Desarrollo de opciones de configuración de redes eléctricas. Diseñando el desarrollo de la red eléctrica ¿Qué haremos con el material recibido?

1. Desarrollo de 4-5 opciones de configuración de red.

A la hora de elegir opciones se deben cumplir dos condiciones: la red debe ser lo más corta posible; Para cada consumidor, según su categoría, se debe garantizar un grado de fiabilidad adecuado.

De acuerdo con el PUE, las cargas de las categorías 1 y 2 deben recibir electricidad de dos fuentes de energía independientes, y se permite la interrupción de su suministro de energía solo durante el período de restauración automática de la energía. Está permitido suministrar a los consumidores de la segunda categoría de una sola fuente un estudio de viabilidad adecuado. Para los receptores de energía de la tercera categoría, la fuente de alimentación es suficiente a lo largo de una línea, alimentada por una fuente o, en forma de grifo, desde una línea que pasa cerca. Se recomienda utilizar la longitud total de las líneas como criterio para comparar opciones de red en esta etapa de diseño. Aumentamos la longitud de las líneas de alto voltaje (circuito único) en un 20% debido a la posible desviación de la ruta de la línea eléctrica de la longitud de una línea recta debido a los cambios en el terreno. Las longitudes de las líneas de doble circuito se multiplican por 1,4: así es como una línea de doble circuito es mucho más cara que una línea de circuito simple.

Este criterio se basa en el supuesto de que todas las opciones de circuito tienen la misma clase de tensión nominal y están fabricadas con la misma sección de cables en todas las secciones, y se utilizan los mismos tipos de soportes, diseños de fases, etc.

La configuración de las opciones de red se muestra en la Figura 1.1.

Con base en lo anterior, para cálculos adicionales aceptamos las opciones 1 y 2. Ambas opciones tienen la longitud más corta de la red de línea eléctrica, cumplen con los requisitos para el número de conexiones a categorías de consumidores y tienen circuitos en anillo.

Figura 1.1 - Opciones de configuración de red

2. Cálculos aproximados de la distribución del flujo en modo normal de las cargas más pesadas para dos opciones de red

Calculemos las cargas de los consumidores:

donde Q = P*tgts,

donde P es la potencia activa de los consumidores, MW;

tgс=0,672 - factor de potencia reactiva del consumidor, determinado sobre la base de cosс=0,83.

Para PS2:

Q = 14*0,672 = 9,4 MV*Ar

S = 14+j9,4MB*A

Los resultados del cálculo se resumen en la tabla 2.1.

Tabla 2.1 Valores de carga del consumidor

Consumidores

Categoría

Unidad de equilibrio

Para determinar las tensiones nominales y las secciones de cables para configuraciones de red seleccionadas, es necesario calcular los flujos de potencia en las ramas del circuito. En la primera etapa del diseño, este problema debe resolverse aproximadamente. Como método aproximado, utilizamos el método de ecuaciones de contorno, es decir un método mediante el cual el cálculo de la distribución del flujo se realiza en dos etapas, cuando en la primera etapa el cálculo se realiza sin tener en cuenta las pérdidas de potencia y tensión, y en la segunda los cálculos se refinan teniendo en cuenta las pérdidas. Aquí se utilizan los resultados obtenidos en la primera etapa del cálculo eléctrico. Para crear los requisitos previos para la posibilidad de utilizar este método, recurrimos a los siguientes supuestos:

Las tensiones nominales de las líneas son las mismas;

Las secciones transversales de los cables de las líneas son las mismas, por lo tanto, sus resistencias son proporcionales a sus longitudes, no se tienen en cuenta las conductividades de las líneas;

No se tienen en cuenta las pérdidas de potencia en los transformadores.

Cálculo de distribución de flujo aproximada para la opción No. 1

Con una fuente de energía, calculamos la potencia en las secciones del cabezal usando la expresión:

donde l n y l ∑ son las longitudes de los brazos opuestos y la suma de los brazos, respectivamente.

Examen:

Calculamos la distribución de poder en otras áreas usando la primera ley de Kirchhoff.

Los resultados del cálculo teniendo en cuenta las direcciones de los flujos de energía se muestran en la Figura 2.1.

Figura 2.1 - Resultados del cálculo teniendo en cuenta las direcciones de los flujos de energía para la opción No. 1

Cálculo de distribución de flujo aproximada para la opción No. 2

Calculamos la distribución de flujo aproximada para la opción No. 2 de manera similar a la opción No. 1.

Examen

Los resultados del cálculo teniendo en cuenta las direcciones de los flujos de energía se muestran en la Figura 2.2.

Figura 2.2 - Resultados del cálculo teniendo en cuenta las direcciones de los flujos de energía para la opción No. 2

3. Selección de tensión nominal y número de circuitos de línea.

La tensión nominal es el principal parámetro de la red que determina las dimensiones generales de líneas, transformadores, subestaciones, dispositivos de conmutación y su costo.

El voltaje seleccionado debe corresponder a los sistemas de voltaje nominal aceptados en el sistema eléctrico de la región. La selección preliminar de las tensiones nominales se realiza según zonas económicas o según fórmulas empíricas:

La fórmula de Still:

Fórmula de Ilarionov:

Fórmula de Zaleski:

donde l y P son la longitud de la línea, km, y la potencia por circuito de línea. megavatio

En todos los casos, las variables independientes a la hora de elegir las tensiones nominales son las longitudes de las líneas y las potencias activas que circulan por ellas, las cuales se determinaron en la fase de distribución preliminar del flujo.

Calculemos tensiones por zonas económicas y fórmulas empíricas para el apartado 1-2 de la opción No. 1:

La línea 1-2 es de circuito único, 39,6 km de longitud, potencia activa transmitida P = 38,113 MW. En la intersección de las coordenadas de los ejes, el punto deseado cae en la zona U=110 kV. Suponemos tentativamente un voltaje de 110 kV para esta línea.

La fórmula de Still:

Fórmula de Ilarionov:

Fórmula de Zaleski:

Finalmente aceptamos la tensión nominal de 110 kV en el tramo de red 1-2 de la opción No. 1.

Realizamos los cálculos de manera similar para el resto de tramos de la red. Los resultados del cálculo se resumen en la tabla 3.1.

Tabla 3.1 - Selección preliminar de tensión nominal de líneas eléctricas

Número de línea según el esquema.	Longitud de línea, km	Potencia activa transmitida, MW	Tensión nominal estimada, kV				Tensión nominal aceptada, kV
			por zonas económicas	Según fórmulas empíricas.
					Ilarionova	Zaleski
Opción 1
opcion 2

En el apartado 5-1 de la primera opción aceptamos una línea de doble circuito con una tensión nominal de 110 kV.

En otros tramos de la red aceptamos líneas eléctricas de circuito único con una tensión nominal de 110 kV.

4. Selección de la sección transversal del cable y, si es necesario, la potencia aproximada de los dispositivos de compensación. Aclarar la configuración de la red

Los cables de las líneas aéreas de la red que forma el sistema se seleccionan por razones económicas y se verifican de acuerdo con la corriente de calefacción permitida en los modos de post-emergencia, así como de acuerdo con las condiciones de corona para líneas de 110 kV y superiores. Estos criterios son independientes entre sí y la sección transversal del cable seleccionada debe satisfacer cada uno de ellos. Los resultados del cálculo se pueden presentar en forma de tabla 4.1. Estos cálculos se realizan para cada una de las opciones consideradas.

Las secciones transversales de los cables están determinadas por la densidad de corriente económica mediante la fórmula:

I-corriente en el conductor durante el funcionamiento normal de la red, A;

J e - densidad de corriente económica, determinada en función del material del conductor portador de corriente, diseño de la línea y tiempo de uso de la carga máxima, A/mm 2.

Según la tarea, el tiempo de uso de la carga máxima es T max =5100 horas para PS2 y PSZ, y T max =5200 horas para PS4 y PS5.

Dado que los valores de T m ax son diferentes para los consumidores, entonces para una red cerrada encontramos T av:

Para la opción No. 1:

Para la opción número 2:

Según el parámetro T avg y tabla. 5.1 aceptamos el valor calculado de la densidad de corriente económica igual a 1 A/mm 2.

Verificación del estado de la corona:

U pa b - voltaje de funcionamiento;

U cr - estrés corona crítico;

m 0 - coeficiente que tiene en cuenta el estado de la superficie del cable, para cables trenzados m 0 =0,85;

m n - coeficiente teniendo en cuenta las condiciones climáticas, m n = 1 en tiempo seco y despejado;

d - coeficiente de densidad relativa del aire, teniendo en cuenta la presión barométrica y la temperatura del aire, d=1;

r - radio del alambre, cm;

D es la distancia entre los ejes de los cables de la línea aérea, ver. Según la página 46, los cálculos preliminares para la distancia promedio entre los cables D se pueden tomar igual a 400 cm. Como material para los cables de la línea aérea utilizamos acero -alambres de aluminio de grado AC con un diámetro de al menos 11,3 mm (según las condiciones de formación de la corona). La sección transversal más pequeña del cable debe cumplir la condición: . Si el voltaje crítico es menor que el de operación (nominal), se deben tomar medidas para aumentar el voltaje crítico, es decir, tomar una sección más grande.

Tabla 4.1 - Selección de secciones de cables de líneas aéreas

Número de línea	Potencia de diseño, MB*A	Sección de cable de diseño según condiciones económicas, mm 2	Prueba de corona, kV	Comprobación de la corriente de calefacción permitida, A	Sección transversal aceptada y marca de cable.
Opción 1
opcion 2

Para comprobar las secciones de calefacción seleccionadas en una red cerrada, encontramos la distribución del flujo en varios modos de posemergencia y las corrientes correspondientes. Los resultados del cálculo se resumen en la Tabla 4.2.

Tabla 4.2 - Resultados del cálculo del modo de posemergencia

Número de sucursal	Corriente, A, cuando la red está desconectada					Valor de corriente máximo, A
Opción 1
Opción 2 opción 2

En todas las secciones de la red, la corriente en modo postemergencia no excede la corriente de calefacción permitida para los cables seleccionados. La configuración de red para las opciones 1 y 2 sigue siendo la misma que al comienzo de los cálculos.

Según las normas de diseño tecnológico para líneas eléctricas aéreas con tensiones de 35 kV y superiores.

5. Selección del número y potencia de los transformadores en las subestaciones.

En las subestaciones que alimentan a consumidores de las categorías I y II, para un suministro eléctrico ininterrumpido, el número de transformadores debe ser al menos dos. Se recomienda seleccionar la potencia de los transformadores en función de las condiciones de toda la carga del consumidor cuando falla un transformador y teniendo en cuenta la sobrecarga permitida de hasta el 40%:

La potencia de una subestación de un solo transformador está determinada por la carga máxima del transformador en modo normal (hasta 100%).

Factor de carga del transformador en modo normal y post-emergencia:

Consideremos la elección de los transformadores usando el ejemplo de la subestación 5.

Determinemos la potencia conectada en el momento del máximo:

Potencia del transformador teniendo en cuenta la sobrecarga permitida hasta el 40%:

Según Tabla 2.2, aceptamos dos transformadores del tipo TDN-2500/110.

Factor de carga de transformadores en modo normal y post-emergencia:

De manera similar seleccionaremos transformadores para las subestaciones restantes. Resumimos los resultados del cálculo en la Tabla 5.1.

Tabla 5.1 - Selección del número y potencia de los transformadores.

Número de subestación	Potencia total conectada en el momento del máximo, MV*A	Potencia de los transformadores teniendo en cuenta la sobrecarga permitida, MV*A	Número de transformadores seleccionados	Potencia nominal de cada uno de los transformantes seleccionados.
					En modo normal, %	En modo de emergencia, %

Tabla 5.2 - Parámetros del transformador

Tipo y potencia, MV*A	Devanados clasificados en U, kV
TRDN-25000/110
TDN-16000/110
TDTN - 25000/110
TDN-16000/110

6. Comparación técnica y económica de opciones

Al realizar una comparación técnica y económica de 2 opciones, se permite utilizar métodos de cálculo simplificados, a saber: no tener en cuenta las pérdidas de energía en transformadores y líneas al determinar la distribución de energía en la red; encontrar la distribución de energía en redes cerradas no por resistencias de línea, sino por su longitud; no tener en cuenta la influencia de la potencia de carga de las líneas; determine la pérdida de voltaje según el voltaje nominal.

Los costos operativos anuales y el costo de transmisión de electricidad no caracterizan completamente el aumento de la productividad laboral por unidad de producción, no brindan una imagen completa de la eficiencia, ya que no tienen en cuenta los costos laborales para la producción de excedentes. Sólo se puede lograr una evaluación completa de la eficiencia de las inversiones de capital y la rentabilidad de una estructura particular teniendo en cuenta los costos de todo el trabajo social necesario para la producción de productos.

Estos costos se pueden determinar mediante la fórmula:

Índice de eficiencia de inversión estándar;

K - costos de capital para la construcción de una red eléctrica;

Costos de capital para la construcción de líneas eléctricas:

K 0: el costo de construir líneas eléctricas aéreas por 1 km de longitud.

Calculamos el costo de las líneas a precios de objetivos de 1991 para dos opciones. Los resultados se resumen en la tabla 6.1.

Tabla 6.1 - Costos de línea

Número de ramas del circuito	Longitud de línea, km	Marca y sección transversal del cable, número de ramas.	Costo unitario miles de rublos/km	Costo total de la línea en mil rublos.
Opción 1
opcion 2

Costos de capital para la construcción de una subestación:

Costo de los transformadores, miles de rublos;

Costo de construcción de celdas abiertas, miles de rublos;

Parte fija de los costes de las subestaciones, miles de rublos.

Estos datos se presentan en tablas. Los resultados de los cálculos del costo de las subestaciones para dos opciones se resumen en la Tabla 6.2.

Tabla 6.2 - Costo de las subestaciones

Número de nodo	Costo de los transformadores, miles de rublos.	Parte fija de los costes, miles de rublos.	Costo de los cuadros, miles de rublos.	Costo total de la subestación, miles de rublos.

Costos de capital para la construcción de una red eléctrica:

Costos operativos anuales:

Deducciones por depreciación y mantenimiento, %;

- para equipos eléctricos;

Para líneas eléctricas aéreas

DW - pérdidas de energía en transformadores y líneas. MWh;

c - coste de 1 kWh de energía perdida, rublos/kWh;

para equipos eléctricos en = 1,75*10 -2 rublos/kWh, para líneas eléctricas en = 2,23*10 -2 rublos/kWh.

Pérdidas de energía en transformadores:

y - pérdidas en vacío y en cortocircuito, kW;

Potencia nominal del transformador, MV*A;

Tiempo de funcionamiento del transformador,

La duración de las pérdidas máximas se determina en función de la duración de la carga más grande mediante la fórmula:

Pérdida de energía de línea:

Tensión nominal, kV;

Resistencia activa de la línea, Ohm, que consta de la resistencia activa por unidad de longitud, Ohm/km y la longitud de la línea, km.

Para una red cerrada:

Costos anuales de operación en líneas:

Costos anuales de operación en transformadores de subestaciones:

Costos anuales de operación en líneas:

Costos operativos anuales totales:

Costos dados:

Dado que la opción 2 es más barata en comparación con la opción 1, utilizamos la opción 2 para cálculos adicionales.

7. Cálculos eléctricos de modos de red típicos: las cargas más altas y más bajas, el modo de postemergencia más severo

El propósito del cálculo eléctrico de la red es determinar los parámetros de los modos, identificar oportunidades para aumentar aún más la eficiencia de la red y obtener los datos necesarios para resolver problemas de regulación de voltaje.

Los cálculos eléctricos incluyen la distribución de potencia activa y reactiva a lo largo de las líneas de la red, el cálculo de pérdidas de potencia activa y reactiva en la red, así como el cálculo de voltajes en los buses de las subestaciones de consumo en los modos básico normal y post-emergencia.

Elaborar un circuito equivalente para la red eléctrica (las líneas se reemplazan por uno en forma de U, los transformadores por uno en forma de L) y determinar sus parámetros:

Para línea:

; ; ; ,

Resistencia activa y reactiva específica, Ohm/km;

Conductividad reactiva (capacitiva) específica, S/km;

Longitud de la línea, km.

Los parámetros específicos de las líneas eléctricas r 0 , x 0 y b 0 se determinan a partir de tablas.

Para el tramo de red 1-2, de 30 km de longitud, realizado con hilo AC-95/16:

resistencia activa:

resistencia reactiva:

conductividad capacitiva:

Potencia de carga conectada en los extremos del tramo:

Tabla 7.1 - Parámetros de la línea eléctrica

Área de red actual	Longitud de línea, km	Marca y sección transversal del cable.

Pérdidas por cortocircuito, kW;

Tensión nominal del devanado de alta tensión, kV;

Potencia nominal del transformador, MV A;

Tensión de cortocircuito, %.

En los cálculos de redes eléctricas, los transformadores de 2 devanados con U interna ≤ 220 kV se representan mediante un circuito equivalente simplificado, donde en lugar de la rama de magnetización, se tienen en cuenta como adicional las pérdidas sin carga ∆P x +j∆Q x carga:

.

Para la subestación 2:

Los resultados del cálculo se resumen en la tabla 7.2.

Tabla 7.2 - Parámetros del transformador

Número de subestación	Tipo y potencia, MV*A	Datos de cálculo								DQ x, mV*Ar
	TRDN-25000/110
	2хТДН - 16000/110
	2xTDTN - 25000/110
	2хТДН - 16000/110

Para estos transformadores, el límite de regulación de voltaje es ±9 x 1,78%.

7.1 Cálculo eléctrico de la red en las condiciones de carga más altas.

Las cargas de la red eléctrica generalmente se instalan en los buses de voltaje secundario de las subestaciones distritales o de consumo. La carga en la red de alto voltaje es mayor que la carga especificada por la cantidad de pérdida de energía en los transformadores. Además, es necesario tener en cuenta la potencia de carga de la línea, lo que suele provocar una disminución de la carga reactiva de la red. Las cargas se llevan a la red AT:

Р en +jQ en =(Р en +∆P x + ·t) + j(Q en +∆Q x + ·Хт - ∑ Q b),

R n, Q n: potencia activa y reactiva de cargas especificadas en el lado de voltaje secundario de las subestaciones; t, X t - resistencia total activa y reactiva de los transformadores de una subestación determinada;

∑Q b es la potencia de carga total de las líneas aplicadas en el punto de conexión de una carga determinada (subestación).

Para la subestación 2:

Los resultados del cálculo se resumen en la tabla 7.1.1.

Tabla 7.1.1 - Cargas de diseño de subestaciones

Número de subestación	P n + jQ n, MV*A	∆P x + j∆Q x, MV*A	∆P t + j∆Q t, MV*A	∑Q b , MV*Ar	P en + jQ en, MV*A
	10+j6.72 15+j10.08	Figura 7.1.1 - Distribución de flujo en tramos de red en las condiciones de carga más altas Tabla 7.1.2 - Distribución de energía en secciones de la red, teniendo en cuenta las pérdidas de energía Sección de red Potencia al final de la línea, MV*A Los resultados del cálculo eléctrico del modo de carga máxima se muestran en la ficha de la parte gráfica del proyecto. 7.2 Cálculo eléctrico de la red en el modo de carga más ligera. La potencia de los consumidores en el modo de carga más ligero se determina generalmente a partir de los gráficos de carga. En ocasiones esta potencia se establece como un porcentaje de la potencia de carga más alta. Este porcentaje depende de la naturaleza de los consumidores y del tipo de carga. Según la asignación: P nm = 0,5 P nb. Número de subestación P n + jQ n, MV*A ∆P x + j∆Q x, MV*A ∆P t + j∆Q t, MV*A ∑Q b , MV*Ar P en + jQ en, MV*A 5+j3.36 7.5+j5.04 Figura 7.1.1 - Distribución del flujo de corriente en secciones de la red en el modo de carga más ligera 3 Cálculo eléctrico de la red en modo postemergencia El caso más grave de accidente se produce cuando la línea se rompe en el tramo principal 1-3. Por lo tanto, consideraremos una emergencia cuando se rompa una línea de circuito único en la sección 1-3. configuración de transmisión de energía de la red Tabla 7.2.1 - Cargas de diseño de subestaciones Número de subestación P n + jQ n, MV*A ∆P x + j∆Q x, MV*A Calculemos la distribución del caudal en tramos de la red en modo postemergencia, teniendo en cuenta las pérdidas de energía: Resumimos los resultados del cálculo en la tabla 7.3.2. Tabla 7.2.3 - Distribución de energía en secciones de la red teniendo en cuenta las pérdidas de energía Sección de red Potencia al inicio de la línea, MV*A Pérdida de alimentación de línea, MV*A Potencia al final de la línea, MV*A

Hola a todos. El otro día surgió la idea de escribir artículos sobre los conceptos básicos de las redes informáticas, analizar el funcionamiento de los protocolos más importantes y cómo se construyen las redes en un lenguaje sencillo. Invito a los interesados ​​bajo cat.

Un poco fuera de tema: Hace aproximadamente un mes aprobé el examen CCNA (con 980/1000 puntos) y queda mucho material sobrante del año de mi preparación y formación. Primero estudié en Cisco Academy durante aproximadamente 7 meses y durante el tiempo restante tomé notas sobre todos los temas que había estudiado. También asesoré a muchos expertos en el campo de las tecnologías de redes y noté que muchos tropiezan con el mismo rastrillo, en forma de lagunas en algunos temas clave. El otro día un par de chicos me pidieron que les explicara qué son las redes y cómo trabajar con ellas. En este sentido, decidí describir las cosas más claves e importantes con el mayor detalle y en un lenguaje sencillo posible. Los artículos serán útiles para los principiantes que acaban de emprender el camino del aprendizaje. Pero quizás los administradores de sistemas experimentados también descubran algo útil de esto. Dado que tomaré el programa CCNA, esto será muy útil para aquellas personas que se estén preparando para tomar el examen. Puede conservar los artículos en forma de hojas de trucos y revisarlos periódicamente. Durante mis estudios, tomé notas sobre libros y los leí periódicamente para actualizar mis conocimientos.

En general, quiero dar consejos a todos los principiantes. Mi primer libro serio fue el libro de Olifer "Computer Networks". Y fue muy difícil para mí leerlo. No diré que todo fue difícil. Pero los momentos en los que se explicó detalladamente cómo funciona MPLS o Carrier-class Ethernet fueron estupefacientes. Leí un capítulo durante varias horas y todavía quedaban muchas cosas en el misterio. Si comprende que algunos términos simplemente no quieren venir a su cabeza, sáltelos y siga leyendo, pero bajo ninguna circunstancia descarte el libro por completo. Esta no es una novela ni una epopeya donde sea importante leer capítulo a capítulo para entender la trama. Pasará el tiempo y lo que antes era incomprensible acabará aclarándose. Aquí es donde se mejora su "habilidad con los libros". Cada libro posterior es más fácil de leer que el libro anterior. Por ejemplo, después de leer "Redes de computadoras" de Olifer, leer "Redes de computadoras" de Tanenbaum es varias veces más fácil y viceversa. Porque hay menos conceptos nuevos. Entonces mi consejo es: no tengas miedo de leer libros. Tus esfuerzos darán frutos en el futuro. Terminaré mi perorata y empezaré a escribir el artículo.

Entonces, comencemos con algunos términos básicos de redes.

¿Qué es una red? Es una colección de dispositivos y sistemas que están conectados entre sí (lógica o físicamente) y se comunican entre sí. Esto incluye servidores, computadoras, teléfonos, enrutadores, etc. El tamaño de esta red puede alcanzar el tamaño de Internet o puede constar de sólo dos dispositivos conectados por un cable. Para evitar confusiones, dividamos los componentes de la red en grupos:

1) Nodos finales: Dispositivos que transmiten y/o reciben cualquier dato. Podrían ser computadoras, teléfonos, servidores, algún tipo de terminales o clientes ligeros, televisores.

2) Dispositivos intermedios: Estos son dispositivos que conectan nodos finales entre sí. Esto incluye conmutadores, concentradores, módems, enrutadores y puntos de acceso Wi-Fi.

3) Entornos de red: Estos son los entornos en los que se produce la transferencia directa de datos. Esto incluye cables, tarjetas de red, varios tipos de conectores y medios de transmisión aéreos. Si se trata de un cable de cobre, la transmisión de datos se realiza mediante señales eléctricas. En cables de fibra óptica, mediante pulsos de luz. Pues con dispositivos inalámbricos, utilizando ondas de radio.

Veámoslo todo en la imagen:

Por ahora, sólo necesitas entender la diferencia. Las diferencias detalladas se discutirán más adelante.

Ahora bien, en mi opinión la pregunta principal es: ¿Para qué utilizamos las redes? Hay muchas respuestas a esta pregunta, pero destacaré las más populares que se utilizan en la vida cotidiana:

1) Aplicaciones: Al utilizar aplicaciones, enviamos diversos datos entre dispositivos y abrimos el acceso a recursos compartidos. Pueden ser aplicaciones de consola o aplicaciones GUI.

2) Recursos de red: Se trata de impresoras de red que se utilizan, por ejemplo, en la oficina o cámaras de red que son vistas por los guardias de seguridad mientras se encuentran en un área remota.

3) Almacenamiento: Utilizando un servidor o estación de trabajo conectado a la red, se crea un almacenamiento al que otros pueden acceder. Mucha gente publica allí sus archivos, vídeos e imágenes y los comparte con otros usuarios. Un ejemplo que me viene a la mente sobre la marcha es Google Drive, Yandex Drive y servicios similares.

4) Copia de seguridad: A menudo, las grandes empresas utilizan un servidor central donde todas las computadoras copian archivos importantes para realizar copias de seguridad. Esto es necesario para la recuperación posterior de datos si el original se elimina o se daña. Hay una gran cantidad de métodos de copia: con compresión preliminar, codificación, etc.

5) VoIP: Telefonía mediante protocolo IP. Ahora se utiliza en todas partes, ya que es más sencillo, más barato que la telefonía tradicional y la sustituye cada año.

De toda la lista, la mayoría de las veces muchos trabajaron con aplicaciones. Por ello, los analizaremos con más detalle. Seleccionaré cuidadosamente solo aquellas aplicaciones que de alguna manera estén conectadas a la red. Por lo tanto, no tengo en cuenta aplicaciones como la calculadora o el bloc de notas.

1) Cargadores. Se trata de administradores de archivos que funcionan mediante el protocolo FTP, TFTP. Un ejemplo trivial es descargar una película, música, imágenes desde servicios de alojamiento de archivos u otras fuentes. Esta categoría también incluye copias de seguridad que el servidor realiza automáticamente todas las noches. Es decir, se trata de programas y utilidades integrados o de terceros que realizan copias y descargas. Este tipo de aplicación no requiere intervención humana directa. Basta con indicar la ubicación donde guardar y la descarga comenzará y finalizará.

La velocidad de descarga depende del ancho de banda. Para este tipo de aplicación esto no es del todo crítico. Si, por ejemplo, un archivo tarda 10 minutos en descargarse, entonces es sólo cuestión de tiempo y esto no afectará la integridad del archivo de ninguna manera. Las dificultades pueden surgir solo cuando necesitamos hacer una copia de seguridad del sistema en un par de horas y, debido a un canal deficiente y, en consecuencia, al bajo ancho de banda, esto lleva varios días. A continuación se muestran descripciones de los protocolos más populares de este grupo:

ftp Es un protocolo estándar de transferencia de datos orientado a conexión. Funciona mediante el protocolo TCP (este protocolo se analizará en detalle más adelante). El número de puerto estándar es 21. Se utiliza con mayor frecuencia para cargar un sitio en un alojamiento web y cargarlo. La aplicación más popular que utiliza este protocolo es Filezilla. Así es como se ve la aplicación en sí:

TFTP- Esta es una versión simplificada del protocolo FTP que funciona sin establecer una conexión, utilizando el protocolo UDP. Se utiliza para cargar una imagen en estaciones de trabajo sin disco. Es especialmente utilizado por dispositivos Cisco para la misma carga de imágenes y copias de seguridad.

Aplicaciones interactivas. Aplicaciones que permiten el intercambio interactivo. Por ejemplo, el modelo “persona a persona”. Cuando dos personas, utilizando aplicaciones interactivas, se comunican entre sí o realizan un trabajo común. Esto incluye: ICQ, correo electrónico, un foro donde varios expertos ayudan a las personas a resolver problemas. O el modelo “hombre-máquina”. Cuando una persona se comunica directamente con una computadora. Esto podría ser la configuración remota de la base de datos, la configuración de un dispositivo de red. Aquí, a diferencia de los gestores de arranque, la intervención humana constante es importante. Es decir, al menos una persona actúa como iniciador. El ancho de banda ya es más sensible a la latencia que las aplicaciones de descarga. Por ejemplo, al configurar un dispositivo de red de forma remota, será difícil configurarlo si la respuesta del comando tarda 30 segundos.

Aplicaciones en tiempo real. Aplicaciones que permiten transmitir información en tiempo real. Este grupo incluye telefonía IP, sistemas de streaming y videoconferencias. Las aplicaciones más sensibles a la latencia y al ancho de banda. Imagina que estás hablando por teléfono y lo que dices, el interlocutor lo escuchará en 2 segundos y viceversa, lo escucharás del interlocutor en el mismo intervalo. Esta comunicación también conducirá al hecho de que las voces desaparecerán y la conversación será difícil de distinguir, y la videoconferencia se convertirá en una papilla. En promedio, el retraso no debe exceder los 300 ms. Esta categoría incluye Skype, Lync, Viber (cuando hacemos una llamada).

Ahora hablemos de algo tan importante como la topología. Se divide en 2 grandes categorías: físico Y lógico. Es muy importante entender su diferencia. Entonces, físico La topología es cómo se ve nuestra red. Dónde están ubicados los nodos, qué dispositivos intermedios de red se utilizan y dónde se encuentran, qué cables de red se utilizan, cómo se enrutan y en qué puerto se conectan. Lógico La topología es la dirección en la que irán los paquetes en nuestra topología física. Es decir, físico es cómo colocamos los dispositivos y lógico es por qué dispositivos pasarán los paquetes.

Ahora veamos y analicemos los tipos de topología:

1) Topología con bus común (Topología de bus en inglés)

Una de las primeras topologías físicas. La idea era que todos los dispositivos estuvieran conectados a un cable largo y se organizara una red local. Se requirieron terminadores en los extremos del cable. Como regla general, se trataba de una resistencia de 50 ohmios, que se utilizaba para garantizar que la señal no se reflejara en el cable. Su única ventaja fue su facilidad de instalación. Desde el punto de vista del rendimiento, era extremadamente inestable. Si se producía una rotura en algún lugar del cable, toda la red permanecía paralizada hasta que se reemplazaba el cable.

2) Topología de anillo

En esta topología, cada dispositivo está conectado a dos vecinos. Creando así un anillo. La lógica aquí es que en un extremo la computadora solo recibe y en el otro solo envía. Es decir, se obtiene una transmisión en anillo y la siguiente computadora desempeña el papel de repetidor de señal. Debido a esto, desapareció la necesidad de terminadores. En consecuencia, si el cable se dañaba en alguna parte, el anillo se abría y la red dejaba de funcionar. Para aumentar la tolerancia a fallos se utiliza un doble anillo, es decir, cada dispositivo recibe dos cables, no uno. En consecuencia, si falla un cable, el de respaldo permanece operativo.

3) Topología en estrella

Todos los dispositivos están conectados al nodo central, que ya es un repetidor. Hoy en día, este modelo se utiliza en redes locales, cuando se conectan varios dispositivos a un conmutador y actúa como intermediario en la transmisión. Aquí la tolerancia a fallos es mucho mayor que en los dos anteriores. Si algún cable se rompe, solo un dispositivo se sale de la red. Todos los demás siguen trabajando en silencio. Sin embargo, si el enlace central falla, la red dejará de funcionar.

4) Topología de malla completa

Todos los dispositivos están conectados directamente entre sí. Es decir, de cada uno para cada uno. Este modelo es quizás el más tolerante a fallos, ya que no depende de otros. Pero construir redes según un modelo así es difícil y costoso. Ya que en una red con al menos 1000 computadoras, tendrás que conectar 1000 cables a cada computadora.

5) Topología de malla parcial

Como regla general, existen varias opciones. Es similar en estructura a una topología completamente conectada. Sin embargo, la conexión no se construye de cada uno a cada uno, sino a través de nodos adicionales. Es decir, el nodo A está conectado directamente sólo al nodo B, y el nodo B está conectado tanto al nodo A como al nodo C. Entonces, para que el nodo A envíe un mensaje al nodo C, primero debe enviarlo al nodo B, y el nodo B, a su vez, enviará este mensaje al nodo C. En principio, los enrutadores operan con esta topología. Déjame darte un ejemplo de una red doméstica. Cuando te conectas desde casa, no tienes un cable directo a todos los nodos y envías datos a tu proveedor, y él ya sabe dónde deben enviarse estos datos.

6) Topología mixta (topología híbrida inglesa)

La topología más popular, que combina todas las topologías anteriores en sí misma. Es una estructura de árbol que une todas las topologías. Una de las topologías más tolerantes a fallas, ya que si se produce una interrupción en dos sitios, solo se paralizará la conexión entre ellos y todos los demás sitios conectados funcionarán sin problemas. Hoy en día, esta topología se utiliza en todas las medianas y grandes empresas.

Y lo último que queda por resolver son los modelos de red. En la etapa inicial de las computadoras, las redes no tenían estándares uniformes. Cada proveedor utilizó sus propias soluciones patentadas que no funcionaban con las tecnologías de otros proveedores. Por supuesto, era imposible dejar las cosas así y era necesario encontrar una solución común. Esta tarea fue realizada por la Organización Internacional de Normalización (ISO - Organización Internacional de Normalización). Estudiaron muchos modelos utilizados en ese momento y como resultado se les ocurrió modelo OSI, que fue lanzado en 1984. El único problema fue que tardó unos 7 años en desarrollarse. Mientras los expertos discutían sobre la mejor manera de fabricarlo, otros modelos se modernizaban y cobraban impulso. Actualmente no se utiliza el modelo OSI. Se utiliza únicamente como entrenamiento en red. Mi opinión personal es que todo administrador que se precie debería conocer el modelo OSI como una tabla de multiplicar. Aunque no se utiliza en la forma en que se utiliza, los principios de funcionamiento de todos los modelos son similares.

Consta de 7 niveles y cada nivel desempeña un rol y tarea específicos. Veamos qué hace cada nivel de abajo hacia arriba:

1) Capa Física: determina el método de transmisión de datos, qué medio se utiliza (transmisión de señales eléctricas, pulsos de luz o radio aire), nivel de voltaje y método de codificación de señales binarias.

2) Capa de enlace de datos: asume la tarea de direccionar dentro de la red local, detecta errores y verifica la integridad de los datos. Si ha oído hablar de las direcciones MAC y del protocolo Ethernet, se encuentran en este nivel.

3) Capa de red: este nivel se encarga de combinar secciones de red y elegir la ruta óptima (es decir, enrutamiento). Cada dispositivo de red debe tener una dirección de red única en la red. Creo que muchos han oído hablar de los protocolos IPv4 e IPv6. Estos protocolos operan en este nivel.

4) Capa de transporte: Este nivel asume la función de transporte. Por ejemplo, cuando descarga un archivo de Internet, el archivo se envía en segmentos a su computadora. También introduce los conceptos de puertos, que son necesarios para indicar el destino de un servicio específico. En esta capa operan los protocolos TCP (orientado a conexión) y UDP (sin conexión).

5) Capa de sesión: La función de esta capa es establecer, gestionar y finalizar conexiones entre dos hosts. Por ejemplo, cuando abres una página en un servidor web, no eres el único visitante de ella. Y para mantener sesiones con todos los usuarios, se necesita una capa de sesión.

6) Capa de presentación: Estructura la información en una forma legible para la capa de aplicación. Por ejemplo, muchas computadoras utilizan la tabla de codificación ASCII para mostrar información de texto o el formato jpeg para mostrar gráficos.

7) Capa de aplicación: Este es probablemente el nivel más comprensible para todos. Es en este nivel donde funcionan las aplicaciones con las que estamos familiarizados: correo electrónico, navegadores que utilizan el protocolo HTTP, FTP y otros.

Lo más importante que debes recordar es que no puedes saltar de nivel en nivel (por ejemplo, de aplicación a canal, o de físico a transporte). Todo el camino debe ir estrictamente de arriba hacia abajo y de abajo hacia arriba. Estos procesos se denominan encapsulación(de arriba a abajo) y desencapsulación(de abajo hacia arriba). También cabe mencionar que en cada nivel la información que se transmite se denomina de manera diferente.

En los niveles de aplicación, presentación y sesión, la información transmitida se designa como PDU (Unidades de datos de protocolo). En ruso también se les llama bloques de datos, aunque en mi círculo simplemente se les llama datos).

La información de la capa de transporte se llama segmentos. Aunque el concepto de segmentos es aplicable únicamente al protocolo TCP. El protocolo UDP utiliza el concepto de datagrama. Pero, por regla general, la gente hace la vista gorda ante esta diferencia.
A nivel de red se les llama paquetes IP o simplemente paquetes.

Y a nivel de enlace: marcos. Por un lado, todo esto es terminología y no juega un papel importante en cómo se denominan los datos transmitidos, pero para el examen es mejor conocer estos conceptos. Entonces, les daré mi ejemplo favorito, que me ayudó, en mi época, a comprender el proceso de encapsulación y desencapsulación:

1) Imaginemos una situación en la que estás sentado en casa frente a tu computadora y en la habitación de al lado tienes tu propio servidor web local. Y ahora necesitas descargar un archivo. Escribe la dirección de la página de su sitio web. Ahora está utilizando el protocolo HTTP, que se ejecuta en la capa de aplicación. Los datos se empaquetan y se envían al siguiente nivel.

2) Los datos recibidos se envían al nivel de presentación. Aquí estos datos se estructuran y se ponen en un formato que se puede leer en el servidor. Empaquetado y bajado.

3) En este nivel, se crea una sesión entre la computadora y el servidor.

4) Dado que se trata de un servidor web y se requiere un establecimiento de conexión confiable y un control de los datos recibidos, se utiliza el protocolo TCP. Aquí indicamos el puerto al que llamaremos y el puerto de origen para que el servidor sepa dónde enviar la respuesta. Esto es necesario para que el servidor entienda que queremos acceder al servidor web (normalmente el puerto 80) y no al servidor de correo. Empacamos y seguimos adelante.

5) Aquí debemos especificar a qué dirección enviar el paquete. En consecuencia, indicamos la dirección de destino (que la dirección del servidor sea 192.168.1.2) y la dirección de origen (dirección de la computadora 192.168.1.1). Le damos la vuelta y bajamos más.

6) El paquete IP cae y aquí entra en funcionamiento la capa de enlace. Agrega direcciones físicas de origen y destino, que se analizarán en detalle en un artículo posterior. Dado que tenemos una computadora y un servidor en un entorno local, la dirección de origen será la dirección MAC de la computadora y la dirección de destino será la dirección MAC del servidor (si la computadora y el servidor estuvieran en redes diferentes, entonces el direccionamiento funcionaría de manera diferente) . Si en los niveles superiores se agregó un encabezado cada vez, aquí también se agrega un avance, que indica el final del cuadro y la preparación de todos los datos recopilados para su envío.

7) Y la capa física convierte lo recibido en bits y, mediante señales eléctricas (si es un cable de par trenzado), lo envía al servidor.

El proceso de desencapsulación es similar, pero con la secuencia inversa:

1) En la capa física, las señales eléctricas se reciben y se convierten en una secuencia de bits comprensible para la capa de enlace.

2) En la capa de enlace, se verifica la dirección MAC de destino (si está dirigida a ella). En caso afirmativo, se verifica la integridad y ausencia de errores del marco; si todo está bien y los datos están intactos, los transfiere a un nivel superior.

3) A nivel de red, se verifica la dirección IP de destino. Y si es correcto, el dato sube más. No es necesario entrar en detalles ahora sobre por qué tenemos direccionamiento a nivel de enlace y de red. Este tema requiere especial atención y explicaré sus diferencias en detalle más adelante. Lo principal ahora es comprender cómo se empaquetan y descomprimen los datos.

4) En la capa de transporte, se verifica el puerto de destino (no la dirección). Y por el número de puerto queda claro a qué aplicación o servicio se dirigen los datos. Para nosotros este es un servidor web y el número de puerto es 80.

5) En este nivel se establece una sesión entre la computadora y el servidor.

6) La capa de presentación ve cómo debe estructurarse todo y hace que la información sea legible.

7) Y en este nivel, las aplicaciones o servicios entienden lo que hay que hacer.

Se ha escrito mucho sobre el modelo OSI. Aunque intenté ser lo más breve posible y abarcar lo más importante. De hecho, se ha escrito mucho sobre este modelo en Internet y en libros, pero para principiantes y aquellos que se preparan para CCNA, esto es suficiente. Puede haber 2 preguntas en el examen para este modelo. Esta es la disposición correcta de las capas y en qué nivel opera un determinado protocolo.

Como se escribió anteriormente, el modelo OSI no se utiliza hoy en día. Mientras se desarrollaba este modelo, la pila de protocolos TCP/IP se hacía cada vez más popular. Era mucho más simple y ganó rápidamente popularidad.
Así es como se ve la pila:

Como puedes ver, se diferencia de OSI e incluso cambió el nombre de algunos niveles. Esencialmente, su principio es el mismo que el de OSI. Pero sólo las tres capas superiores de OSI: aplicación, presentación y sesión se combinan en TCP/IP en una sola, llamada aplicación. La capa de red ha cambiado de nombre y se llama Internet. El de transporte siguió igual y con el mismo nombre. Y las dos capas OSI inferiores: canal y física se combinan en TCP/IP en una llamada capa de acceso a la red. La pila TCP/IP en algunas fuentes también se conoce como modelo DoD (Departamento de Defensa). Según Wikipedia, fue desarrollado por el Departamento de Defensa de Estados Unidos. Me encontré con esta pregunta durante el examen y antes nunca había oído nada al respecto. En consecuencia, la pregunta: "¿Cómo se llama la capa de red en el modelo DoD?" me dejó estupefacto. Por tanto, es útil saber esto.

Hubo varios otros modelos de red que duraron algún tiempo. Esta era la pila de protocolos IPX/SPX. Utilizado desde mediados de los 80 y duró hasta finales de los 90, donde fue reemplazado por TCP/IP. Fue implementado por Novell y era una versión mejorada de la pila de protocolos Xerox Network Services de Xerox. Utilizado en redes locales durante mucho tiempo. La primera vez que vi IPX/SPX fue en el juego “Cossacks”. Al elegir un juego en red, había varias pilas para elegir. Y aunque este juego fue lanzado en algún momento de 2001, esto indicaba que todavía se encontraba IPX/SPX en las redes locales.

Otra pila que vale la pena mencionar es AppleTalk. Como sugiere el nombre, fue inventado por Apple. Fue creado el mismo año en que se lanzó el modelo OSI, es decir, en 1984. No duró mucho y Apple decidió utilizar TCP/IP en su lugar.

También quiero enfatizar una cosa importante. ¡Token Ring y FDDI no son modelos de red! Token Ring es un protocolo de capa de enlace y FDDI es un estándar de transferencia de datos basado en el protocolo Token Ring. Esta no es la información más importante, ya que estos conceptos no se encuentran ahora. Pero lo principal que hay que recordar es que estos no son modelos de red.

Así que el artículo sobre el primer tema ha llegado a su fin. Aunque superficialmente, se consideraron muchos conceptos. Los más importantes se analizarán con más detalle en los siguientes artículos. Espero que ahora las redes ya no parezcan algo imposible y aterrador, y será más fácil leer libros inteligentes). Si olvidé mencionar algo, tengo alguna pregunta adicional o si alguien tiene algo que agregar a este artículo, deje comentarios o pregunte en persona. Gracias por leer. Estaré preparando el siguiente tema.

Enviar su buen trabajo en la base de conocimientos es sencillo. Utilice el siguiente formulario

Los estudiantes, estudiantes de posgrado y jóvenes científicos que utilicen la base de conocimientos en sus estudios y trabajos le estarán muy agradecidos.

Documentos similares

Longitud de las líneas eléctricas. Capacidad instalada de subestaciones transformadoras. Indicadores energéticos de la red. Carga activa máxima total de consumidores. Suministro útil anual de electricidad. Pérdidas de potencia en la red eléctrica.

tesis, agregada el 24/07/2012


Elaboración de diagramas de redes eléctricas distritales y distribución preliminar de energía. Selección de tensiones nominales de línea, secciones y marcas de cables, transformadores. Determinación de pérdidas de potencia en transformadores, balance de potencias activa y reactiva.

tesis, agregada el 04/09/2010


Elaboración de diagramas de redes eléctricas distritales. Asignación preliminar de capacidad. Selección de tensiones nominales de línea, secciones y tipos de cables. Determinación de pérdidas de potencia en líneas. Selección de transformadores y circuitos de subestaciones. Cálculo del número de líneas.

tesis, agregada el 05/04/2010


Desarrollo de la red eléctrica del distrito y distribución preliminar de capacidades. Selección de tensiones nominales, secciones y marcas de cables. Determinación de pérdidas de potencia en transformadores. Equilibrio de potencias activas y reactivas en el sistema. Selección de esquemas de subestaciones.

tesis, agregada el 16/06/2014


Construcción de opciones de diagramas de red eléctrica. Cálculo preliminar de flujos de potencia. Selección de tensiones nominales para una red en anillo. Determinación de resistencia y conductividad de líneas eléctricas. Comprobación de tramos según limitaciones técnicas.

trabajo del curso, añadido el 29/03/2015


Seleccionar opciones para desarrollar la red existente. Selección de tensiones nominales de las líneas aéreas que se construyen para la opción de red radial. Determinación de las secciones de los cables de las líneas que se construyen en la versión radial de la red. Selección de transformadores reductores en la subestación.

trabajo del curso, añadido el 22/07/2014


Selección de opciones de diagramas de conexión de red, su justificación y requisitos. Determinación de tensiones nominales de red, secciones de cables, ensayos según limitaciones técnicas. Determinación aproximada de pérdidas de tensión. Elaboración de balances de capacidad.

trabajo del curso, añadido el 23/11/2014


Elaboración de opciones de esquemas de red eléctrica y selección de las más racionales. Cálculo de distribución de caudales, tensiones nominales, potencia en la red. Selección de dispositivos de compensación, transformadores y secciones de cables de líneas eléctricas aéreas.

trabajo del curso, añadido el 24/11/2013

Agencia Federal para la Educación

Institución educativa estatal de educación profesional superior.

Universidad Estatal de Amur

(GOU VPO "AmSU")

Departamento de Energía

PROYECTO DEL CURSO

sobre el tema: Diseño de una red eléctrica regional.

en la disciplina Sistemas y redes de energía eléctrica.

Ejecutor

estudiante del grupo 5402

AV. Kravtsov

Supervisor

NEVADA. sabina

Blagovéshchensk 2010

Introducción

1. Características del área de diseño de la red eléctrica

1.1 Análisis de la fuente de alimentación

1.2 Características de los consumidores

1.3 Características de las condiciones climáticas y geográficas.

2. Cálculo y previsión de características probabilísticas.

2.1 Procedimiento para calcular las características probabilísticas.

3. Desarrollo de posibles opciones de esquema y su análisis.

3.1 Desarrollo de posibles opciones de configuraciones de redes eléctricas y selección de competitivas

3.2 Análisis detallado de opciones competitivas

4. Seleccionar el diagrama de red eléctrica óptimo

4.1 Algoritmo para calcular costos reducidos

4.2 Comparación de opciones competitivas

5. Cálculo y análisis de condiciones de estado estacionario.

5.1 Cálculo manual del modo máximo

5.2 Cálculo de las condiciones máximas, mínimas y posteriores a emergencia en el PVC

5.3 Análisis del estado estacionario

6. Regulación de los flujos de tensión y potencia reactiva en la versión de red adoptada

6.1 Métodos de regulación de voltaje

6.2 Regulación de voltaje en subestaciones reductoras

7. Determinación del coste de la energía eléctrica.

Conclusión

Lista de fuentes utilizadas

INTRODUCCIÓN

La industria eléctrica rusa fue reformada hace algún tiempo. Esto fue consecuencia de las nuevas tendencias de desarrollo en todas las industrias.

Los principales objetivos de la reforma de la industria eléctrica rusa son:

1. Apoyo de recursos e infraestructura para el crecimiento económico, aumentando al mismo tiempo la eficiencia de la industria de la energía eléctrica;

2. Garantizar la seguridad energética del estado, previniendo una posible crisis energética;

3. Incrementar la competitividad de la economía rusa en el mercado exterior.

Los principales objetivos de la reforma de la industria eléctrica rusa son:

1. Creación de mercados eléctricos competitivos en todas las regiones de Rusia en las que la organización de dichos mercados sea técnicamente posible;

2. Creación de un mecanismo eficaz para reducir costos en el campo de la producción (generación), transmisión y distribución de electricidad y mejorar la situación financiera de las organizaciones industriales;

3. Estimular el ahorro de energía en todas las esferas de la economía;

4. Creación de condiciones favorables para la construcción y operación de nuevas capacidades de producción (generación) y transmisión de electricidad;

5. Eliminación gradual de los subsidios cruzados de varias regiones del país y grupos de consumidores de electricidad;

6. Creación de un sistema de apoyo a los grupos de población de bajos ingresos;

7. Preservación y desarrollo de una infraestructura eléctrica unificada, incluidas redes troncales y control de despacho;

8. Desmonopolización del mercado de combustibles para centrales térmicas;

9. Creación de un marco legal regulatorio para la reforma de la industria, regulando su funcionamiento en nuevas condiciones económicas;

10. Reformar el sistema de regulación, gestión y supervisión estatal de la industria eléctrica.

En el Lejano Oriente, después de la reforma, la división se produjo por tipo de negocio: las actividades de generación, transmisión y ventas se separaron en empresas separadas. Además, la transmisión de energía eléctrica a una tensión de 220 kV o superior la realiza JSC FSK, y a una tensión de 110 kV o menos, JSC DRSC. Así, durante el diseño, el nivel de tensión (lugar de conexión) será determinado por la organización, a la que en el futuro será necesario solicitar condiciones técnicas para la conexión.

El propósito de esta propuesta de diseño es diseñar una red eléctrica regional para el suministro de energía confiable a los consumidores especificados en la tarea de diseño.

Completar el objetivo requiere completar las siguientes tareas:

· Formación de opciones de red.

· Selección del esquema de red óptimo.

· Selección de cuadros de AT y BT

· Cálculo de comparación económica de opciones de red.

· Cálculo de modos eléctricos.

1. CARACTERÍSTICAS DEL ÁREA DE DISEÑO DE REDES ELÉCTRICAS

1.1 Análisis de la fuente de alimentación

Como fuentes de energía (PS) se especifican las siguientes: TPP y URP.

En el territorio de Khabarovsk, las principales empresas industriales son las centrales térmicas. Directamente en la ciudad de Khabarovsk se encuentran Khabarovskaya CHPP-1 y CHPP-3, y en el norte del territorio de Khabarovsk se encuentran CHPP-1, CHPP-2, Mayskaya GRES (MGRES), Amurskaya CHPP. Todas las CHPP designadas tienen barras colectoras de 110 kV y KHPP-3 también tiene barras colectoras de 220 kV. MGRES opera únicamente en barras colectoras de 35 kV

En Khabarovsk, el KHPP-1 es el "más antiguo" (la mayoría de las unidades de turbina se pusieron en servicio en los años 60 y 70 del siglo pasado) está ubicado en la parte sur de la ciudad, en el distrito industrial, el KHPP-3 está en el Distrito Norte, no lejos de la KhNPZ.

Khabarovskaya CHPP-3: la nueva CHPP tiene los indicadores técnicos y económicos más altos entre las CHPP del sistema energético y las IPS del Este. La cuarta unidad de la central térmica (T-180) se puso en funcionamiento en diciembre de 2006, tras lo cual la capacidad instalada de la central alcanzó los 720 MW.

Como URP, puede aceptar una de las subestaciones de 220/110 kV o una subestación grande de 110/35 kV, dependiendo del voltaje racional para la opción de red seleccionada. La subestación de 220/110 kV en el territorio de Khabarovsk incluye: la subestación “Khekhtsir”, la subestación “RTs”, la subestación “Knyazevolklknka”, la subestación “Urgal”, la subestación “Start”, la subestación “Parus”, etc.

Convencionalmente aceptaremos que la CHPP-3 de Khabarovsk sea aceptada como central térmica y la subestación Khekhtsir como URP.

La aparamenta exterior de 110 kV de KHPP-3 está diseñada de acuerdo con el esquema de dos sistemas de barras colectoras en funcionamiento con derivación y un interruptor seccional, y en la subestación Khekhtsir, un sistema de barras colectoras seccionales en funcionamiento con derivación.

1.2 Características de los consumidores

En el territorio de Khabarovsk, la mayor parte de los consumidores se concentra en las grandes ciudades. Por lo tanto, al calcular las características probabilísticas utilizando el programa de Cálculo de Red, se adoptó el índice de consumidores que figura en la Tabla 1.1.

Tabla 1.1 – Características de la estructura de consumidores en las subestaciones diseñadas

1.3 Características de las condiciones climáticas y geográficas.

El territorio de Khabarovsk es una de las regiones más grandes de la Federación de Rusia. Su superficie es de 788,6 mil kilómetros cuadrados, lo que representa el 4,5 por ciento del territorio de Rusia y el 12,7 por ciento de la región económica del Lejano Oriente. El territorio del territorio de Khabarovsk se encuentra en forma de una franja estrecha en las afueras del este de Asia. En el oeste, la frontera comienza en Amur y serpentea fuertemente hacia el norte, primero a lo largo de las estribaciones occidentales de la cordillera Bureinsky, luego a lo largo de las estribaciones occidentales de la cordillera Turan, las crestas Ezoya y Yam-Alin, a lo largo de Dzhagdy y Crestas de Dzhug-Dyr. Además, la frontera, cruzando la cresta Stanovoy, corre a lo largo de la cuenca superior de los ríos Maya y Uchur, en el noroeste a lo largo de las crestas Ket-Kap y Oleg-Itabyt, en el noreste a lo largo de la cresta Suntar-Khayat.

La parte predominante del territorio tiene terreno montañoso. Las llanuras ocupan una parte mucho más pequeña y se extienden principalmente a lo largo de las cuencas de los ríos Amur, Tugur, Uda y Amguni.

El clima es monzónico moderado, con inviernos fríos con poca nieve y veranos calurosos y húmedos. Temperatura media de enero: de -22 o C en el sur, a -40 grados en el norte, en la costa del mar de -15 a -25 o C; Julio: desde +11 o C - en la parte costera, hasta +21 o C en las regiones del interior y sur. Las precipitaciones anuales oscilan entre 400 mm en el norte, 800 mm en el sur y 1.000 mm en las laderas orientales de Sikhote-Alin. La temporada de crecimiento en el sur de la región es de 170 a 180 días. El permafrost está muy extendido en el norte.

Introducción

Una subestación eléctrica es una instalación diseñada para convertir y distribuir energía eléctrica. Las subestaciones constan de transformadores, barras colectoras y dispositivos de conmutación, así como equipos auxiliares: dispositivos de automatización y protección de relés, instrumentos de medición. Las subestaciones están diseñadas para conectar generadores y consumidores con líneas eléctricas, así como para conectar partes individuales del sistema eléctrico.

Los sistemas energéticos modernos constan de cientos de elementos interconectados que se influyen entre sí. El diseño debe realizarse teniendo en cuenta las condiciones básicas para el funcionamiento conjunto de los elementos que afectan a esta parte diseñada del sistema. Las opciones de diseño planificadas deben cumplir los siguientes requisitos: confiabilidad, eficiencia, facilidad de uso, calidad energética y posibilidad de mayor desarrollo.

Durante el diseño del curso, se adquieren habilidades en el uso de literatura de referencia, GOST, estándares uniformes e indicadores agregados y tablas.

El objetivo del diseño del curso es el estudio de métodos prácticos de ingeniería para resolver problemas complejos de construcción de líneas eléctricas, subestaciones y otros elementos de redes y sistemas eléctricos, así como un mayor desarrollo de las habilidades de cálculo y gráficos necesarias para el trabajo de diseño. Una característica especial del diseño de sistemas y redes eléctricas es la estrecha relación entre los cálculos técnicos y económicos. La elección de la opción más adecuada para una subestación eléctrica se realiza no solo mediante cálculos teóricos, sino también sobre la base de diversas consideraciones.

EJEMPLO DE CÁLCULO DE UNA DE LAS OPCIONES DE CIRCUITO

RED ELÉCTRICA DEL DISTRITO

Datos iniciales

Escala: en 1 celda – 8,5 km;

Factor de potencia en la subestación "A", rel. unidades: ;

Tensión en buses de la subestación "A", kV: , ;

Número de horas de uso de carga máxima: ;

Carga activa máxima en subestaciones, MW: , , , , ;

Duración de la sobrecarga de los transformadores de potencia durante el día: ;

Los factores de potencia reactiva de carga en las subestaciones tienen los siguientes valores: , , , , .

Los consumidores de todas las subestaciones incluyen cargas de las categorías I y II en términos de confiabilidad del suministro eléctrico, con predominio de cargas de la categoría II.

1.1. Ubicación geográfica de la fuente de energía "A" y 5 nodos de carga.

Selección de configuración de la red de distribución.

La elección de una configuración racional de la red de distribución es una de las principales cuestiones resueltas en las etapas iniciales de diseño. La elección del diseño de la red se realiza sobre la base de una comparación técnica y económica de varias de sus opciones. Las opciones comparables deben cumplir con las condiciones de viabilidad técnica de cada una de ellas en cuanto a los parámetros de los principales equipos eléctricos (cables, transformadores, etc.), y también ser equivalentes en términos de confiabilidad del suministro de energía a los consumidores pertenecientes a la primera categoría. de acuerdo a.

El desarrollo de opciones debe comenzar con base en los siguientes principios:

a) el diseño de la red debe ser lo más (razonablemente) simple posible y la transmisión de electricidad a los consumidores debe realizarse por el camino más corto posible, sin flujos de energía inversos, lo que garantiza una reducción en el costo de construcción de líneas y una reducción en pérdidas de energía y electricidad;

b) los diagramas de conexión eléctrica de las aparamentas de las subestaciones reductoras también deben ser posiblemente (razonablemente) simples, lo que garantiza una reducción en el costo de construcción y operación, así como un aumento en la confiabilidad de su operación;

c) se debe esforzarse por implementar redes eléctricas con una cantidad mínima de transformación de voltaje, lo que reduce la potencia instalada requerida de transformadores y autotransformadores, así como las pérdidas de potencia y electricidad;

d) los diagramas de redes eléctricas deben garantizar la confiabilidad y la calidad requerida del suministro de energía a los consumidores y evitar el sobrecalentamiento y la sobrecarga de los equipos eléctricos de líneas y subestaciones (en términos de corrientes en varios modos de red, resistencia mecánica, etc.)

Según el PUE, si en la subestación existen consumidores de las categorías I y II, el suministro de energía desde las redes del sistema eléctrico debe realizarse a través de al menos dos líneas conectadas a fuentes de energía independientes. Teniendo en cuenta lo anterior y teniendo en cuenta las cualidades e indicadores alternativos de ciertos tipos de diagramas de red, se recomienda formar, en primer lugar, variantes de diagramas de red: radial, radial-troncal y los tipos de anillo más simples.

Con base en las condiciones establecidas, elaboraremos diez opciones para diagramas de redes eléctricas regionales (Fig. 1.2.).

Esquema No. 1 Esquema No. 2

Esquema No. 3 Esquema No. 4

Esquema No. 4 Esquema No. 5

Esquema No. 7 Esquema No. 8

Fig.1.2. Opciones de configuración del circuito de la red eléctrica.

De los esquemas compilados para cálculos adicionales basados ​​​​en un conjunto de indicadores y características, seleccionamos las dos opciones más racionales (No. 1 y No. 2).

I. La opción I (esquema No. 1) implica conectar las subestaciones No. 1, 2, 3, 4, 5 al nodo A a través de líneas radiales de doble circuito (construcción de líneas de 110 kV de circuito simple y doble circuito con una longitud total de 187 kilómetros).

II. La opción II (esquema No. 2) implica conectar las subestaciones No. 3 y No. 2 en un anillo desde el nodo A, conectar las subestaciones No. 4 y No. 5 en un anillo desde el nodo A, conectar la subestación No. 1 al nodo A a través de Líneas radiales de doble circuito (construcción de líneas de circuito simple y doble circuito de 110 kV con una longitud total de 229,5 km).