Klasifikasi jaringan listrik

Jaringan listrik diklasifikasikan menurut sejumlah indikator yang menjadi ciri jaringan secara keseluruhan dan jalur transmisi individu (PTL).

Berdasarkan sifat arusnya

Jaringan AC dan DC dibedakan berdasarkan arus.

AC 50 Hz tiga fase memiliki beberapa keunggulan dibandingkan DC:

• kemampuan untuk mengubah dari satu tegangan ke tegangan lainnya dalam jangkauan yang luas;

• kemampuan untuk mengirimkan kekuatan besar jarak jauh, yang dicapai. Ini dicapai dengan mengubah tegangan generator menjadi tegangan yang lebih tinggi untuk mentransmisikan listrik di sepanjang saluran dan mengubah tegangan tinggi kembali ke tegangan rendah di titik penerima. Dalam metode transmisi daya ini, kerugian di saluran berkurang karena bergantung pada arus di saluran, dan arus untuk daya yang sama semakin kecil, semakin tinggi tegangannya;

• dengan arus bolak-balik tiga fase, konstruksi motor listrik asinkron sederhana dan andal (tanpa kolektor). Konstruksi alternator sinkron juga lebih sederhana daripada generator DC (tanpa kolektor, dll.);

Kekurangan AC adalah :

• kebutuhan untuk menghasilkan daya reaktif, yang dibutuhkan terutama untuk menciptakan medan magnet transformator dan motor listrik. Bahan bakar (dalam TPP) dan air (dalam HPP) tidak dikonsumsi untuk menghasilkan energi reaktif, tetapi arus reaktif (arus magnetisasi) yang mengalir melalui saluran dan belitan transformator tidak berguna (dalam arti menggunakan saluran untuk mentransmisikan energi aktif) itu membebani mereka, menyebabkan hilangnya daya aktif di dalamnya dan membatasi daya aktif yang ditransmisikan. Rasio daya reaktif terhadap daya aktif mencirikan faktor daya instalasi (semakin rendah faktor daya, semakin buruk jaringan listrik yang digunakan);

• bank kapasitor atau kompensator sinkron sering digunakan untuk meningkatkan faktor daya, yang membuat instalasi AC lebih mahal;

• transmisi daya yang sangat besar dalam jarak jauh dibatasi oleh stabilitas operasi paralel dari sistem daya di mana daya ditransmisikan.

Keuntungan dari arus searah meliputi:

• tidak adanya komponen arus reaktif (penggunaan saluran sepenuhnya dimungkinkan);

• penyesuaian yang nyaman dan mulus dalam berbagai jumlah putaran motor DC;

• torsi awal yang tinggi pada motor seri, yang telah banyak digunakan pada traksi listrik dan derek;

• kemungkinan elektrolisis, dll.

Kelemahan utama DC adalah:

• ketidakmungkinan konversi dengan cara sederhana arus searah dari satu tegangan ke tegangan lainnya;

• ketidakmungkinan membuat generator arus searah tegangan tinggi (HV) untuk transmisi daya dalam jarak yang relatif jauh;

• sulitnya memperoleh HV arus searah: untuk tujuan ini arus bolak-balik tegangan tinggi perlu diperbaiki dan kemudian pada titik penerimaan mengubahnya menjadi arus bolak-balik tiga fasa. Aplikasi utama berasal dari jaringan arus bolak-balik tiga fase. Dengan sejumlah besar penerima listrik satu fase, cabang satu fase dibuat dari jaringan tiga fase. Keuntungan dari sistem AC tiga fase adalah:

• penggunaan sistem tiga fase untuk membuat medan magnet berputar memungkinkan penerapan motor listrik sederhana;

• dalam sistem tiga fasa, rugi daya lebih kecil dari pada sistem satu fasa. Bukti pernyataan ini diberikan pada Tabel 1.

Tabel 1. Perbandingan sistem tiga fasa (tiga kawat) dengan satu fasa (dua kawat)

Seperti dapat dilihat dari tabel (baris 5 dan 6), dP1= 2dP3 dan dQ1= 2dQ3, yaitu kerugian daya dalam sistem fase tunggal pada daya S dan tegangan U yang sama dua kali lebih besar. Namun, dalam sistem satu fase ada dua kabel, dan dalam sistem tiga fase - tiga.

Agar konsumsi logam sama, perlu untuk mengurangi penampang konduktor saluran tiga fasa dibandingkan dengan saluran fasa tunggal sebesar 1,5 kali. Jumlah kali yang sama akan menjadi resistensi yang lebih besar, mis. R3= 1.5R1... Mengganti nilai ini dalam ekspresi untuk dP3, kita mendapatkan dP3 = (1.5S2/ U2) R1, yaitu kerugian daya aktif dalam saluran fase tunggal adalah 2 / 1,5 = 1,33 kali lebih banyak daripada dalam saluran tiga fase.

penggunaan DC

Jaringan DC dibangun untuk memberi daya pada perusahaan industri (bengkel elektrolisis, tungku listrik, dll.), Transportasi listrik perkotaan (trem, bus listrik, kereta bawah tanah). Untuk lebih jelasnya lihat di sini: Di mana dan bagaimana DC digunakan

Elektrifikasi angkutan kereta api dilakukan pada arus searah dan bolak-balik.

Arus searah juga digunakan untuk mentransmisikan energi jarak jauh, karena penggunaan arus bolak-balik untuk tujuan ini dikaitkan dengan sulitnya memastikan operasi paralel yang stabil dari generator pembangkit listrik. Namun, dalam hal ini, hanya saluran transmisi yang beroperasi pada arus searah, pada ujung suplai yang arus bolak-balik diubah menjadi arus searah, dan pada ujung penerima arus searah dibalik menjadi arus bolak-balik.

Arus searah dapat digunakan dalam jaringan transmisi dengan arus bolak-balik untuk mengatur koneksi dua sistem kelistrikan dalam bentuk arus searah - transmisi energi konstan dengan panjang nol, ketika dua sistem kelistrikan dihubungkan satu sama lain melalui blok transformator penyearah. Pada saat yang sama, penyimpangan frekuensi di masing-masing sistem kelistrikan secara praktis tidak mempengaruhi daya yang ditransmisikan.

Penelitian dan pengembangan saat ini sedang dilakukan pada transmisi daya arus pulsa, di mana daya ditransmisikan secara bersamaan dengan arus bolak-balik dan arus searah melalui saluran listrik bersama. Dalam hal ini, dimaksudkan untuk memaksakan pada ketiga fase saluran transmisi AC beberapa tegangan konstan terhadap bumi, yang dibuat melalui pemasangan transformator di ujung saluran transmisi.

Metode transmisi daya ini memungkinkan penggunaan isolasi saluran listrik yang lebih baik dan meningkatkan daya dukungnya dibandingkan dengan transmisi arus bolak-balik, dan juga memfasilitasi pemilihan daya dari saluran listrik dibandingkan dengan transmisi arus searah.

Oleh tegangan

Berdasarkan tegangan, jaringan listrik dibagi menjadi jaringan dengan tegangan hingga 1 kV dan lebih dari 1 kV.

Setiap jaringan listrik dicirikan oleh tegangan pengenal, yang memastikan pengoperasian peralatan yang normal dan paling ekonomis.

Bedakan tegangan nominal generator, trafo, jaringan dan penerima listrik. Tegangan nominal jaringan bertepatan dengan tegangan nominal konsumen energi, dan tegangan nominal generator, sesuai dengan kondisi kompensasi untuk kehilangan tegangan di jaringan, diambil 5% lebih tinggi dari tegangan nominal jaringan.

Tegangan pengenal transformator diatur untuk belitan primer dan sekundernya tanpa beban. Karena belitan primer trafo adalah penerima listrik, untuk trafo step-up tegangan nominalnya diambil sama dengan tegangan nominal generator, dan untuk trafo step-down - tegangan nominal generator. jaringan.

Tegangan belitan sekunder trafo yang memasok jaringan di bawah beban harus 5% lebih tinggi dari tegangan nominal jaringan. Karena ada kehilangan tegangan pada trafo itu sendiri di bawah beban, tegangan pengenal (yaitu tegangan sirkuit terbuka) dari belitan sekunder transformator diambil 10% lebih tinggi dari tegangan listrik pengenal.

Tabel 2 menunjukkan tegangan nominal fase ke fase jaringan listrik tiga fase dengan frekuensi 50 Hz. Jaringan listrik berdasarkan tegangan secara kondisional dibagi menjadi jaringan tegangan rendah (220–660 V), sedang (6–35 kV), tinggi (110–220 kV), ultra tinggi (330–750 kV) dan ultra tinggi (1000 kV dan lebih tinggi ).

Tabel 2. Tegangan standar, kV, menurut GOST 29322–92

Dalam transportasi dan industri, voltase konstan berikut digunakan: untuk jaringan overhead yang menggerakkan trem dan bus troli — 600 V, gerbong kereta bawah tanah — 825 V, untuk jalur kereta listrik — 3300 dan 1650 V, tambang terbuka dilayani oleh bus troli dan listrik lokomotif bertenaga dari jaringan kontak 600, 825, 1650 dan 3300 V, transportasi industri bawah tanah menggunakan tegangan 275 V. Jaringan tungku busur memiliki tegangan 75 V, pabrik elektrolisis 220-850 V.

Dengan desain dan lokasi

Jaringan udara dan kabel, kabel dan kabel berbeda dalam desain.

Berdasarkan lokasi, jaringan dibagi menjadi eksternal dan internal.

Jaringan eksternal diimplementasikan dengan kabel dan kabel telanjang (tidak berinsulasi) (bawah tanah, bawah air), internal - dengan kabel, kabel berinsulasi dan telanjang, bus.

Berdasarkan sifat konsumsi

Menurut sifat konsumsi, jalur kereta api perkotaan, industri, pedesaan, berlistrik, pipa minyak dan gas, serta sistem kelistrikan dibedakan.

Dengan janji

Keragaman dan kompleksitas jaringan listrik menyebabkan kurangnya klasifikasi terpadu dan penggunaan istilah yang berbeda ketika mengklasifikasikan jaringan berdasarkan tujuan, peran dan fungsi yang dilakukan dalam skema catu daya.

NSEjaringan listrik dibagi menjadi tulang punggung dan jaringan distribusi.

Tulang belakang disebut jaringan listrik yang menyatukan pembangkit listrik dan memastikan fungsinya sebagai objek kontrol tunggal, sambil memasok energi dari pembangkit listrik. Cabang disebut jaringan listrik. menyediakan distribusi listrik dari sumber listrik.

Dalam GOST 24291-90, jaringan listrik juga dibagi menjadi tulang punggung dan jaringan distribusi.Selain itu, jaringan perkotaan, industri, dan pedesaan dibedakan.

Tujuan jaringan distribusi adalah distribusi lebih lanjut listrik dari gardu induk jaringan backbone (sebagian juga dari bus tegangan distribusi pembangkit listrik) ke titik pusat jaringan perkotaan, industri dan pedesaan.

Tahap pertama jaringan distribusi publik adalah 330 (220) kV, yang kedua - 110 kV, kemudian listrik didistribusikan melalui jaringan catu daya ke konsumen individu.

Menurut fungsi yang mereka lakukan, tulang punggung, pasokan dan jaringan distribusi dibedakan.

Jaringan utama 330 kV ke atas melakukan fungsi membentuk sistem energi terpadu.

Jaringan catu daya dimaksudkan untuk transmisi listrik dari gardu induk jaringan jalan raya dan sebagian bus 110 (220) kV pembangkit listrik ke titik pusat jaringan distribusi - gardu induk regional. Jaringan pengiriman biasanya tertutup. Sebelumnya tegangan jaringan ini adalah 110 (220) kV, baru-baru ini tegangan jaringan listrik biasanya 330 kV.

Jaringan distribusi dimaksudkan untuk transmisi listrik jarak pendek dari bus tegangan rendah gardu kabupaten ke industri perkotaan dan konsumen pedesaan. Jaringan distribusi seperti itu biasanya terbuka atau beroperasi dalam mode terbuka. Sebelumnya, jaringan seperti itu dilakukan pada tegangan 35 kV ke bawah, dan sekarang - 110 (220) kV.

Jaringan listrik juga dibagi menjadi jaringan lokal dan regional dan, sebagai tambahan, jaringan pasokan dan distribusi. Jaringan lokal mencakup 35 kV dan lebih rendah, dan jaringan regional — 110 kV dan lebih tinggi.

Makan adalah saluran yang melintas dari titik pusat ke titik distribusi atau langsung ke gardu induk tanpa menyalurkan tenaga listrik sepanjang saluran tersebut.

Cabang sebuah garis disebut, di mana beberapa gardu transformator atau pintu masuk ke instalasi listrik konsumen dihubungkan sepanjang panjangnya.

Menurut tujuan dalam skema daya, jaringan juga dibagi menjadi lokal dan regional.

Untuk penduduk setempat termasuk jaringan dengan kerapatan beban rendah dan tegangan hingga dan termasuk 35 kV. Ini adalah jaringan perkotaan, industri dan pedesaan. Bushing dalam 110 kV dengan panjang pendek juga diklasifikasikan sebagai jaringan lokal.

jaringan listrik kabupaten mencakup area yang luas dan memiliki tegangan 110 kV ke atas. Melalui jaringan regional, listrik ditransmisikan dari pembangkit listrik ke tempat-tempat konsumsi, dan juga didistribusikan antara gardu industri dan transportasi regional dan besar yang memasok jaringan lokal.

Jaringan regional meliputi jaringan utama sistem kelistrikan, jalur transmisi utama untuk komunikasi intra dan antar sistem.

Jaringan inti menyediakan komunikasi antara pembangkit listrik dan dengan pusat konsumen regional (gardu induk regional). Mereka dilakukan sesuai dengan skema multi-sirkuit yang kompleks.

Saluran listrik batang komunikasi intra-sistem menyediakan komunikasi antara pembangkit listrik yang terletak terpisah dengan jaringan utama sistem kelistrikan, serta komunikasi pengguna besar yang jauh dengan titik pusat. Ini biasanya saluran udara 110-330 kV dan lebih besar dengan panjang yang panjang.

Menurut perannya dalam skema catu daya, jaringan catu daya, jaringan distribusi, dan jaringan utama sistem tenaga berbeda.

Menutrisi disebut jaringan yang melaluinya energi disuplai ke gardu induk dan RP, distribusi — jaringan yang terhubung langsung dengan gardu listrik atau trafo (biasanya ini adalah jaringan hingga 10 kV, tetapi seringkali jaringan bercabang dengan voltase lebih tinggi juga merujuk ke jaringan distribusi jika sejumlah besar gardu penerima terhubung dengannya). Ke jaringan utama termasuk jaringan dengan tegangan tertinggi, di mana koneksi paling kuat dibuat dalam sistem kelistrikan.