्रणालीतील वारंवारता विचलन व्यावहारिकपणे प्रसारित शक्तीवर परिणाम करत नाही.

स्पंदित करंट पॉवर ट्रान्समिशनवर सध्या संशोधन आणि विकास चालू आहे, जिथे वीज एका सामान्य पॉवर लाईनवर पर्यायी करंट आणि डायरेक्ट करंटद्वारे एकाच वेळी प्रसारित केली जाते. या प्रकरणात, AC ट्रान्समिशन लाइनच्या तिन्ही टप्प्यांवर पृथ्वीच्या संदर्भात काही स्थिर व्होल्टेज लादण्याचा हेतू आहे, जो ट्रान्सफॉर्मर इन्स्टॉलेशनद्वारे ट्रान्समिशन लाइनच्या शेवटी तयार केला जातो.

पॉवर ट्रान्समिशनची ही पद्धत पॉवर लाइन इन्सुलेशनचा अधिक चांगला वापर करण्यास सक्षम करते आणि पर्यायी करंट ट्रान्समिशनच्या तुलनेत तिची वहन क्षमता वाढवते आणि डायरेक्ट करंट ट्रान्समिशनच्या तुलनेत पॉवर लाईन्समधून पॉवर निवडणे देखील सुलभ करते.

व्होल्टेज द्वारे

व्होल्टेजद्वारे, इलेक्ट्रिकल नेटवर्क्स 1 केव्ही पर्यंत आणि 1 केव्हीपेक्षा जास्त व्होल्टेज असलेल्या नेटवर्कमध्ये विभागले जातात.

प्रत्येक विद्युत नेटवर्क द्वारे दर्शविले जाते प्रस्थापित दराचा विद्युतदाब, जे उपकरणांचे सामान्य आणि सर्वात किफायतशीर ऑपरेशन सुनिश्चित करते.

जनरेटर, ट्रान्सफॉर्मर, नेटवर्क आणि इलेक्ट्रिकल रिसीव्हर्सचे नाममात्र व्होल्टेज वेगळे करा. नेटवर्कचे नाममात्र व्होल्टेज ऊर्जा ग्राहकांच्या नाममात्र व्होल्टेजशी जुळते आणि जनरेटरचे नाममात्र व्होल्टेज, नेटवर्कमधील व्होल्टेज नुकसान भरपाईच्या अटींनुसार, नेटवर्कच्या नाममात्र व्होल्टेजपेक्षा 5% जास्त घेतले जाते.

ट्रान्सफॉर्मरचे रेट केलेले व्होल्टेज त्याच्या प्राथमिक आणि दुय्यम विंडिंगसाठी कोणतेही लोड न करता सेट केले जाते. ट्रान्सफॉर्मरचे प्राथमिक वळण हे विजेचा रिसीव्हर आहे या वस्तुस्थितीमुळे, स्टेप-अप ट्रान्सफॉर्मरसाठी त्याचे नाममात्र व्होल्टेज जनरेटरच्या नाममात्र व्होल्टेजच्या बरोबरीने घेतले जाते आणि स्टेप-डाउन ट्रान्सफॉर्मरसाठी - नाममात्र व्होल्टेज नेटवर्क

लोड अंतर्गत नेटवर्क पुरवठा करणार्या ट्रान्सफॉर्मरच्या दुय्यम विंडिंगचे व्होल्टेज नेटवर्कच्या नाममात्र व्होल्टेजपेक्षा 5% जास्त असणे आवश्यक आहे. लोड अंतर्गत ट्रान्सफॉर्मरमध्येच व्होल्टेज कमी होत असल्याने, ट्रान्सफॉर्मरच्या दुय्यम विंडिंगचे रेट केलेले व्होल्टेज (म्हणजे ओपन सर्किट व्होल्टेज) रेट केलेल्या मेन व्होल्टेजपेक्षा 10% जास्त घेतले जाते.

तक्ता 2 50 हर्ट्झच्या वारंवारतेसह तीन-फेज इलेक्ट्रिकल नेटवर्कचे नाममात्र फेज-टू-फेज व्होल्टेज दर्शविते. व्होल्टेजनुसार इलेक्ट्रिक नेटवर्क सशर्तपणे कमी (220-660 V), मध्यम (6-35 kV), उच्च (110-220 kV), अतिउच्च (330-750 kV) आणि अतिउच्च (1000 kV आणि उच्च) व्होल्टेज नेटवर्कमध्ये विभागले जातात.

तक्ता 2. मानक व्होल्टेज, kV, GOST 29322–92 नुसार

वाहतूक आणि उद्योगात, खालील स्थिर व्होल्टेज वापरले जातात: ओव्हरहेड नेटवर्क पॉवरिंग ट्राम आणि ट्रॉलीबससाठी - 600 V, सबवे कार - 825 V, विद्युतीकृत रेल्वे मार्गांसाठी - 3300 आणि 1650 V, ओपन-पिट खाणी ट्रॉलीबस आणि इलेक्ट्रिकद्वारे सर्व्ह केल्या जातात. संपर्क नेटवर्क 600, 825, 1650 आणि 3300 V वरून चालणारी लोकोमोटिव्ह, भूमिगत औद्योगिक वाहतूक 275 V चा व्होल्टेज वापरते. आर्क फर्नेस नेटवर्कमध्ये 75 V, इलेक्ट्रोलिसिस प्लांट्स 220-850 V चा व्होल्टेज असतो.

डिझाइन आणि स्थानानुसार

एरियल आणि केबल नेटवर्क, वायरिंग आणि वायर डिझाइनमध्ये भिन्न आहेत.

स्थानानुसार, नेटवर्क बाह्य आणि अंतर्गत विभागलेले आहेत.

बाह्य नेटवर्क बेअर (नॉन-इन्सुलेटेड) वायर आणि केबल्स (भूमिगत, पाण्याखाली), अंतर्गत - केबल्स, इन्सुलेटेड आणि बेअर वायर्स, बसेससह लागू केले जातात.

उपभोगाच्या स्वभावानुसार

उपभोगाच्या स्वरूपानुसार, शहरी, औद्योगिक, ग्रामीण, विद्युतीकृत रेल्वे मार्ग, तेल आणि गॅस पाइपलाइन आणि इलेक्ट्रिकल सिस्टम वेगळे केले जातात.

नियुक्ती करून

इलेक्ट्रिकल नेटवर्क्सची विविधता आणि जटिलता यामुळे एका एकीकृत वर्गीकरणाचा अभाव आणि वीज पुरवठा योजनेमध्ये केलेल्या उद्देश, भूमिका आणि कार्यांनुसार नेटवर्कचे वर्गीकरण करताना वेगवेगळ्या संज्ञा वापरल्या गेल्या आहेत.

NSEइलेक्ट्रिकल नेटवर्क पाठीचा कणा आणि वितरण नेटवर्कमध्ये विभागलेले आहेत.

पाठीचा कणा याला इलेक्ट्रिकल नेटवर्क म्हणतात जे पॉवर प्लांट्सला एकत्र करते आणि पॉवर प्लांट्समधून ऊर्जा पुरवताना एकल कंट्रोल ऑब्जेक्ट म्हणून त्यांचे कार्य सुनिश्चित करते. शाखा पॉवर ग्रिड म्हणतात. उर्जा स्त्रोताकडून वीज वितरण प्रदान करणे.

GOST 24291-90 मध्ये, इलेक्ट्रिकल नेटवर्क देखील बॅकबोन आणि वितरण नेटवर्कमध्ये विभागले गेले आहेत.याव्यतिरिक्त, शहरी, औद्योगिक आणि ग्रामीण नेटवर्क वेगळे केले जातात.

वितरण नेटवर्कचा उद्देश बॅकबोन नेटवर्कच्या सबस्टेशनपासून (अंशत: पॉवर प्लांट्सच्या वितरण व्होल्टेज बसमधून देखील) शहरी, औद्योगिक आणि ग्रामीण नेटवर्कच्या मध्यवर्ती बिंदूंवर विजेचे पुढील वितरण आहे.

सार्वजनिक वितरण नेटवर्कचा पहिला टप्पा 330 (220) केव्ही आहे, दुसरा - 110 केव्ही आहे, त्यानंतर वीज पुरवठा नेटवर्कद्वारे वैयक्तिक ग्राहकांना वीज वितरित केली जाते.

ते करत असलेल्या कार्यांनुसार, पाठीचा कणा, पुरवठा आणि वितरण नेटवर्क वेगळे केले जातात.

मुख्य नेटवर्क 330 kV आणि त्यावरील युनिफाइड एनर्जी सिस्टीम तयार करण्याचे कार्य करा.

वीज पुरवठा नेटवर्क्सचा उद्देश महामार्ग नेटवर्कच्या सबस्टेशन्समधून आणि अंशतः पॉवर प्लांट्सच्या 110 (220) केव्ही बसेसमधून वितरण नेटवर्कच्या मध्यवर्ती बिंदूंपर्यंत - प्रादेशिक सबस्टेशन्सपर्यंत वीज प्रसारित करण्यासाठी आहे. वितरण नेटवर्क सहसा बंद. पूर्वी, या नेटवर्कचे व्होल्टेज 110 (220) केव्ही होते, अलीकडे विद्युत नेटवर्कचे व्होल्टेज, नियमानुसार, 330 केव्ही आहे.

वितरण नेटवर्क जिल्हा सबस्टेशन्सच्या कमी-व्होल्टेज बसेसपासून शहरी औद्योगिक आणि ग्रामीण ग्राहकांपर्यंत कमी अंतरावर वीज प्रसारित करण्याच्या उद्देशाने आहेत. असे वितरण नेटवर्क सहसा खुले असतात किंवा ओपन मोडमध्ये चालतात. पूर्वी, अशी नेटवर्क 35 केव्ही आणि त्याहून कमी व्होल्टेजवर चालविली जात होती आणि आता - 110 (220) केव्ही.

विद्युत नेटवर्क देखील स्थानिक आणि प्रादेशिक आणि त्याव्यतिरिक्त, पुरवठा आणि वितरण नेटवर्कमध्ये विभागलेले आहेत. स्थानिक नेटवर्कमध्ये 35 kV आणि त्याहून कमी आणि प्रादेशिक नेटवर्क — 110 kV आणि उच्च.

खाणे मध्यवर्ती बिंदूपासून वितरण बिंदूकडे किंवा थेट सबस्टेशनपर्यंत जाणारी एक रेखा आहे जी तिच्या लांबीसह वीज वितरीत न करता.

शाखा एक लाइन म्हणतात, ज्यामध्ये अनेक ट्रान्सफॉर्मर सबस्टेशन किंवा ग्राहक विद्युत प्रतिष्ठापनांचे प्रवेशद्वार त्यांच्या लांबीसह जोडलेले असतात.

पॉवर स्कीममधील उद्देशानुसार, नेटवर्क देखील स्थानिक आणि प्रादेशिक मध्ये विभागले गेले आहेत.

स्थानिकांना कमी लोड घनता आणि 35 kV पर्यंतचे व्होल्टेज असलेले नेटवर्क समाविष्ट करा. हे शहरी, औद्योगिक आणि ग्रामीण नेटवर्क आहेत. लहान-लांबीचे 110 kV खोल बुशिंग देखील स्थानिक नेटवर्क म्हणून वर्गीकृत आहेत.

जिल्हा विद्युत नेटवर्क मोठे क्षेत्र कव्हर करा आणि त्याचे व्होल्टेज 110 kV आणि त्याहून अधिक आहे. प्रादेशिक नेटवर्क्सद्वारे, वीज ऊर्जा प्रकल्पांपासून वापराच्या ठिकाणी प्रसारित केली जाते आणि स्थानिक नेटवर्कला खाद्य देणारे प्रादेशिक आणि मोठ्या औद्योगिक आणि वाहतूक सबस्टेशन्समध्ये देखील वितरीत केले जाते.

प्रादेशिक नेटवर्कमध्ये इलेक्ट्रिकल सिस्टमचे मुख्य नेटवर्क, इंट्रा- आणि इंटर-सिस्टम कम्युनिकेशनसाठी मुख्य ट्रान्समिशन लाइन समाविष्ट आहेत.

कोर नेटवर्क्स पॉवर प्लांट्स आणि प्रादेशिक ग्राहक केंद्रांसोबत (प्रादेशिक सबस्टेशन्स) संवाद प्रदान करा. ते जटिल मल्टी-सर्किट योजनांनुसार चालते.

ट्रंक पॉवर लाईन्स इंट्रा-सिस्टम कम्युनिकेशन विद्युत प्रणालीच्या मुख्य ग्रीडसह स्वतंत्रपणे स्थित पॉवर प्लांट्स दरम्यान संप्रेषण प्रदान करते, तसेच मध्यवर्ती बिंदूंसह दूरस्थ मोठ्या वापरकर्त्यांचे संप्रेषण प्रदान करते. ही साधारणपणे 110-330 kV ची ओव्हरहेड लाईन असते आणि लांब लांबीची मोठी असते.

वीज पुरवठा योजनेतील त्यांच्या भूमिकेनुसार, वीज पुरवठा नेटवर्क, वितरण नेटवर्क आणि पॉवर सिस्टमचे मुख्य नेटवर्क वेगळे आहेत.

पोषक नेटवर्क असे म्हणतात ज्याद्वारे सबस्टेशन आणि आरपीला ऊर्जा पुरवठा केला जातो, वितरण — ज्या नेटवर्कशी इलेक्ट्रिकल किंवा ट्रान्सफॉर्मर सबस्टेशन्स थेट जोडलेले असतात (सामान्यत: हे 10 kV पर्यंतचे नेटवर्क असतात, परंतु बर्‍याचदा जास्त व्होल्टेज असलेले ब्रँच केलेले नेटवर्क मोठ्या संख्येने प्राप्त सबस्टेशन्स त्यांच्याशी जोडलेले असल्यास वितरण नेटवर्कचा देखील संदर्भ देतात). मुख्य नेटवर्कवर सर्वाधिक व्होल्टेज असलेले नेटवर्क समाविष्ट करा, ज्यावर सर्वात शक्तिशाली कनेक्शन केले जातात विद्युत प्रणाली मध्ये.