विद्युत नेटवर्क का वर्गीकरण

इलेक्ट्रिक नेटवर्क को कई संकेतकों के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है जो नेटवर्क को संपूर्ण और व्यक्तिगत ट्रांसमिशन लाइन (पीटीएल) दोनों के रूप में चिह्नित करते हैं।

वर्तमान की प्रकृति से

एसी और डीसी नेटवर्क वर्तमान द्वारा प्रतिष्ठित हैं।

डीसी पर तीन चरण एसी 50 हर्ट्ज के कई फायदे हैं:

• एक विस्तृत श्रृंखला में एक वोल्टेज से दूसरे में बदलने की क्षमता;

• बड़ी शक्तियों को लंबी दूरी तक पहुँचाने की क्षमता, जो हासिल की जाती है। यह जनरेटर के वोल्टेज को लाइन के साथ बिजली संचारित करने के लिए एक उच्च वोल्टेज में परिवर्तित करके और उच्च वोल्टेज को वापस प्राप्त बिंदु पर कम वोल्टेज में परिवर्तित करके प्राप्त किया जाता है। पावर ट्रांसमिशन की इस विधि में, लाइन में होने वाले नुकसान कम हो जाते हैं क्योंकि वे लाइन में करंट पर निर्भर करते हैं, और उसी पावर के लिए करंट छोटा होता है, वोल्टेज जितना अधिक होता है;

• तीन-चरण प्रत्यावर्ती धारा के साथ, अतुल्यकालिक इलेक्ट्रिक मोटर्स का निर्माण सरल और विश्वसनीय है (कोई कलेक्टर नहीं)। एक डीसी जनरेटर (कोई कलेक्टर, आदि) की तुलना में एक सिंक्रोनस अल्टरनेटर का निर्माण भी सरल है;

एसी के नुकसान हैं:

• प्रतिक्रियाशील शक्ति उत्पन्न करने की आवश्यकता, जो मुख्य रूप से ट्रांसफार्मर और इलेक्ट्रिक मोटर्स के चुंबकीय क्षेत्र बनाने के लिए आवश्यक है। प्रतिक्रियाशील ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए ईंधन (टीपीपी में) और पानी (एचपीपी में) का सेवन नहीं किया जाता है, लेकिन ट्रांसफॉर्मर की लाइनों और वाइंडिंग्स के माध्यम से बहने वाली प्रतिक्रियाशील धारा (चुंबकीय धारा) बेकार है (सक्रिय ऊर्जा संचारित करने के लिए लाइनों का उपयोग करने के अर्थ में) यह उन्हें अधिभारित करता है, उनमें सक्रिय शक्ति के नुकसान का कारण बनता है और संचरित सक्रिय शक्ति को सीमित करता है। सक्रिय शक्ति के लिए प्रतिक्रियाशील शक्ति का अनुपात स्थापना के शक्ति कारक की विशेषता है (शक्ति कारक जितना कम होगा, विद्युत नेटवर्क का उपयोग उतना ही खराब होगा);

• कैपेसिटर बैंक या सिंक्रोनस कम्पेसाटर का उपयोग अक्सर पावर फैक्टर को बढ़ाने के लिए किया जाता है, जिससे एसी इंस्टॉलेशन अधिक महंगा हो जाता है;

• लंबी दूरी पर बहुत बड़ी शक्तियों का संचरण विद्युत प्रणालियों के समानांतर संचालन की स्थिरता से सीमित होता है जिसके बीच शक्ति संचारित होती है।

प्रत्यक्ष धारा के लाभों में शामिल हैं:

• प्रतिक्रियाशील वर्तमान घटक की अनुपस्थिति (लाइनों का पूर्ण उपयोग संभव है);

• डीसी मोटर्स के क्रांतियों की एक विस्तृत श्रृंखला में सुविधाजनक और सुचारू समायोजन;

• सीरियल मोटर्स में उच्च शुरुआती टोक़, जिसे विद्युत कर्षण और क्रेन में व्यापक आवेदन मिला है;

• इलेक्ट्रोलिसिस आदि की संभावना।

डीसी के मुख्य नुकसान हैं:

• एक वोल्टेज से दूसरे वोल्टेज में प्रत्यक्ष प्रवाह के सरल माध्यम से रूपांतरण की असंभवता;

• अपेक्षाकृत लंबी दूरी पर बिजली संचरण के लिए उच्च-वोल्टेज (एचवी) डायरेक्ट करंट जनरेटर बनाने की असंभवता;

• प्रत्यक्ष वर्तमान एचवी प्राप्त करने में कठिनाई: इस उद्देश्य के लिए उच्च वोल्टेज के प्रत्यावर्ती धारा को सुधारना आवश्यक है और फिर रिसेप्शन के बिंदु पर इसे तीन-चरण प्रत्यावर्ती धारा में बदल दें। मुख्य अनुप्रयोग तीन-चरण वैकल्पिक वर्तमान नेटवर्क से प्राप्त होता है। बड़ी संख्या में एकल-चरण विद्युत रिसीवर के साथ, एकल-चरण शाखाएं तीन-चरण नेटवर्क से बनाई जाती हैं। तीन-चरण एसी प्रणाली के लाभ हैं:

• घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र बनाने के लिए तीन-चरण प्रणाली का उपयोग सरल विद्युत मोटरों को लागू करना संभव बनाता है;

• तीन-चरण प्रणाली में, एकल-चरण प्रणाली की तुलना में बिजली की हानि कम होती है। इस कथन का प्रमाण तालिका 1 में दिया गया है।

तालिका 1. एकल-चरण (दो-तार) के साथ तीन-चरण प्रणाली (तीन-तार) की तुलना

जैसा कि तालिका (5 और 6 पंक्तियों) से देखा जा सकता है, dP1= 2dP3 और dQ1= 2dQ3, यानी समान शक्ति S और वोल्टेज U पर एकल-चरण प्रणाली में बिजली की हानि दोगुनी होती है। हालाँकि, एकल-चरण प्रणाली में दो तार होते हैं, और तीन-चरण प्रणाली में - तीन।

धातु की खपत समान होने के लिए, एकल-चरण लाइन की तुलना में तीन-चरण लाइन के कंडक्टरों के क्रॉस-सेक्शन को 1.5 गुना कम करना आवश्यक है। उतनी ही बार अधिक प्रतिरोध होगा, अर्थात। R3= 1.5R1... dP3 के व्यंजक में इस मान को प्रतिस्थापित करने पर, हमें dP3 = (1.5S2/ U2) R1, अर्थात मिलता है। एकल-चरण लाइन में सक्रिय बिजली की हानि तीन-चरण की तुलना में 2 / 1.5 = 1.33 गुना अधिक है।

डीसी उपयोग

डीसी नेटवर्क औद्योगिक उद्यमों (इलेक्ट्रोलिसिस वर्कशॉप, इलेक्ट्रिक भट्टियां, आदि), शहरी इलेक्ट्रिक ट्रांसपोर्ट (ट्राम, ट्रॉलीबस, सबवे) को बिजली देने के लिए बनाए गए हैं। अधिक जानकारी के लिए यहां देखें: डीसी का उपयोग कहाँ और कैसे किया जाता है

रेलवे परिवहन का विद्युतीकरण प्रत्यक्ष और प्रत्यावर्ती धारा दोनों पर किया जाता है।

प्रत्यक्ष धारा का उपयोग लंबी दूरी पर ऊर्जा संचारित करने के लिए भी किया जाता है, क्योंकि इस उद्देश्य के लिए प्रत्यावर्ती धारा का उपयोग बिजली संयंत्र जनरेटर के स्थिर समानांतर संचालन को सुनिश्चित करने की कठिनाई से जुड़ा है। इस मामले में, हालांकि, केवल एक ट्रांसमिशन लाइन डायरेक्ट करंट पर काम करती है, जिसके सप्लाई सिरे पर अल्टरनेटिंग करंट को डायरेक्ट करंट में बदल दिया जाता है, और रिसीविंग एंड पर डायरेक्ट करंट को अल्टरनेटिंग करंट में बदल दिया जाता है।

डायरेक्ट करंट का उपयोग ट्रांसमिशन नेटवर्क में वैकल्पिक करंट के साथ दो विद्युत प्रणालियों के कनेक्शन को डायरेक्ट करंट के रूप में व्यवस्थित करने के लिए किया जा सकता है - शून्य लंबाई के साथ निरंतर ऊर्जा का संचरण, जब दो इलेक्ट्रिकल सिस्टम एक रेक्टिफायर-ट्रांसफार्मर ब्लॉक के माध्यम से एक दूसरे से जुड़े होते हैं। साथ ही, प्रत्येक विद्युत प्रणालियों में आवृत्ति विचलन व्यावहारिक रूप से प्रेषित शक्ति को प्रभावित नहीं करते हैं।

अनुसंधान और विकास वर्तमान में स्पंदित वर्तमान विद्युत संचरण पर चल रहा है, जहां एक सामान्य विद्युत लाइन पर वर्तमान और प्रत्यक्ष धारा को बारी-बारी से एक साथ प्रसारित किया जाता है। इस मामले में, एसी ट्रांसमिशन लाइन के सभी तीन चरणों पर पृथ्वी के संबंध में कुछ स्थिर वोल्टेज लगाने का इरादा है, जो ट्रांसमिशन लाइन के सिरों पर ट्रांसफॉर्मर इंस्टॉलेशन के माध्यम से बनाया गया है।

पॉवर ट्रांसमिशन की यह विधि पावर लाइन इंसुलेशन के बेहतर उपयोग को सक्षम बनाती है और वैकल्पिक करंट ट्रांसमिशन की तुलना में इसकी वहन क्षमता को बढ़ाती है, और डायरेक्ट करंट ट्रांसमिशन की तुलना में पावर लाइनों से पावर के चयन की सुविधा भी देती है।

वोल्टेज से

वोल्टेज द्वारा, विद्युत नेटवर्क को 1 kV तक और 1 kV से अधिक के वोल्टेज वाले नेटवर्क में विभाजित किया जाता है।

प्रत्येक विद्युत नेटवर्क की विशेषता है रेटेड वोल्टेज, जो उपकरण के सामान्य और सबसे किफायती संचालन को सुनिश्चित करता है।

जनरेटर, ट्रांसफार्मर, नेटवर्क और विद्युत रिसीवर के नाममात्र वोल्टेज में अंतर करें। नेटवर्क का नाममात्र वोल्टेज ऊर्जा उपभोक्ताओं के नाममात्र वोल्टेज के साथ मेल खाता है, और जनरेटर का नाममात्र वोल्टेज, नेटवर्क में वोल्टेज के नुकसान के मुआवजे की शर्तों के अनुसार, नेटवर्क के नाममात्र वोल्टेज से 5% अधिक लिया जाता है।

एक ट्रांसफॉर्मर का रेटेड वोल्टेज इसकी प्राथमिक और द्वितीयक वाइंडिंग के लिए बिना लोड के सेट किया गया है। इस तथ्य के कारण कि ट्रांसफार्मर की प्राथमिक वाइंडिंग बिजली का एक रिसीवर है, स्टेप-अप ट्रांसफार्मर के लिए इसका नाममात्र वोल्टेज जनरेटर के नाममात्र वोल्टेज के बराबर लिया जाता है, और स्टेप-डाउन ट्रांसफार्मर के लिए - नाममात्र वोल्टेज नेटवर्क।

लोड के तहत नेटवर्क की आपूर्ति करने वाले ट्रांसफार्मर की द्वितीयक वाइंडिंग का वोल्टेज नेटवर्क के नाममात्र वोल्टेज से 5% अधिक होना चाहिए। चूँकि लोड के तहत ट्रांसफॉर्मर में ही वोल्टेज लॉस होता है, इसलिए ट्रांसफॉर्मर की सेकेंडरी वाइंडिंग का रेटेड वोल्टेज (यानी ओपन सर्किट वोल्टेज) रेटेड मेन वोल्टेज से 10% अधिक लिया जाता है।

तालिका 2 50 हर्ट्ज की आवृत्ति के साथ तीन-चरण विद्युत नेटवर्क के नाममात्र चरण-दर-चरण वोल्टेज दिखाता है। वोल्टेज द्वारा विद्युत नेटवर्क सशर्त रूप से कम (220–660 V), मध्यम (6–35 kV), उच्च (110–220 kV), अल्ट्राहाई (330–750 kV) और अल्ट्राहाई (1000 kV और उच्चतर) वोल्टेज नेटवर्क में विभाजित हैं।

तालिका 2. GOST 29322–92 के अनुसार मानक वोल्टेज, केवी

परिवहन और उद्योग में, निम्नलिखित निरंतर वोल्टेज का उपयोग किया जाता है: एक ओवरहेड नेटवर्क पॉवरिंग ट्राम और ट्रॉलीबस के लिए - 600 V, सबवे कार - 825 V, विद्युतीकृत रेलवे लाइनों के लिए - 3300 और 1650 V, ओपन-पिट खदानों को ट्रॉलीबस और इलेक्ट्रिक द्वारा परोसा जाता है। संपर्क नेटवर्क 600, 825, 1650 और 3300 वी से संचालित लोकोमोटिव, भूमिगत औद्योगिक परिवहन 275 वी के वोल्टेज का उपयोग करता है। आर्क फर्नेस नेटवर्क में 75 वी का वोल्टेज होता है, इलेक्ट्रोलिसिस प्लांट 220-850 वी।

डिजाइन और स्थान के अनुसार

हवाई और केबल नेटवर्क, वायरिंग और तार डिजाइन में भिन्न होते हैं।

स्थान के आधार पर, नेटवर्क बाहरी और आंतरिक में विभाजित होते हैं।

बाहरी नेटवर्क नंगे (गैर-अछूता) तारों और केबलों (भूमिगत, पानी के नीचे), आंतरिक - केबलों, अछूता और नंगे तारों, बसों के साथ कार्यान्वित किए जाते हैं।

खपत की प्रकृति से

खपत की प्रकृति के अनुसार, शहरी, औद्योगिक, ग्रामीण, विद्युतीकृत रेलवे लाइनें, तेल और गैस पाइपलाइन और विद्युत प्रणालियां प्रतिष्ठित हैं।

नियोजन द्वारा

विद्युत नेटवर्क की विविधता और जटिलता ने एकीकृत वर्गीकरण की कमी और बिजली आपूर्ति योजना में किए गए उद्देश्य, भूमिका और कार्यों द्वारा नेटवर्क को वर्गीकृत करते समय विभिन्न शब्दों का उपयोग किया है।

NSElectrical नेटवर्क को बैकबोन और वितरण नेटवर्क में विभाजित किया गया है।

रीढ़ की हड्डी एक विद्युत नेटवर्क कहा जाता है जो बिजली संयंत्रों से ऊर्जा की आपूर्ति करते समय बिजली संयंत्रों को एकजुट करता है और एक नियंत्रण वस्तु के रूप में उनके कामकाज को सुनिश्चित करता है। शाखा पावर ग्रिड कहा जाता है। एक शक्ति स्रोत से बिजली वितरण प्रदान करना।

GOST 24291-90 में, विद्युत नेटवर्क को भी बैकबोन और वितरण नेटवर्क में विभाजित किया गया है।इसके अलावा, शहरी, औद्योगिक और ग्रामीण नेटवर्क प्रतिष्ठित हैं।

वितरण नेटवर्क का उद्देश्य शहरी, औद्योगिक और ग्रामीण नेटवर्क के केंद्रीय बिंदुओं तक बैकबोन नेटवर्क के सबस्टेशन (आंशिक रूप से बिजली संयंत्रों के वितरण वोल्टेज बसों से भी) से बिजली का वितरण है।

सार्वजनिक वितरण नेटवर्क का पहला चरण 330 (220) केवी है, दूसरा - 110 केवी, फिर बिजली आपूर्ति नेटवर्क के माध्यम से व्यक्तिगत उपभोक्ताओं को बिजली वितरित की जाती है।

उनके द्वारा किए जाने वाले कार्यों के अनुसार, रीढ़, आपूर्ति और वितरण नेटवर्क प्रतिष्ठित हैं।

मुख्य नेटवर्क 330 केवी और ऊपर एकीकृत ऊर्जा प्रणालियों के निर्माण का कार्य करें।

बिजली आपूर्ति नेटवर्क का उद्देश्य राजमार्ग नेटवर्क के सबस्टेशनों से बिजली के प्रसारण और आंशिक रूप से बिजली संयंत्रों की 110 (220) केवी बसों को वितरण नेटवर्क के केंद्रीय बिंदुओं - क्षेत्रीय सबस्टेशनों तक पहुंचाना है। वितरण नेटवर्क आमतौर पर बंद। पहले, इन नेटवर्कों का वोल्टेज 110 (220) kV था, हाल ही में विद्युत नेटवर्क का वोल्टेज, एक नियम के रूप में, 330 kV है।

वितरण नेटवर्क शहरी औद्योगिक और ग्रामीण उपभोक्ताओं के लिए जिला सबस्टेशनों की कम वोल्टेज वाली बसों से कम दूरी पर बिजली के प्रसारण के लिए अभिप्रेत है। ऐसे वितरण नेटवर्क आमतौर पर खुले होते हैं या खुले मोड में काम करते हैं। पहले, ऐसे नेटवर्क 35 kV और उससे कम के वोल्टेज पर किए जाते थे, और अब - 110 (220) kV।

बिजली नेटवर्क को स्थानीय और क्षेत्रीय और इसके अलावा, आपूर्ति और वितरण नेटवर्क में भी विभाजित किया गया है। स्थानीय नेटवर्क में 35 केवी और उससे कम, और क्षेत्रीय नेटवर्क - 110 केवी और उच्चतर शामिल हैं।

खाना एक केंद्रीय बिंदु से एक वितरण बिंदु या सीधे सबस्टेशन से गुजरने वाली एक रेखा है, जिसकी लंबाई के साथ बिजली का वितरण नहीं होता है।

शाखा एक लाइन कहा जाता है, जिसमें कई ट्रांसफार्मर सबस्टेशन या उपभोक्ता विद्युत प्रतिष्ठानों के प्रवेश द्वार उनकी लंबाई के साथ जुड़े होते हैं।

बिजली योजना में उद्देश्य के अनुसार, नेटवर्क को स्थानीय और क्षेत्रीय में भी विभाजित किया गया है।

स्थानीय लोगों को कम भार घनत्व और 35 kV तक और सहित वोल्टेज वाले नेटवर्क शामिल करें। ये शहरी, औद्योगिक और ग्रामीण नेटवर्क हैं। लघु-लंबाई वाली 110 kV गहरी झाड़ियों को भी स्थानीय नेटवर्क के रूप में वर्गीकृत किया गया है।

जिला विद्युत नेटवर्क बड़े क्षेत्रों को कवर करें और 110 केवी और उससे अधिक का वोल्टेज हो। क्षेत्रीय नेटवर्क के माध्यम से, बिजली संयंत्रों से खपत के स्थानों तक बिजली पहुंचाई जाती है, और स्थानीय नेटवर्क को खिलाने वाले क्षेत्रीय और बड़े औद्योगिक और परिवहन सबस्टेशनों के बीच भी वितरित की जाती है।

क्षेत्रीय नेटवर्क में इलेक्ट्रिकल सिस्टम के मुख्य नेटवर्क, इंट्रा- और इंटर-सिस्टम संचार के लिए मुख्य ट्रांसमिशन लाइन शामिल हैं।

कोर नेटवर्क बिजली संयंत्रों और क्षेत्रीय उपभोक्ता केंद्रों (क्षेत्रीय सबस्टेशन) के बीच संचार प्रदान करें। वे जटिल मल्टी-सर्किट योजनाओं के अनुसार किए जाते हैं।

ट्रंक बिजली लाइनें इंट्रा-सिस्टम संचार बिजली प्रणाली के मुख्य ग्रिड के साथ अलग-अलग स्थित बिजली संयंत्रों के साथ-साथ केंद्रीय बिंदुओं के साथ दूरस्थ बड़े उपयोगकर्ताओं के बीच संचार प्रदान करता है। यह आमतौर पर एक ओवरहेड लाइन 110-330 केवी और लंबी लंबाई के साथ बड़ी होती है।

बिजली आपूर्ति योजना में उनकी भूमिका के अनुसार, बिजली आपूर्ति नेटवर्क, वितरण नेटवर्क और बिजली प्रणालियों के मुख्य नेटवर्क अलग-अलग हैं।

नरिशिंग वे नेटवर्क कहलाते हैं जिनके माध्यम से सबस्टेशन और आरपी को ऊर्जा की आपूर्ति की जाती है, वितरण - ऐसे नेटवर्क जिनसे विद्युत या ट्रांसफार्मर सबस्टेशन सीधे जुड़े होते हैं (आमतौर पर ये 10 kV तक के नेटवर्क होते हैं, लेकिन अक्सर उच्च वोल्टेज वाले ब्रांच्ड नेटवर्क भी वितरण नेटवर्क को संदर्भित करते हैं यदि बड़ी संख्या में प्राप्त सबस्टेशन उनसे जुड़े हों)। मुख्य नेटवर्क के लिए उच्चतम वोल्टेज वाले नेटवर्क शामिल करें, जिन पर सबसे शक्तिशाली कनेक्शन बनाए जाते हैं विद्युत प्रणाली में.