Opracowanie opcji konfiguracji sieci elektrycznej. Projektowanie zabudowy sieci elektrycznej Co zrobimy z otrzymanym materiałem
1. Opracowanie 4-5 opcji konfiguracji sieci
Przy wyborze opcji należy przestrzegać dwóch warunków: sieć powinna być jak najkrótsza; dla każdego konsumenta, w zależności od jego kategorii, musi być zapewniony odpowiedni stopień niezawodności.
Zgodnie z PUE odbiory kategorii I i II muszą być zasilane energią elektryczną z dwóch niezależnych źródeł zasilania, a przerwa w ich zasilaniu dopuszczalna jest tylko na czas samoczynnego przywrócenia zasilania. Dozwolone jest dostarczanie konsumentom drugiej kategorii z jednego źródła odpowiedniego studium wykonalności. W przypadku odbiorników energii 3. kategorii wystarczy zasilanie jedną linią zasilaną z jednego źródła lub w formie kranu z linii przechodzącej w pobliżu linii. Jako kryterium porównania wariantów sieci na tym etapie projektowania zaleca się przyjęcie całkowitej długości linii. Zwiększamy długość linii wysokiego napięcia (jednotorowych) o 20% ze względu na prawdopodobne odchylenie trasy linii elektroenergetycznej od długości linii prostej w związku ze zmianami terenu. W tym przypadku długości linii dwutorowych mnożymy przez 1,4 - tyle razy droższa jest linia dwutorowa w porównaniu z linią jednotorową.
Kryterium to opiera się na założeniu, że wszystkie warianty obwodów mają tę samą klasę napięć znamionowych i są wykonane z tego samego przekroju przewodów we wszystkich przekrojach oraz stosowane są te same rodzaje podpór, konstrukcje fazowe itp.
Konfiguracja opcji sieciowych pokazana jest na rysunku 1.1.
Na tej podstawie dopuszczamy do dalszych obliczeń warianty 1 i 2. Oba warianty charakteryzują się najkrótszą długością sieci elektroenergetycznej, spełniają wymagania dotyczące ilości przyłączy do kategorii odbiorców oraz posiadają schematy pierścieniowe.
Rysunek 1.1 — Opcje konfiguracji sieci
2. Przybliżone obliczenia rozkładu przepływu w trybie normalnym największych obciążeń dla dwóch wariantów sieci
Oblicz obciążenia konsumentów:
gdzie Q = P*tgö,
gdzie P jest mocą czynną konsumentów, MW;
tgc=0,672 - współczynnik mocy biernej odbiorników, wyznaczony na podstawie cosc=0,83.
Dla PS2:
Q \u003d 14 * 0,672 \u003d 9,4 MV * Ar
S \u003d 14 + j9,4 MB * A
Wyniki obliczeń podsumowano w tabeli 2.1
Tabela 2.1 Wartości obciążeń konsumenckich
Konsumenci Kategoria Węzeł równoważący Do wyznaczenia napięć znamionowych oraz przekrojów przewodów dla wybranych konfiguracji sieci niezbędne jest obliczenie rozpływów mocy w gałęziach obwodów. Na pierwszym etapie projektowania problem ten należy rozwiązać w przybliżeniu. Jako metodę przybliżoną stosujemy metodę równań konturowych, tj. metoda, w której obliczenia rozkładu przepływu przeprowadzane są w dwóch etapach, przy czym w pierwszym etapie obliczenia są wykonywane bez uwzględnienia strat mocy i strat napięciowych, aw drugim etapie obliczenia są udoskonalane z uwzględnieniem strat. Tutaj wykorzystujemy wyniki uzyskane w pierwszym etapie obliczeń elektrycznych. Aby stworzyć warunki wstępne dla możliwości zastosowania tej metody, uciekamy się do założeń: Nominalne napięcia linii są takie same; Przekroje drutów linii są takie same, dlatego ich rezystancje są proporcjonalne do ich długości, przewodności linii nie są brane pod uwagę; Straty mocy w transformatorach nie są uwzględniane. Obliczenie przybliżonego rozkładu przepływu dla opcji nr 1 Przy jednym zasilaczu moc w sekcjach czołowych oblicza się ze wzoru: gdzie l n i l ∑ to odpowiednio długości przeciwległych ramion i suma ramion. Badanie: Rozkład pojemności w pozostałych sekcjach obliczamy zgodnie z pierwszym prawem Kirchhoffa. Wyniki obliczeń uwzględniające kierunki przepływów mocy przedstawiono na rysunku 2.1. Rysunek 2.1 - Wyniki obliczeń z uwzględnieniem kierunków przepływów mocy dla wariantu nr 1 Obliczenie przybliżonego rozkładu przepływu dla opcji nr 2 Obliczenie przybliżonego rozkładu przepływu dla opcji nr 2 przeprowadza się podobnie jak dla opcji nr 1. Badanie Wyniki obliczeń uwzględniające kierunki przepływów mocy przedstawiono na rysunku 2.2. Rysunek 2.2 - Wyniki obliczeń uwzględniające kierunki przepływów mocy dla wariantu nr 2 3. Dobór napięcia znamionowego i liczby obwodów linii Napięcie znamionowe jest głównym parametrem sieci, który określa gabaryty linii, transformatorów, podstacji, urządzeń przełączających i ich koszt. Wybrane napięcie musi odpowiadać przyjętemu systemowi napięć nominalnych w systemie elektroenergetycznym regionu. Wstępny dobór napięć znamionowych przeprowadza się według stref ekonomicznych lub według wzorów empirycznych: Formuła Stilla: Formuła Illarionowa: Formuła Zaleskiego: gdzie l i P to długość linii w km i moc przypadająca na obwód linii. MW We wszystkich przypadkach zmiennymi niezależnymi w doborze napięć nominalnych są długości linii i przepływające przez nie moce czynne, które zostały określone na etapie wstępnego rozkładu przepływu. Obliczmy naprężenia według stref ekonomicznych i wzorów empirycznych dla sekcji 1-2 opcji nr 1: Linia 1-2 jest jednotorowa o długości 39,6 km, przesyłana moc czynna P=38,113 MW. Na przecięciu współrzędnych osi żądany punkt mieści się w strefie U=110 kV. Wstępnie zakładamy dla tej linii napięcie 110 kV. Formuła Stilla: Formuła Illarionowa: Formuła Zaleskiego: Ostatecznie akceptujemy napięcie znamionowe 110 kV na odcinku sieci 1-2 opcji nr 1. Podobnie obliczamy dla pozostałych odcinków sieci. Wyniki obliczeń podsumowano w tabeli 3.1 Tabela 3.1 - Wstępny wybór napięcia znamionowego linii elektroenergetycznych
Numer linii zgodnie ze schematem Długość linii, km Przenoszona moc czynna, MW Szacunkowe napięcie znamionowe, kV Akceptowane napięcie znamionowe, kV przez strefy ekonomiczne Według wzorów empirycznych Illarionow Zaleski opcja 1 Opcja 2 W punkcie 5-1 pierwszego wariantu dopuszczamy linię dwutorową o napięciu znamionowym 110 kV. Na pozostałych odcinkach sieci akceptujemy linie elektroenergetyczne jednotorowe o napięciu znamionowym 110 kV. 4. Dobór przekroju drutu iw razie potrzeby przybliżonej mocy urządzeń kompensacyjnych. Doprecyzuj konfigurację sieci Przewody linii napowietrznych sieci szkieletowej są dobierane ze względów ekonomicznych i sprawdzane pod kątem dopuszczalnego prądu grzewczego w trybach poawaryjnych, a także warunków koronowych dla linii 110 kV i wyższych. Kryteria te są od siebie niezależne, a wybrany rozmiar drutu musi spełniać każde z nich. Wyniki obliczeń można przedstawić w postaci tabeli 4.1. Obliczenia te są wykonywane dla każdej z rozważanych opcji. Przekroje przewodów określa się ekonomiczną gęstością prądu według wzoru: I-prąd w przewodzie podczas normalnej pracy sieci, A; J e - ekonomiczna gęstość prądu, określona w zależności od materiału przewodu przewodzącego prąd, konstrukcji linii i czasu użycia maksymalnego obciążenia, A / mm 2. Zgodnie z zadaniem czas użytkowania obciążenia maksymalnego T max = 5100 h dla PS2 i PSZ oraz T m ah = 5200 h dla PS4 i PS5. Ponieważ wartości T m ax są różne dla konsumentów, to dla zamkniętej sieci znajdujemy T cf: Dla opcji nr 1: Dla opcji nr 2: Zgodnie z parametrem T cf i tabelą. 5.1 przyjmujemy obliczoną wartość ekonomicznej gęstości prądu równą 1 A/mm2. Kontrola koronowa: U pa b - napięcie robocze; U cr - naprężenie krytyczne korony; m 0 - współczynnik uwzględniający stan powierzchni drutu, dla drutów skręconych m 0 =0,85; m n - współczynnik uwzględniający stan pogody, m p \u003d 1 przy suchej i bezchmurnej pogodzie; d - współczynnik względnej gęstości powietrza, uwzględniający ciśnienie barometryczne i temperaturę powietrza, d=1; r - promień drutu, cm; D - odległość między osiami drutów linii napowietrznej, patrz Zgodnie z s. 46, do wstępnych obliczeń, średnią odległość między drutami D można przyjąć równą 400 cm Jako materiał na przewody linii napowietrznych , stosujemy druty stalowo-aluminiowe klasy AC o średnicy co najmniej 11,3 mm (w zależności od warunków powstawania koron). Najmniejszy przekrój drutu musi spełniać warunek: . Jeżeli napięcie krytyczne jest mniejsze od roboczego (znamionowego), należy podjąć działania w celu zwiększenia napięcia krytycznego, tj. wziąć większy odcinek. Tabela 4.1 - Dobór przekrojów przewodów dla linii napowietrznych
Numer kolejki Moc znamionowa, MB*A Szacunkowy przekrój drutu zgodnie z warunkami ekonomicznymi, mm 2 Próba koronowa, kV Sprawdzić dopuszczalny prąd grzania, A Akceptowany przekrój i marka drutu opcja 1 Opcja 2 Aby sprawdzić wybrane odcinki do ogrzewania w sieci zamkniętej, znajdujemy rozkład przepływu w różnych trybach poawaryjnych i odpowiadające im prądy. Wyniki obliczeń podsumowano w tabeli 4.2. Tabela 4.2 - Wyniki obliczeń trybu powypadkowego
Numer oddziału Prąd, A, gdy sieć jest wyłączona Najwyższa wartość prądu, A opcja 1 Opcja 2Opcja 2 Na wszystkich odcinkach sieci prąd w trybie poawaryjnym nie przekracza dopuszczalnego prądu grzania dla wybranych przewodów. Konfiguracja sieci dla opcji 1 i 2 pozostaje taka sama jak na początku obliczeń. Zgodnie z normami projektowania technologicznego napowietrznych linii elektroenergetycznych o napięciu 35 kV i wyższym. 5. Dobór liczby i mocy transformatorów w stacjach elektroenergetycznych W podstacjach zasilających odbiorców kategorii I i II w celu zapewnienia nieprzerwanego zasilania liczba transformatorów musi wynosić co najmniej dwa. Zaleca się dobór mocy transformatorów do warunków całego obciążenia odbiorców w przypadku awarii jednego transformatora i uwzględnienie dopuszczalnej przeciążalności do 40%: Moc podstacji jednotransformatorowej zależy od maksymalnego obciążenia transformatora w trybie normalnym (do 100%). Współczynnik obciążenia transformatora w trybie normalnym i poawaryjnym: Rozważ wybór transformatorów na przykładzie podstacji 5. Wyznacz moc podłączoną w momencie maksimum: Moc transformatorów z uwzględnieniem dopuszczalnej przeciążalności do 40%: Zgodnie z tabelą 2.2 dopuszczamy dwa transformatory typu TDN-2500/110. Współczynnik obciążenia transformatorów w trybie normalnym i poawaryjnym: Podobnie dobierzemy transformatory do innych podstacji. Wyniki obliczeń podsumowano w tabeli 5.1. Tabela 5.1 - Dobór liczby i mocy transformatorów
Numer podstacji Całkowita moc podłączona w momencie maksimum, MW * A Moc transformatorów z uwzględnieniem dopuszczalnej przeciążalności, SN*A Liczba wybranych transformatorów Moc znamionowa każdego z wybranych transformantów W trybie normalnym % W trybie awaryjnym, % Tabela 5.2 - Parametry transformatorów
Typ i moc, MVA*A Uzwojenia znamionowe, kV TRDN-25000/110 TDN-16000/110 TDTN - 25000/110 TDN-16000/110 6. Porównanie wykonalności wariantów Porównując 2 warianty, dopuszcza się stosowanie uproszczonych metod obliczeniowych, a mianowicie: nie uwzględniać strat mocy w transformatorach i liniach przy określaniu rozdziału mocy w sieci; znaleźć rozkład mocy w sieciach zamkniętych nie na podstawie rezystancji linii, ale na podstawie ich długości; nie uwzględniać wpływu mocy ładowania linii; określić utratę napięcia zgodnie z napięciem znamionowym. Roczne koszty operacyjne oraz koszt przesyłu energii elektrycznej nie charakteryzują w pełni wzrostu wydajności pracy na jednostkę produkcji, nie dają pełnego obrazu gospodarki, ponieważ nie uwzględniają kosztów pracy na wytworzenie produktu nadwyżkowego. Pełnej oceny efektywności inwestycji kapitałowych i ekonomii danej struktury można dokonać jedynie przy uwzględnieniu kosztów całej pracy społecznej niezbędnej do wytworzenia produktów. Podane koszty można określić za pomocą wzoru: Normatywny współczynnik efektywności inwestycji kapitałowych; K - koszty kapitałowe budowy sieci elektrycznej; Koszty inwestycyjne budowy linii elektroenergetycznych: K 0 - koszt budowy napowietrznych linii energetycznych na 1 km długości. Koszt linii obliczamy w cenach bramek z 1991 roku dla dwóch opcji. Wyniki podsumowano w tabeli 6.1 Tabela 6.1 — Koszt linii
Numer oddziału obwodu Długość linii, km Marka i przekrój drutu, liczba rozgałęzień Koszt jednostkowy tys. rubli/km Całkowity koszt linii tysięcy rubli. opcja 1 Opcja 2 Koszty kapitałowe budowy podstacji: Koszt transformatorów, tysiące rubli; Koszt budowy otwartej rozdzielnicy, tysiące rubli; Naprawiono część kosztów podstacji, tysiące rubli Dane te podano w tabelach. Wyniki obliczeń kosztu podstacji dla dwóch wariantów zestawiono w tabeli 6.2. Tabela 6.2 – Koszt podstacji
Numer węzła Koszt transformatorów, tysiące rubli Stała część kosztów, tysiące rubli. Koszt rozdzielnic, tysiące rubli Całkowity koszt podstacji, tysiące rubli Koszty inwestycyjne budowy sieci elektrycznej: Roczne koszty operacyjne: Odliczenia amortyzacyjne i konserwacyjne,%; Do napowietrznych linii energetycznych DW - straty energii w transformatorach i liniach. MWh; c - koszt 1 kWh utraconej energii, rub/kWh; dla urządzeń energetycznych v \u003d 1,75 * 10 -2 rubli / kWh, dla linii energetycznych v \u003d 2,23 * 10 -2 rubli / kWh. Straty energii w transformatorach: oraz - straty na biegu jałowym i zwarciu, kW; Moc znamionowa transformatora, MV * A; czas trwania transformatora Czas trwania maksymalnych strat określa się w zależności od czasu trwania maksymalnego obciążenia zgodnie ze wzorem: Straty energii w linii: Napięcie znamionowe, kV; Rezystancja czynna linii, Ohm, składająca się z rezystancji czynnej na jednostkę długości, Ohm/km i długości linii, km. W przypadku sieci zamkniętej: Roczne koszty eksploatacji w wierszach: Roczne koszty eksploatacji transformatorów stacyjnych: Roczne koszty eksploatacji w wierszach: Całkowite roczne koszty operacyjne: Podane koszty: Ponieważ opcja 2 jest tańsza niż opcja 1, do dalszych obliczeń używamy opcji 2. 7. Obliczenia elektryczne charakterystycznych postaci sieci: największe i najmniejsze obciążenia, najcięższy tryb powypadkowy Celem obliczeń elektrycznych sieci jest określenie parametrów trybów, identyfikacja możliwości dalszej poprawy wydajności sieci oraz uzyskanie danych niezbędnych do rozwiązania problemów regulacji napięcia. Obliczenia elektryczne obejmują rozkład mocy czynnej i biernej wzdłuż linii sieci, obliczenie strat mocy czynnej i biernej w sieci, a także obliczenie napięć na szynach podstacji odbiorczych w głównej normalnej i post - tryby awaryjne. Sporządzają równoważny obwód dla sieci elektrycznej (przewody zastępowane są w kształcie litery U, transformatory w kształcie litery L) i określają jego parametry: dla linii: ; ; Specyficzna rezystancja czynna i reaktywna, Ohm/km; Specyficzna przewodność reaktywna (pojemnościowa), S/km; Długość linii, km. Poszczególne parametry linii elektroenergetycznych r 0 , x 0 i b 0 określa się z tablic. Dla odcinka sieci 1-2 o długości 30 km wykonanego drutem AS-95/16: aktywny opór: reaktancja: przewodnictwo pojemnościowe: moc ładowania podłączona na końcach sekcji: Tabela 7.1 — Parametry linii elektroenergetycznej
Sekcja sieci Długość linii, km Zaznacz i przekrój drutu Straty zwarciowe, kW; Napięcie znamionowe uzwojenia o wyższym napięciu, kV; Moc znamionowa transformatora, MVA; Napięcie zwarcia, %. W obliczeniach sieci elektrycznych transformatory 2-uzwojeniowe o U zew. nom ≤ 220 kV są reprezentowane przez uproszczony obwód zastępczy, w którym zamiast gałęzi magnesowania uwzględnia się straty jałowe ∆Р x + j∆Q x jako dodatkowe obciążenie: Dla podstacji 2: Wyniki obliczeń podsumowano w tabeli 7.2 Tabela 7.2 - Parametry transformatora
Numer podstacji Typ i moc, MVA*A Szacunkowe dane DQx, mV*Ar TRDN-25000/110 2хТДН - 16000/110 2хTDTN - 25000/110 2хТДН - 16000/110 Dla tych transformatorów granica regulacji napięcia wynosi ±9 x 1,78%. 7.1 Obliczenia elektryczne sieci w trybie największych obciążeń Obciążenia sieci elektrycznej są zwykle ustawiane na szynach napięcia wtórnego podstacji okręgowych lub konsumenckich. Obciążenie sieci wyższego napięcia jest większe od obciążenia podanego o wielkość strat mocy w transformatorach. Ponadto należy wziąć pod uwagę moc ładowania linii, co zwykle prowadzi do zmniejszenia obciążenia biernego sieci. Obciążenia są doprowadzane do sieci WN: P vn + jQ vn \u003d (P n + ∆P x + t) + j (Q n + ∆Q x + Xt - ∑ Q b), P n, Q n - moc czynna i bierna odbiorników podana po stronie napięcia wtórnego stacji; t, X t - całkowita rezystancja czynna i bierna transformatorów tej podstacji; ∑Q b to całkowita moc ładowania linii przyłożona w punkcie przyłączenia danego obciążenia (podstacji). Dla podstacji 2: Wyniki obliczeń podsumowano w tabeli 7.1.1 Tabela 7.1.1 - Obliczone obciążenia podstacji
Numer podstacji P n + jQ n, MVA * A ∆Px + j∆Qx, MV*A ∆P t + j∆Q t, MV*A ∑Q b , SN*Ar P ext + jQ ext, MV * A 10+j6.72 15+j10.08 Rysunek 7.1.1 - Rozkład przepływu na odcinkach sieci w trybie maksymalnych obciążeń Tabela 7.1.2 - Rozkład mocy na odcinkach sieci z uwzględnieniem strat mocy
Sekcja sieci Moc na końcu linii, MW*A Wyniki obliczeń elektrycznych trybu największych obciążeń przedstawiono na arkuszu części graficznej projektu. 7.2 Obliczenia elektryczne sieci w trybie najmniejszych obciążeń Moc odbiorników w trybie najmniejszych obciążeń jest generalnie określana na podstawie krzywych obciążenia. Czasami ta moc jest podawana jako procent najwyższej mocy obciążenia. Odsetek ten zależy od charakteru konsumentów i rodzaju obciążenia. Zgodnie z zadaniem: P nm = 0,5P nb.
Numer stacji podrzędnej P n + jQ n, MVA * A ∆Px + j∆Qx, MV*A ∆P t + j∆Q t, MV*A ∑Q b , SN*Ar P ext + jQ ext, MV * A 5+j3,36 7,5+j5,04 Rysunek 7.1.1 - Rozkład przepływu na odcinkach sieci w trybie najmniejszych obciążeń 3 Obliczenia elektryczne sieci w trybie poawaryjnym Najpoważniejszy przypadek wypadku ma miejsce, gdy linka zerwie się na górnym odcinku 1-3. Dlatego rozważamy przypadek awaryjny, gdy linia jednotorowa pęka w odcinku 1-3. konfiguracja transmisji sieciowej Tabela 7.2.1 - Obliczone obciążenia podstacji
Numer stacji podrzędnej P n + jQ n, MVA * A ∆Px + j∆Qx, MV*A Obliczmy rozkład przepływów na odcinkach sieci w stanie poawaryjnym z uwzględnieniem strat mocy: Wyniki obliczeń podsumowano w tabeli 7.3.2 Tabela 7.2.3 - Rozkład mocy na odcinkach sieci z uwzględnieniem strat mocy
Sekcja sieci Moc na początku linii, MW*A Straty mocy w linii, MVA*A Moc na końcu linii, MW*A
- do urządzeń energetycznych;
; ,
.
Cześć wszystkim. Niedawno zrodził się pomysł napisania artykułów o podstawach działania sieci komputerowych, przeanalizowania działania najważniejszych protokołów oraz tego, jak buduje się sieci prostym językiem. Zapraszam zainteresowanych pod kotem.
Trochę offtopic: Jakiś miesiąc temu zdałem egzamin CCNA (na 980/1000 pkt) i zostało mi sporo materiału na rok moich przygotowań i studiów. Najpierw studiowałem w Akademii Cisco przez około 7 miesięcy, a przez resztę czasu robiłem notatki na wszystkie tematy, które studiowałem. Doradzałem też wielu facetom w dziedzinie technologii sieciowych i zauważyłem, że wielu stąpa po tej samej prowizji, w postaci luk w niektórych kluczowych tematach. Któregoś dnia kilku facetów poprosiło mnie o wyjaśnienie, czym są sieci i jak z nimi pracować. W związku z tym postanowiłem opisać najbardziej kluczowe i najważniejsze rzeczy najbardziej szczegółowym i prostym językiem. Artykuły przydadzą się osobom początkującym, które dopiero wkroczyły na ścieżkę nauki. Ale być może doświadczeni administratorzy systemu podkreślą z tego coś przydatnego. Ponieważ będę przechodzić przez program CCNA, będzie to bardzo pomocne dla osób, które przygotowują się do zdania egzaminu. Możesz przechowywać artykuły w formie ściągawek i okresowo je przeglądać. W czasie studiów robiłam notatki z książek i okresowo je czytałam dla odświeżenia wiedzy.
Ogólnie rzecz biorąc, chcę udzielić porady wszystkim początkującym. Moją pierwszą poważną książką były Sieci komputerowe Olifera. A czytało mi się bardzo ciężko. Nie powiem, że było ciężko. Ale momenty, w których szczegółowo zrozumiano, jak działa MPLS lub Ethernet klasy nośnej, były oszołomione. Czytałem jeden rozdział przez kilka godzin i nadal wiele pozostawało tajemnicą. Jeśli rozumiesz, że niektóre terminy nie chcą wejść ci do głowy, pomiń je i czytaj dalej, ale w żadnym wypadku nie odrzucaj całkowicie książki. To nie jest powieść ani epopeja, w której ważne jest, aby czytać rozdział po rozdziale, aby zrozumieć fabułę. Czas minie, a to, co wcześniej było niezrozumiałe, w końcu stanie się jasne. Tutaj pompowana jest „umiejętność książki”. Każda kolejna książka jest łatwiejsza w czytaniu niż poprzednia. Na przykład po przeczytaniu „Sieci komputerowych” Olifera lektura „Sieci komputerowych” Tanenbauma jest kilkukrotnie prostsza i odwrotnie. Ponieważ jest mniej nowych koncepcji. Więc moja rada jest taka: nie bójcie się czytać książek. Twoje wysiłki zaowocują w przyszłości. Kończę narzekanie i zaczynam pisać artykuł.
Zacznijmy więc od podstawowych terminów sieciowych.
Co to jest sieć? Jest to zbiór urządzeń i systemów, które są ze sobą połączone (logicznie lub fizycznie) i komunikują się ze sobą. Obejmuje to serwery, komputery, telefony, routery i tak dalej. Rozmiar tej sieci może być tak duży jak Internet lub może składać się tylko z dwóch urządzeń połączonych kablem. Aby uniknąć bałaganu, dzielimy komponenty sieci na grupy:
1) Węzły końcowe: Urządzenia, które przesyłają i/lub odbierają jakiekolwiek dane. Mogą to być komputery, telefony, serwery, jakieś terminale lub cienkie klienty, telewizory.
2) Urządzenia pośrednie: Są to urządzenia łączące ze sobą węzły końcowe. Obejmuje to przełączniki, koncentratory, modemy, routery, punkty dostępu Wi-Fi.
3) Środowiska sieciowe: Są to środowiska, w których następuje bezpośredni transfer danych. Obejmuje to kable, karty sieciowe, różnego rodzaju złącza, medium transmisji powietrza. Jeśli jest to kabel miedziany, transmisja danych odbywa się za pomocą sygnałów elektrycznych. Na kablach światłowodowych za pomocą impulsów świetlnych. Cóż, z urządzeniami bezprzewodowymi, wykorzystującymi fale radiowe.
Zobaczmy wszystko na obrazku:
Na razie musisz po prostu zrozumieć różnicę. Szczegółowe różnice zostaną omówione później.
Moim zdaniem główne pytanie brzmi: do czego używamy sieci? Istnieje wiele odpowiedzi na to pytanie, ale omówię te najpopularniejsze, które są używane w życiu codziennym:
1) Zastosowania: Za pomocą aplikacji przesyłamy różne dane między urządzeniami, otwieramy dostęp do współdzielonych zasobów. Mogą to być zarówno aplikacje konsolowe, jak i aplikacje z interfejsem graficznym.
2) Zasoby sieciowe: Są to drukarki sieciowe, które są używane na przykład w biurze lub kamery sieciowe, które są obserwowane przez ochronę podczas przebywania na odludziu.
3) Przechowywanie: Korzystając z serwera lub stacji roboczej podłączonej do sieci, tworzona jest pamięć masowa dostępna dla innych. Wiele osób umieszcza tam swoje pliki, filmy, zdjęcia i udostępnia je innym użytkownikom. Przykładem, który przychodzi na myśl w podróży, jest dysk Google, dysk Yandex i podobne usługi.
4) Kopia zapasowa: Często w dużych firmach korzysta się z centralnego serwera, na którym wszystkie komputery kopiują ważne pliki w celu wykonania kopii zapasowej. Jest to konieczne do późniejszego odzyskania danych, jeśli oryginał zostanie usunięty lub uszkodzony. Istnieje ogromna liczba metod kopiowania: z kompresją wstępną, kodowaniem i tak dalej.
5) VoIP: Telefonia z wykorzystaniem protokołu IP. Obecnie jest stosowana wszędzie, ponieważ jest prostsza, tańsza od tradycyjnej telefonii i co roku ją zastępuje.
Z całej listy najczęściej wielu pracowało z aplikacjami. Dlatego przeanalizujemy je bardziej szczegółowo. Starannie wybiorę tylko te aplikacje, które są w jakiś sposób połączone z siecią. Dlatego nie biorę pod uwagę aplikacji typu kalkulator czy notatnik.
1) Ładowarki. Są to menedżery plików działające za pośrednictwem protokołu FTP, TFTP. Częstym przykładem jest pobieranie filmu, muzyki, zdjęć z hostingu plików lub innych źródeł. Ta kategoria obejmuje również kopie zapasowe, które są automatycznie tworzone przez serwer każdej nocy. Oznacza to, że są to wbudowane lub zewnętrzne programy i narzędzia, które wykonują kopiowanie i pobieranie. Ten rodzaj aplikacji nie wymaga bezpośredniej interwencji człowieka. Wystarczy określić miejsce, w którym ma zostać zapisany, a samo pobieranie rozpocznie się i zakończy.
Szybkość pobierania zależy od przepustowości. W przypadku tego typu aplikacji nie jest to całkowicie krytyczne. Jeśli np. plik zostanie pobrany nie za minutę, a za 10, to jest to tylko kwestia czasu, a to w żaden sposób nie wpłynie na integralność pliku. Trudności mogą pojawić się tylko wtedy, gdy musimy wykonać kopię zapasową systemu w ciągu kilku godzin, a ze względu na zły kanał i odpowiednio niską przepustowość zajmuje to kilka dni. Poniżej znajdują się opisy najpopularniejszych protokołów z tej grupy:
FTP jest to standardowy protokół komunikacyjny zorientowany na połączenie. Działa na protokole TCP (protokół ten zostanie szczegółowo omówiony później). Standardowy numer portu to 21. Najczęściej używany do przesyłania witryny do hosta internetowego i przesyłania jej. Najpopularniejszą aplikacją korzystającą z tego protokołu jest Filezilla. Tak wygląda sama aplikacja:
TFTP- jest to uproszczona wersja protokołu FTP, która działa bezpołączeniowo przez protokół UDP. Służy do uruchamiania obrazu na bezdyskowych stacjach roboczych. Szczególnie szeroko stosowany przez urządzenia Cisco do tego samego rozruchu obrazu i tworzenia kopii zapasowych.
aplikacje interaktywne. Aplikacje umożliwiające interaktywną wymianę. Na przykład model „człowiek-człowiek”. Kiedy dwie osoby za pomocą interaktywnych aplikacji komunikują się ze sobą lub wykonują wspólną pracę. Należą do nich: ICQ, e-mail, forum, na którym kilku ekspertów pomaga ludziom z problemami. Albo model człowiek-maszyna. Gdy osoba komunikuje się bezpośrednio z komputerem. Może to być zdalna konfiguracja bazy danych, konfiguracja urządzenia sieciowego. Tutaj, w przeciwieństwie do ładowarek, ważna jest stała interwencja człowieka. Oznacza to, że co najmniej jedna osoba jest inicjatorem. Przepustowość jest już bardziej wrażliwa na opóźnienia niż aplikacje do pobierania. Na przykład podczas zdalnej konfiguracji urządzenia sieciowego trudno będzie je skonfigurować, jeśli odpowiedź na polecenie wynosi 30 sekund.
Aplikacje w czasie rzeczywistym. Aplikacje umożliwiające przesyłanie informacji w czasie rzeczywistym. Właśnie ta grupa obejmuje telefonię IP, systemy strumieniowe, wideokonferencje. Aplikacje najbardziej wrażliwe na opóźnienia i przepustowość. Wyobraź sobie, że rozmawiasz przez telefon i to, co mówisz, rozmówca usłyszy za 2 sekundy i odwrotnie, jesteś od rozmówcy z tym samym interwałem. Taka komunikacja doprowadzi również do tego, że głosy znikną, a rozmowa będzie trudna do rozróżnienia, aw wideokonferencji zamieni się w bałagan. Średnio opóźnienie nie powinno przekraczać 300 ms. Ta kategoria obejmuje Skype, Lync, Viber (kiedy wykonujemy połączenie).
Porozmawiajmy teraz o tak ważnej rzeczy jak topologia. Dzieli się na 2 szerokie kategorie: fizyczny I logiczny. Bardzo ważne jest zrozumienie ich różnicy. Więc, fizyczny topologia, czyli jak wygląda nasza sieć. Gdzie znajdują się węzły, jakie sieciowe urządzenia pośredniczące są używane i gdzie się znajdują, jakie kable sieciowe są używane, jak są rozciągnięte i do którego portu są wpięte. logiczny topologia to sposób, w jaki pakiety będą przechodzić w naszej topologii fizycznej. Oznacza to, że fizyczny to sposób, w jaki ułożyliśmy urządzenia, a logiczny to, przez które urządzenia przejdą pakiety.
Teraz spójrzmy i przeanalizujmy typy topologii:
1) Topologia magistrali
Jedna z pierwszych topologii fizycznych. Najważniejsze było to, że wszystkie urządzenia były podłączone jednym długim kablem i zorganizowana była sieć lokalna. Terminatory były wymagane na końcach kabla. Zwykle była to rezystancja 50 omów, która była używana do zapewnienia, że sygnał nie odbija się w kablu. Jego zaletą była tylko łatwość instalacji. Pod względem wydajności był wyjątkowo niestabilny. Jeśli gdzieś w kablu doszło do przerwy, cała sieć pozostawała sparaliżowana do czasu wymiany kabla.
2) Topologia pierścienia
W tej topologii każde urządzenie jest podłączone do 2 sąsiadów. Tworząc w ten sposób pierścień. Tutaj logika jest taka, że komputer odbiera tylko z jednego końca, a wysyła tylko z drugiego. Oznacza to, że okazuje się, że transmisja odbywa się wokół pierścienia, a następny komputer pełni rolę przekaźnika sygnału. Z tego powodu zniknęła potrzeba stosowania terminatorów. W związku z tym, jeśli kabel został gdzieś uszkodzony, pierścień otworzył się i sieć przestała działać. Aby zwiększyć odporność na awarie, zastosowano podwójny pierścień, czyli do każdego urządzenia dochodzą dwa kable, a nie jeden. W związku z tym, jeśli jeden kabel ulegnie awarii, zapasowy pozostaje do pracy.
3) Topologia gwiazdy
Wszystkie urządzenia są podłączone do węzła centralnego, który jest już repeaterem. Współcześnie model ten stosowany jest w sieciach lokalnych, gdzie do jednego switcha podłączonych jest kilka urządzeń i pełni rolę pośrednika w transmisji. Tutaj tolerancja błędów jest znacznie wyższa niż w poprzednich dwóch. W przypadku zerwania kabla tylko jedno urządzenie wypada z sieci. Wszyscy inni nadal pracują cicho. Jeśli jednak łącze centralne ulegnie awarii, sieć przestanie działać.
4) Topologia pełnej siatki
Wszystkie urządzenia są ze sobą bezpośrednio połączone. To znaczy od każdego do każdego. Ten model jest chyba najbardziej odporny na błędy, ponieważ nie jest zależny od innych. Ale budowanie sieci na takim modelu jest trudne i kosztowne. Ponieważ w sieci z co najmniej 1000 komputerami będziesz musiał podłączyć 1000 kabli do każdego komputera.
5) Nie w pełni połączona topologia (ang. Partial-Mesh Topology)
Z reguły istnieje kilka opcji. Jest podobny w strukturze do w pełni połączonej topologii. Jednak połączenie nie jest budowane od każdego do każdego, ale przez dodatkowe węzły. Oznacza to, że węzeł A jest bezpośrednio połączony tylko z węzłem B, a węzeł B jest połączony zarówno z węzłem A, jak i węzłem C. Tak więc, aby węzeł A mógł wysłać wiadomość do węzła C, musi najpierw wysłać wiadomość do węzła B, a następnie węzeł B z kolei wyśle tę wiadomość do węzła C. Zasadniczo routery działają w tej topologii. Podam przykład z sieci domowej. Kiedy łączysz się z Internetem z domu, nie masz bezpośredniego kabla do wszystkich węzłów, a przesyłasz dane do swojego dostawcy, a on już wie, gdzie te dane mają zostać przesłane.
6) Topologia mieszana (angielska topologia hybrydowa)
Najpopularniejsza topologia, która łączy w sobie wszystkie powyższe topologie. Jest to struktura drzewa, która łączy wszystkie topologie. Jedna z najbardziej odpornych na awarie topologii, ponieważ w przypadku awarii dwóch lokalizacji tylko połączenie między nimi zostanie sparaliżowane, a wszystkie inne połączone witryny będą działać bezbłędnie. Dziś ta topologia jest stosowana we wszystkich średnich i dużych firmach.
A ostatnią rzeczą do demontażu są modele sieciowe. Na etapie narodzin komputerów sieci nie miały jednolitych standardów. Każdy sprzedawca korzystał z własnych, zastrzeżonych rozwiązań, które nie działały z technologiami innych dostawców. Oczywiście nie można było tego tak zostawić i trzeba było znaleźć wspólne rozwiązanie. Zadanie to przejęła Międzynarodowa Organizacja Normalizacyjna (ISO – International Organization for Standardization). Przestudiowali wiele modeli używanych w tym czasie, w wyniku czego wymyślili modelu OSI który został wydany w 1984 roku. Jego problem polegał tylko na tym, że rozwijano go przez około 7 lat. Podczas gdy eksperci spierali się, jak najlepiej to zrobić, inne modele zostały zmodernizowane i nabrały rozpędu. Obecnie model OSI nie jest używany. Jest używany tylko jako trening dla sieci. Osobiście uważam, że każdy szanujący się administrator powinien znać model OSI jako tabliczkę mnożenia. Chociaż nie jest używany w takiej postaci, w jakiej jest, zasady działania dla wszystkich modeli są do niego podobne.
Składa się z 7 poziomów, a każdy poziom pełni określoną rolę i zadania. Podzielmy od dołu do góry, co robi każdy poziom:
1) Warstwa fizyczna (warstwa fizyczna): określa sposób transmisji danych, jakie medium jest wykorzystywane (transmisja sygnałów elektrycznych, impulsów świetlnych czy radiowa), poziom napięcia, sposób kodowania sygnałów binarnych.
2) Warstwa łącza danych: przejmuje zadanie adresowania w sieci lokalnej, wykrywa błędy, sprawdza integralność danych. Jeśli słyszałeś o adresach MAC i protokole Ethernet, to znajdują się one na tym poziomie.
3) Warstwa sieciowa (warstwa sieciowa): warstwa ta zajmuje się łączeniem odcinków sieci i wyborem najlepszej ścieżki (tj. trasowaniem). Każde urządzenie sieciowe musi mieć unikalny adres sieciowy w sieci. Myślę, że wielu słyszało o protokołach IPv4 i IPv6. Protokoły te działają na tym poziomie.
4) Warstwa transportowa: Warstwa ta przejmuje funkcję transportową. Na przykład, gdy pobierasz plik z Internetu, plik jest wysyłany do komputera w segmentach. Wprowadza również koncepcje portów, które są potrzebne do określenia miejsca docelowego dla określonej usługi. W tej warstwie działają protokoły TCP (zorientowane na połączenie) i UDP (bezpołączeniowe).
5) Warstwa sesji (warstwa sesji): Rolą tej warstwy jest ustanowienie, zarządzanie i zakończenie połączenia między dwoma hostami. Na przykład, gdy otwierasz stronę na serwerze internetowym, nie jesteś jedynym odwiedzającym. Aby utrzymać sesje ze wszystkimi użytkownikami, potrzebujesz warstwy sesyjnej.
6) Warstwa prezentacji: Konstruuje informacje w formie czytelnej dla warstwy aplikacji. Na przykład wiele komputerów używa tabeli kodowania ASCII do wyświetlania informacji tekstowych lub formatu jpeg do wyświetlania obrazu graficznego.
7) Warstwa aplikacji (warstwa aplikacji): To chyba najbardziej zrozumiały poziom dla każdego. To na tym poziomie działają znane nam aplikacje - poczta, przeglądarki korzystające z protokołu HTTP, FTP i cała reszta.
Najważniejszą rzeczą do zapamiętania jest to, że nie możesz przeskakiwać z poziomu na poziom (na przykład z aplikacji na kanał lub z fizycznego na transport). Cała ścieżka musi przebiegać ściśle od góry do dołu i od dołu do góry. Takie procesy nazywamy kapsułkowanie(od góry do dołu) i deenkapsulacja(od dołu do góry). Warto również wspomnieć, że na każdym poziomie przekazywana informacja nazywana jest inaczej.
Na poziomie aplikacji, prezentacji i sesji przesyłane informacje określane są jako PDU (Protocol Data Units). W języku rosyjskim nazywane są również blokami danych, chociaż w moim kręgu nazywa się je po prostu danymi).
Informacje warstwy transportowej nazywane są segmentami. Chociaż koncepcja segmentów ma zastosowanie tylko do protokołu TCP. Protokół UDP wykorzystuje koncepcję datagramu. Ale z reguły to rozróżnienie jest ignorowane.
Warstwa sieciowa nazywana jest pakietami IP lub po prostu pakietami.
A na poziomie łącza danych - ramki. Z jednej strony to wszystko terminologia i nie odgrywa ona istotnej roli w nazwaniu przesyłanych danych, ale na egzamin lepiej znać te pojęcia. Podam więc mój ulubiony przykład, który pomógł mi w swoim czasie zrozumieć proces enkapsulacji i de-enkapsulacji:
1) Wyobraź sobie sytuację, że siedzisz w domu przy komputerze, aw pokoju obok masz swój lokalny serwer www. A teraz musisz pobrać z niego plik. Wpisujesz adres strony w swojej witrynie. Aktualnie korzystasz z protokołu HTTP, który działa w warstwie aplikacji. Dane są pakowane i schodzą do poziomu poniżej.
2) Odebrane dane kierowane są do warstwy prezentacyjnej. Tutaj dane te są uporządkowane i przeniesione do formatu, który można odczytać na serwerze. Pakuje się i schodzi poniżej.
3) Na tym poziomie tworzona jest sesja między komputerem a serwerem.
4) Ponieważ jest to serwer WWW i wymaga niezawodnego nawiązania połączenia oraz kontroli nad odbieranymi danymi, używany jest protokół TCP. Tutaj określamy port, na który będziemy pukać oraz port źródłowy, aby serwer wiedział, gdzie wysłać odpowiedź. Jest to konieczne, aby serwer zrozumiał, że chcemy dostać się do serwera WWW (domyślnie jest to port 80), a nie do serwera pocztowego. Pakuj się i ruszaj dalej.
5) Tutaj musimy określić na jaki adres wysłać paczkę. W związku z tym określamy adres docelowy (niech adres serwera to 192.168.1.2) i adres źródłowy (adres komputera 192.168.1.1). Odwracamy się i schodzimy w dół.
6) Pakiet IP spada, a następnie zaczyna działać warstwa łącza. Dodaje fizyczne adresy źródłowe i docelowe, które zostaną szczegółowo opisane w późniejszym artykule. Ponieważ mamy komputer i serwer w środowisku lokalnym, adresem źródłowym będzie adres MAC komputera, a adresem docelowym adres MAC serwera (jeśli komputer i serwer znajdowały się w różnych sieciach, adresowanie działałoby inaczej). Jeśli nagłówek był dodawany każdorazowo na wyższych poziomach, to tutaj dodawany jest również zwiastun, który wskazuje koniec ramki i gotowość wszystkich zebranych danych do wysłania.
7) I już warstwa fizyczna konwertuje odebrane dane na bity i wysyła je do serwera za pomocą sygnałów elektrycznych (jeśli jest to skrętka).
Proces deenkapsulacji jest podobny, ale w odwrotnej kolejności:
1) W warstwie fizycznej sygnały elektryczne są odbierane i przetwarzane na sekwencję bitów zrozumiałą dla warstwy łącza.
2) W warstwie łącza sprawdzany jest docelowy adres MAC (czy jest do niego adresowany). Jeśli tak, to ramka jest sprawdzana pod kątem integralności i braku błędów, jeśli wszystko jest w porządku, a dane są nienaruszone, przekazuje je na wyższy poziom.
3) Na poziomie sieci sprawdzany jest docelowy adres IP. A jeśli to prawda, dane idą w górę. Nie warto teraz wchodzić w szczegóły dlaczego mamy adresację na poziomie łącza i sieci. Jest to temat, który wymaga szczególnej uwagi, a różnice między nimi wyjaśnię szczegółowo później. Najważniejsze jest teraz zrozumienie, w jaki sposób dane są pakowane i rozpakowywane.
4) W warstwie transportowej sprawdzany jest port docelowy (nie adres). A po numerze portu okazuje się, do której aplikacji lub usługi adresowane są dane. Mamy serwer WWW, a numer portu to 80.
5) Na tym poziomie ustanawiana jest sesja między komputerem a serwerem.
6) Warstwa prezentacji widzi, jak wszystko powinno być ustrukturyzowane i sprawia, że informacje są czytelne.
7) Na tym poziomie aplikacje lub usługi rozumieją, co należy zrobić.
O modelu OSI napisano już wiele. Chociaż starałem się być jak najbardziej zwięzły i podkreślić najważniejsze. Tak naprawdę dużo napisano o tym modelu w Internecie i książkach, ale dla początkujących i przygotowujących się do CCNA to wystarczy. Z pytań na egzaminie dla tego modelu mogą być 2 pytania. Chodzi o to, żeby odpowiednio ułożyć poziomy i na jakim poziomie działa dany protokół.
Jak napisano powyżej, model OSI nie jest obecnie używany. W trakcie opracowywania tego modelu stos protokołów TCP/IP zyskiwał na popularności. To było znacznie prostsze i szybko zyskało popularność.
Tak wygląda stos:
Jak widać różni się on od OSI, a nawet zmienił nazwę niektórych poziomów. W rzeczywistości zasada jest taka sama jak w przypadku OSI. Ale tylko trzy najwyższe warstwy OSI: aplikacja, prezentacja i sesja są połączone w TCP/IP w jedną, zwaną aplikacją. Warstwa sieciowa zmieniła nazwę i nosi nazwę Internet. Transport pozostał ten sam i pod tą samą nazwą. A dwa niższe poziomy OSI: kanałowy i fizyczny są połączone w TCP/IP w jeden o nazwie - poziom dostępu do sieci. Stos TCP/IP w niektórych źródłach określany jest również jako model DoD (Departamentu Obrony). Według Wikipedii został opracowany przez Departament Obrony USA. Natknąłem się na to pytanie podczas egzaminu i nigdy wcześniej o nim nie słyszałem. W związku z tym pytanie: „Jak nazywa się warstwa sieciowa w modelu DoD?”, wprawiło mnie w osłupienie. Więc dobrze jest to wiedzieć.
Było kilka innych modeli sieciowych, które przez jakiś czas się utrzymywały. Był to stos protokołów IPX/SPX. Był używany od połowy lat 80-tych i przetrwał do końca lat 90-tych, kiedy to został zastąpiony przez TCP/IP. Został wdrożony przez firmę Novell i był ulepszoną wersją stosu protokołów Xerox Network Services firmy Xerox. Od dawna używany w sieciach lokalnych. Pierwszy raz zobaczyłem IPX/SPX w grze „Kozacy”. Wybierając grę sieciową, do wyboru było kilka stosów. I chociaż wydanie tej gry miało miejsce gdzieś w 2001 roku, oznaczało to, że IPX / SPX nadal znajdował się w sieciach lokalnych.
Kolejnym stosem, o którym warto wspomnieć, jest AppleTalk. Jak sama nazwa wskazuje, został wynaleziony przez firmę Apple. Powstał w tym samym roku, w którym miała miejsce premiera modelu OSI, czyli w 1984 roku. Nie wytrzymał długo i Apple zdecydowało się zamiast tego użyć protokołu TCP/IP.
Chcę też podkreślić jedną ważną rzecz. Token Ring i FDDI nie są modelami sieciowymi! Token Ring to protokół warstwy łącza, a FDDI to standard przesyłania danych oparty na protokole Token Ring. Nie jest to najważniejsza informacja, ponieważ nie znajdziesz teraz tych pojęć. Ale najważniejszą rzeczą do zapamiętania jest to, że nie są to modele sieciowe.
Tak więc artykuł na pierwszy temat dobiegł końca. Chociaż powierzchowne, rozważono wiele koncepcji. Najważniejsze z nich zostaną szerzej omówione w kolejnych artykułach. Mam nadzieję, że teraz sieci nie będą już wydawały się niemożliwe i przerażające i łatwiej będzie czytać mądre książki). Jeśli zapomniałem o czymś wspomnieć, jeśli masz dodatkowe pytania lub jeśli ktoś ma coś do dodania do tego artykułu, zostaw komentarz lub zapytaj osobiście. Dziękuje za przeczytanie. Przygotuję następny temat.
Wyślij swoją dobrą pracę w bazie wiedzy jest prosta. Skorzystaj z poniższego formularza
Studenci, doktoranci, młodzi naukowcy, którzy korzystają z bazy wiedzy w swoich studiach i pracy, będą Wam bardzo wdzięczni.
Podobne dokumenty
Długość linii przesyłowych. Moc zainstalowana stacji transformatorowych. Wskaźniki energetyczne sieci. Całkowite maksymalne aktywne obciążenie konsumentów. Roczna użyteczna dostawa energii elektrycznej. Straty mocy w sieci elektrycznej.
praca dyplomowa, dodano 24.07.2012
Opracowanie schematów sieci elektroenergetycznej regionu i wstępny podział mocy. Dobór napięć znamionowych linii, przekrojów i gatunków przewodów, transformatorów. Wyznaczanie strat mocy w transformatorach, bilansowanie mocy czynnej i biernej.
praca dyplomowa, dodano 04.09.2010
Opracowanie schematów sieci elektrycznej dzielnicy. Wstępny podział pojemności. Dobór napięć znamionowych linii, przekrojów i marek przewodów. Wyznaczanie strat mocy w liniach. Dobór transformatorów i obwodów stacji. Obliczanie liczby linii.
praca dyplomowa, dodano 04.05.2010
Rozbudowa sieci elektrycznej powiatu i wstępny rozdział mocy. Dobór napięć znamionowych, przekrojów i marek przewodów. Wyznaczanie strat mocy w transformatorach. Bilans mocy czynnej i biernej w systemie. Wybór schematów podstacji.
praca dyplomowa, dodano 16.06.2014
Budowa wariantów schematu sieci elektrycznej. Wstępne obliczenia rozpływów mocy. Dobór napięć nominalnych dla sieci pierścieniowej. Wyznaczanie rezystancji i przewodnictwa linii elektroenergetycznych. Sprawdzanie sekcji pod kątem ograniczeń technicznych.
praca semestralna, dodano 29.03.2015
Wybór opcji rozwoju istniejącej sieci. Dobór napięć znamionowych budowanych linii napowietrznych promieniowej wersji sieci. Wyznaczanie przekrojów przewodów konstruowanych linii promieniowej wersji sieci. Dobór transformatorów obniżających napięcie w podstacji.
praca semestralna, dodano 22.07.2014
Wybór wariantów schematu połączeń sieciowych, ich uzasadnienie i wymagania. Wyznaczanie napięć znamionowych sieci, przekrojów przewodów, weryfikacja ograniczeń technicznych. Przybliżona definicja strat napięciowych. Zestawienie bilansów mocy.
praca semestralna, dodano 23.11.2014
Opracowywanie opcji schematu sieci elektrycznej i wybór najbardziej racjonalnego z nich. Obliczanie rozkładu przepływu, napięć znamionowych, mocy w sieci. Dobór urządzeń kompensacyjnych, transformatorów i przekrojów przewodów napowietrznych linii elektroenergetycznych.
praca semestralna, dodano 24.11.2013
Federalna Agencja Edukacji
Państwowa instytucja edukacyjna wyższego szkolnictwa zawodowego
Amurski Uniwersytet Państwowy
(GOU VPO „AmSU”)
Departament Energii
PROJEKT KURSU
na temat: Projektowanie sieci elektroenergetycznej
dyscyplina Systemy i sieci elektroenergetyczne
Wykonawca
grupa studencka 5402
AV Krawcow
Kierownik
NV Savina
Błagowieszczeńsk 2010
Wstęp
1. Charakterystyka obszaru projektowania sieci elektrycznych
1.1 Analiza zasilania
1.2 Charakterystyka konsumentów
1.3 Charakterystyka warunków klimatycznych i geograficznych
2. Obliczanie i prognozowanie charakterystyk probabilistycznych
2.1 Kolejność obliczania charakterystyk probabilistycznych
3. Opracowanie możliwych wariantów programu i ich analiza
3.1 Opracowanie możliwych opcji konfiguracji sieci elektroenergetycznej i wybór konkurencyjnych
3.2 Szczegółowa analiza opcji konkurencyjnych
4. Wybór optymalnego wariantu schematu sieci elektrycznej
4.1 Algorytm obliczania obniżonych kosztów
4.2 Porównanie konkurencyjnych opcji
5. Obliczanie i analiza warunków stanu ustalonego
5.1 Ręczne obliczanie obciążenia maksymalnego
5.2 Obliczanie wartości maksymalnej, minimalnej i poawaryjnej oraz trybu na PVC
5.3 Analiza stanu ustalonego
6. Regulacja rozpływów napięć i mocy biernej w przyjętej wersji sieci
6.1 Metody regulacji napięcia
6.2 Regulacja napięcia w podstacjach obniżających napięcie
7. Określenie kosztu energii elektrycznej
Wniosek
Lista wykorzystanych źródeł
WSTĘP
Elektroenergetyka Federacji Rosyjskiej została zreformowana jakiś czas temu. Było to konsekwencją nowych trendów rozwojowych we wszystkich sektorach.
Główne cele reformy elektroenergetyki Federacji Rosyjskiej to:
1. Wsparcie surowcowe i infrastrukturalne dla wzrostu gospodarczego, przy jednoczesnym wzroście efektywności elektroenergetyki;
2. Zapewnienie bezpieczeństwa energetycznego państwa, zapobiegające ewentualnemu kryzysowi energetycznemu;
3. Zwiększenie konkurencyjności rosyjskiej gospodarki na rynku zagranicznym.
Główne zadania reformy elektroenergetyki Federacji Rosyjskiej to:
1. Stworzenie konkurencyjnych rynków energii elektrycznej we wszystkich regionach Rosji, w których organizacja takich rynków jest technicznie możliwa;
2. Stworzenie skutecznego mechanizmu redukcji kosztów w zakresie wytwarzania (wytwarzania), przesyłu i dystrybucji energii elektrycznej oraz poprawy kondycji finansowej organizacji z branży;
3. Stymulowanie oszczędności energii we wszystkich sferach gospodarki;
4. Stworzenie dogodnych warunków do budowy i eksploatacji nowych mocy do wytwarzania (wytwarzania) i przesyłu energii elektrycznej;
5. Stopniowa eliminacja subsydiowania skrośnego różnych regionów kraju i grup odbiorców energii elektrycznej;
6. Stworzenie systemu wsparcia dla warstw ludności o niskich dochodach;
7. Zachowanie i rozwój jednolitej infrastruktury elektroenergetyki, w tym sieci magistralnych i sterowania dyspozytorskiego;
8. Demonopolizacja rynku paliw dla elektrociepłowni;
9. Stworzenie regulacyjnych ram prawnych dla reformy przemysłu, regulujących jego funkcjonowanie w nowych warunkach ekonomicznych;
10. Reforma systemu państwowej regulacji, zarządzania i nadzoru w elektroenergetyce.
Na Dalekim Wschodzie po reformie nastąpił podział według rodzajów działalności: działalność wytwórczą, przesyłową i sprzedażową rozdzielono na odrębne spółki. Ponadto przesył energii elektrycznej przy napięciu 220 kV i wyższym jest realizowany przez JSC FGC, a przy napięciu 110 kV i niższym przez JSC DRSK. Tak więc podczas projektowania poziom napięcia (miejsce przyłączenia) będzie determinował organizację, od której w przyszłości konieczne będzie zapytanie o warunki techniczne przyłączenia.
Celem tego KP jest zaprojektowanie sieci elektroenergetycznej w celu niezawodnego zasilania odbiorców wymienionych w zadaniu projektowym
Osiągnięcie celu wymaga wykonania następujących zadań:
Tworzenie opcji sieciowych
Wybór optymalnego schematu sieci
Dobór rozdzielnic WN i NN
Kalkulacja ekonomicznego porównania opcji sieciowych
Obliczanie trybów elektrycznych
1. CHARAKTERYSTYKA OBSZARU PROJEKTOWANIA SIECI ELEKTRYCZNYCH
1.1 Analiza zasilania
Jako źródła zasilania (PS) w zadaniu podano: TPP i URP.
Na terytorium Chabarowska głównymi adresami IP są elektrownie cieplne. CHPP-1 i CHPP-3 w Chabarowsku znajdują się bezpośrednio w mieście Chabarowsk, a na północy Terytorium Chabarowskiego znajdują się CHPP-1, CHPP-2, Maiskaya GRES (MGRES), Amurskaya CHPP. Wszystkie wyznaczone elektrociepłownie mają szyny 110 kV, a KhTES-3 ma również szyny 220 kV. MGRES działa tylko na autobusach 35 kV
W Chabarowsku Elektrociepłownia-1 jest „starsza” (uruchomienie większości bloków turbinowych – lata 60. Dystrykt Północny, niedaleko KhNPZ.
Khabarovskaya CHPP-3 - nowa elektrociepłownia ma najwyższe wskaźniki techniczne i ekonomiczne wśród elektrociepłowni systemu energetycznego i IPS Wschodu. Czwarty blok elektrociepłowni (T-180) został oddany do eksploatacji w grudniu 2006 roku, po czym moc zainstalowana elektrowni osiągnęła 720 MW.
Jedna ze stacji 220/110 kV lub duża stacja 110/35 kV może być traktowana jako URP, w zależności od racjonalnego napięcia dla wybranego wariantu sieci. Podstacja 220/110 kV na terytorium Chabarowska to: Podstacja „Chekhtsir”, Podstacja „RC”, Podstacja „Knyazevolklnka”, Podstacja „Urgal”, Podstacja „Start”, Podstacja „Parus” itp.
Warunkowo przyjmiemy, że Elektrociepłownia Chabarowsk-3 zostanie przyjęta jako TPP, a Podstacja Chechcir jako CRP.
Rozdzielnica napowietrzna 110 kV KhTETs-3 jest wykonana według schematu dwóch działających systemów szyn zbiorczych z obejściem i łącznikiem sekcyjnym, aw podstacji „Chechtsir” - jednego działającego sekcyjnego systemu szyn zbiorczych z obejściem.
1.2 Charakterystyka konsumentów
Na terytorium Chabarowska największa część konsumentów koncentruje się w dużych miastach. Dlatego przy obliczaniu charakterystyk probabilistycznych za pomocą programu „Obliczenia sieciowe” przyjęto stosunek odbiorców podany w tabeli 1.1.
Tabela 1.1 - Charakterystyka struktury odbiorców w projektowanych stacjach elektroenergetycznych
1.3 Charakterystyka warunków klimatycznych i geograficznych
Kraj Chabarowski jest jednym z największych regionów Federacji Rosyjskiej. Jego powierzchnia wynosi 788,6 tys. km2, co stanowi 4,5 proc. terytorium Rosji i 12,7 proc. dalekowschodniego regionu gospodarczego. Terytorium Terytorium Chabarowskiego znajduje się w formie wąskiego pasa na wschodnich obrzeżach Azji. Na zachodzie granica zaczyna się od Amuru i silnie wije się, biegnie na północ, najpierw wzdłuż zachodnich ostrog Pasma Bureinskiego, następnie wzdłuż zachodnich ostrog Pasma Turan, Pasm Ezoy i Yam-Alin, wzdłuż Dzhagdy i Dzhug -Dyr Zakresy. Dalej granica, przecinająca grzbiet Stanovoi, biegnie wzdłuż górnego dorzecza rzek Maya i Uchur, na północnym zachodzie wzdłuż grzbietów Ket-Kap i Oleg-Itabyt, na północnym wschodzie wzdłuż grzbietu Suntar-Khayat.
Przeważająca część terytorium ma górzystą rzeźbę. Równiny zajmują znacznie mniejszą część i rozciągają się głównie wzdłuż dorzeczy rzek Amur, Tugura, Uda i Amgun.
Klimat jest umiarkowanie monsunowy, z mroźnymi zimami z niewielką ilością śniegu i gorącymi, wilgotnymi latami. Średnia temperatura stycznia: od -22 o C na południu do -40 stopni na północy, na wybrzeżu od -15 do -25 o C; Lipiec: od +11 o C - w części nadmorskiej do +21 o C w głębi lądu i na południu. Opady rocznie wahają się od 400 mm na północy do 800 mm na południu i 1000 mm na wschodnich zboczach Sikhote-Alin. Okres wegetacji na południu regionu wynosi 170-180 dni. Skały wiecznej zmarzliny są szeroko rozpowszechnione na północy.
Wstęp
Podstacja elektryczna to instalacja przeznaczona do przetwarzania i dystrybucji energii elektrycznej. Podstacje składają się z transformatorów, szyn zbiorczych i aparatów łączeniowych, a także urządzeń pomocniczych: przekaźnikowych urządzeń zabezpieczających i automatyki, przyrządów pomiarowych. Podstacje są przeznaczone do łączenia generatorów i odbiorców z liniami energetycznymi, a także do łączenia poszczególnych części instalacji elektrycznej.
Nowoczesne systemy energetyczne składają się z setek powiązanych ze sobą elementów, które na siebie wpływają. Projektowanie należy wykonać z uwzględnieniem podstawowych warunków wspólnego działania elementów, które mają wpływ na tę część projektowanej instalacji. Planowane warianty projektowe muszą spełniać następujące wymagania: niezawodność, wydajność, łatwość obsługi, jakość energetyczna oraz możliwość dalszej rozbudowy.
W trakcie projektowania kursu nabywane są umiejętności posługiwania się literaturą przedmiotu, GOST, jednolitymi normami i wskaźnikami zagregowanymi, tabelami.
Zadaniem przedmiotu projektowego jest poznanie praktycznych metod inżynierskich służących do rozwiązywania skomplikowanych zagadnień budowy linii elektroenergetycznych, stacji elektroenergetycznych oraz innych elementów sieci i systemów elektroenergetycznych, a także dalszy rozwój umiejętności obliczeniowych i graficznych niezbędnych do pracy projektowej. Specyfika projektowania systemów i sieci elektrycznych polega na ścisłym związku obliczeń technicznych i ekonomicznych. Wybór najbardziej letniego wariantu podstacji elektrycznej dokonywany jest nie tylko na podstawie obliczeń teoretycznych, ale także na podstawie różnych rozważań.
PRZYKŁAD OBLICZENIA JEDNEGO Z WARIANTÓW SCHEMATÓW
OKOLICOWA SIEĆ ELEKTRYCZNA
Wstępne dane
Skala: w 1 komórce - 8,5 km;
Współczynnik mocy w podstacji „A”, rel. jednostki: ;
Napięcie na szynach podstacji „A”, kV: 
, 
;
Liczba godzin użytkowania maksymalnego obciążenia: 
;
Maksymalne obciążenie czynne w podstacjach, MW: 
, 
, 
, 
, 
;
Czas trwania przeciążenia transformatorów mocy w ciągu doby: 
;
Współczynniki mocy biernej obciążenia w stacjach mają następujące wartości: 
, 
, 
, 
, 
.
W skład odbiorców we wszystkich stacjach wchodzą odbiory kategorii I i II pod względem niezawodności zasilania z przewagą odbiorów kategorii II.
1.1. Położenie geograficzne zasilania „A” i 5 węzłów odbiorczych
Wybór konfiguracji sieci dystrybucyjnej
Wybór racjonalnej konfiguracji sieci dystrybucyjnej jest jednym z głównych problemów do rozwiązania na początkowych etapach projektowania. Wybór schematu sieci dokonywany jest na podstawie technicznego i ekonomicznego porównania szeregu jego opcji. Porównywalne warianty muszą spełniać warunki technicznej wykonalności każdego z nich pod względem parametrów głównego wyposażenia elektrycznego (przewody, transformatory itp.), a także być równoważne pod względem niezawodności zasilania odbiorców należących do pierwsza kategoria wg.
Opracowanie opcji należy rozpocząć w oparciu o następujące zasady:
a) układ sieci powinien być jak najprostszy (rozsądnie), a przesył energii elektrycznej do odbiorców powinien odbywać się możliwie najkrótszą drogą, bez zwrotnych przepływów mocy, co zmniejsza koszty budowy linii oraz ogranicza straty mocy i energii elektrycznej;
b) schematy połączeń elektrycznych rozdzielnic podstacji obniżających napięcie również powinny być możliwie (w miarę) proste, co zapewni obniżenie kosztów ich budowy i eksploatacji oraz zwiększenie niezawodności ich działania;
c) należy dążyć do realizacji sieci elektroenergetycznych z minimalną wielkością przemian napięciowych, co zmniejsza wymaganą moc zainstalowaną transformatorów i autotransformatorów oraz straty mocy i energii elektrycznej;
d) schematy sieci elektrycznych muszą zapewniać niezawodność i wymaganą jakość zasilania odbiorców oraz zapobiegać przegrzaniu i przeciążeniu wyposażenia elektrycznego linii i podstacji (prądami w różnych trybach sieci, wytrzymałością mechaniczną itp.)
Zgodnie z PUE, jeżeli w stacji znajdują się odbiorcy kategorii I i II, zasilanie z sieci systemu elektroenergetycznego musi być realizowane przez co najmniej dwie linie podłączone do niezależnych źródeł zasilania. Biorąc pod uwagę powyższe oraz biorąc pod uwagę alternatywne cechy i wskaźniki niektórych typów schematów sieci, zaleca się tworzenie przede wszystkim wariantów schematów sieci: radialnego, radialno-głównego i najprostszych typów pierścieni.
W oparciu o powyższe warunki wykonamy dziesięć opcji schematów sieci elektrycznej (ryc. 1.2.).
Schemat nr 1 Schemat nr 2
Schemat nr 3 Schemat nr 4
Schemat nr 4 Schemat nr 5
Schemat nr 7 Schemat nr 8
Ryc.1.2. Opcje konfiguracji schematów sieci elektrycznych.
Z opracowanych schematów do dalszych obliczeń zestawu wskaźników i cech wybieramy dwie najbardziej racjonalne opcje (nr 1 i nr 2).
I. Wariant I (schemat nr 1) polega na przyłączeniu stacji nr 1, 2, 3, 4, 5 do węzła A dwutorowymi liniami promieniowymi (budowa jednotorowych i dwutorowych linii 110 kV o o łącznej długości 187 km).
II. Wariant II (schemat nr 2) obejmuje przyłączenie podstacji nr 3 i nr 2 do pierścienia od węzła A, przyłączenie podstacji nr 4 i nr 5 do pierścienia od węzła A, przyłączenie podstacji nr 1 do węzła A liniami promieniowymi dwutorowymi (budowa linii jednotorowych i dwutorowych 110 kV o łącznej długości 229,5 km).
