Електрична мережа - локус - обладнання для ліній електропередачі
- Електрична мережа - сукупність електроустановок призначених для передачі і розподілу електроенергії від електростанції до споживача. ГОСТ 24291-90 дає наступне визначення електричної мережі.
- Електрична мережа - сукупність підстанцій, розподільчих пристроїв і з'єднують їх ліній електропередачі, призначена для передачі і розподілу електричної енергії.
Класифікація електричних мереж
Електричні мережі прийнято класифікувати за призначенням (області застосування), масштабним ознаками, і за родом струму.
Електричні мережі здійснюють передачу, розподіл і перетворення електроенергії 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 струму шляхом об'єднання споживачів в групи по фазах. При цьому кожній групі споживачів виділяється одна з трьох фаз, а другий провід ( «нуль»), який використовується при передачі однофазного струму, є загальним для всіх груп і в своїй початковій точці заземлюється.
При передачі великої електричної потужності при низькій напрузі виникають великі омические втрати через великі значень струму, що протікає. Формула δS = 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, що передають великі потужності, мають такі класи напруги:
- від 750 кВ і вище (1150 кВ 1500 кВ) - ультрависокої,
- 750 кВ, 500 кВ, 330 кВ - надвисокий,
- 220 кВ, 110 кВ - ВН, висока напруга,
- 35 кВ - СН-1, Перша дата напруга,
- 20 кВ, 10 кВ, 6 кВ, 1 кВ - СН-2, середнє другий напруга,
- 0,4 кВ, 220 В, 110 В і нижче - НН, низька напруга.
Як правило, генератори джерела і споживачі працюють з низьким номінальною напругою. Втрати енергії в лініях обернено пропорційні квадрату напруги, тому для зниження втрат електроенергію вигідно передавати на високій напрузі. Для цього на виході від генератора його підвищують, а на вході споживача його знижують за допомогою трансформаторів.
Електрична мережа може мати дуже складну структуру, обумовлену територіальним розташуванням споживачів, джерел, вимогами надійності і іншими міркуваннями. У мережі виділяють лінії електропередачі, які з'єднують підстанції. Лінії можуть бути одинарними і подвійними (Дволанцюгова), мати відгалуження (отпайки). 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 (англ. Commutator (electric)) 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.