Vývoj možností konfigurácie elektrickej siete. Projektovanie rozvoja elektrickej siete Čo urobíme s prijatým materiálom?

1. Vývoj 4-5 možností konfigurácie siete

Pri výbere možností musia byť splnené dve podmienky: sieť by mala byť čo najkratšia; Pre každého spotrebiteľa musí byť v závislosti od jeho kategórie zabezpečený primeraný stupeň spoľahlivosti.

V súlade s PUE musia byť záťaže 1. a 2. kategórie napájané elektrinou z dvoch nezávislých zdrojov energie a prerušenie ich napájania je povolené len na dobu automatického obnovenia napájania. Je povolené dodávať spotrebiteľom 2. kategórie z jedného zdroja príslušnú štúdiu uskutočniteľnosti. Pre výkonové prijímače 3. kategórie postačuje napájanie po jednom vedení, napájané z jedného zdroja alebo formou odbočky z blízko prechádzajúceho vedenia. V tejto fáze návrhu sa odporúča použiť celkovú dĺžku vedení ako kritérium na porovnanie možností siete. Dĺžku vysokonapäťových (jednookruhových) vedení zväčšujeme o 20 % z dôvodu pravdepodobnej odchýlky trasy elektrického vedenia od dĺžky priameho vedenia v dôsledku zmien terénu. Dĺžky dvojokruhových vedení sa násobia 1,4 – o toľko je dvojokruhové vedenie drahšie v porovnaní s jednookruhovým.

Toto kritérium je založené na predpoklade, že všetky možnosti obvodu majú rovnakú triedu menovitého napätia a sú vyrobené s rovnakým prierezom vodičov vo všetkých sekciách a používajú sa rovnaké typy podpier, konštrukcie fáz atď.

Konfigurácia možností siete je znázornená na obrázku 1.1.

Na základe vyššie uvedeného akceptujeme pre ďalšie výpočty možnosti 1 a 2. Obe možnosti majú najkratšiu dĺžku siete elektrického vedenia, spĺňajú požiadavky na počet prípojok spotrebiteľským kategóriám a majú kruhové obvody.

Obrázok 1.1 - Možnosti konfigurácie siete

2. Približné výpočty distribúcie prietoku v normálnom režime najväčších zaťažení pre dve možnosti siete

Vypočítajme spotrebiteľské zaťaženie:

kde Q = P*tgts,

kde P je aktívny výkon spotrebiteľov, MW;

tgс=0,672 - činiteľ jalového výkonu spotrebiteľa, stanovený na základe cosс=0,83.

Pre PS2:

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

S = 14+j9,4 MB*A

Výsledky výpočtu sú zhrnuté v tabuľke 2.1

Tabuľka 2.1 Hodnoty zaťaženia spotrebiteľa

Spotrebitelia

Kategória

Vyvažovacia jednotka

Na určenie menovitých napätí a prierezov vodičov pre vybrané konfigurácie siete je potrebné vypočítať výkonové toky vo vetvách obvodu. V prvej fáze návrhu je potrebné tento problém približne vyriešiť. Ako približnú metódu používame metódu obrysových rovníc, t.j. metóda, pri ktorej sa výpočet rozloženia toku uskutočňuje v dvoch stupňoch, pričom v prvom stupni sa výpočet vykonáva bez zohľadnenia strát výkonu a strát napätia a v druhom sa výpočty spresňujú s prihliadnutím na straty. Použijú sa tu výsledky získané v prvej fáze elektrického výpočtu. Aby sme vytvorili predpoklady pre možnosť použitia tejto metódy, vychádzame z nasledujúcich predpokladov:

Menovité napätia vedení sú rovnaké;

Prierezy vodičov vedení sú rovnaké, preto sú ich odpory úmerné ich dĺžkam, vodivosti vedení sa neberú do úvahy;

Straty výkonu v transformátoroch sa neberú do úvahy.

Výpočet približného rozdelenia prietoku pre možnosť č.1

S jedným zdrojom energie vypočítame výkon v hlavových častiach pomocou výrazu:

kde l n a l ∑ sú dĺžky protiľahlých ramien a súčet ramien.

Vyšetrenie:

Rozloženie energie v iných oblastiach vypočítame pomocou prvého Kirchhoffovho zákona.

Výsledky výpočtu zohľadňujúce smery tokov energie sú znázornené na obrázku 2.1.

Obrázok 2.1 - Výsledky výpočtu zohľadňujúce smery tokov energie pre možnosť č

Výpočet približného rozdelenia prietoku pre možnosť č.2

Približné rozdelenie prietoku pre variant č.2 vypočítame podobne ako pri variante č.1.

Vyšetrenie

Výsledky výpočtu zohľadňujúce smery tokov energie sú znázornené na obrázku 2.2.

Obrázok 2.2 - Výsledky výpočtu zohľadňujúce smery tokov energie pre možnosť č

3. Výber menovitého napätia a počtu obvodov vedenia

Menovité napätie je hlavným sieťovým parametrom, ktorý určuje celkové rozmery vedení, transformátorov, rozvodní, spínacích zariadení a ich cenu.

Zvolené napätie musí zodpovedať akceptovaným systémom menovitého napätia v elektrickej sieti regiónu. Predbežný výber menovitých napätí sa vykonáva podľa ekonomických zón alebo podľa empirických vzorcov:

Stillov vzorec:

Illarionov vzorec:

Zaleského vzorec:

kde l a P sú dĺžka vedenia, km a výkon na okruh vedenia. MW

Vo všetkých prípadoch sú nezávislými premennými pri výbere menovitých napätí dĺžky vedení a nimi pretekajúce činné výkony, ktoré boli stanovené v štádiu predbežného rozdelenia prietoku.

Vypočítajme napätia podľa ekonomických zón a empirických vzorcov pre sekciu 1-2 možnosti č.

Vedenie 1-2 je jednookruhové, 39,6 km dlhé, prenášaný činný výkon P = 38,113 MW. V priesečníku súradníc osí spadá požadovaný bod do zóny U=110 kV. Predbežne predpokladáme pre toto vedenie napätie 110 kV.

Stillov vzorec:

Illarionov vzorec:

Zaleského vzorec:

Nakoniec akceptujeme menovité napätie 110 kV v sekcii siete 1-2 možnosti č.

Výpočty vykonávame podobne pre zvyšné úseky siete. Výsledky výpočtu sú zhrnuté v tabuľke 3.1

Tabuľka 3.1 - Predbežný výber menovitého napätia elektrických vedení

Číslo riadku podľa schémy	Dĺžka trate, km	Prenesený činný výkon, MW	Odhadované menovité napätie, kV				Akceptované menovité napätie, kV
			podľa ekonomických zón	Podľa empirických vzorcov
					Illarionova	Zálesský
možnosť 1
Možnosť 2

V časti 5-1 prvej možnosti akceptujeme dvojokruhové vedenie s menovitým napätím 110 kV.

V ostatných úsekoch siete akceptujeme jednookruhové elektrické vedenia s menovitým napätím 110 kV.

4. Výber prierezu drôtu a v prípade potreby približný výkon kompenzačných zariadení. Objasnenie konfigurácie siete

Drôty nadzemného vedenia sústavy tvoriacej siete sú zvolené z ekonomických dôvodov a sú kontrolované podľa prípustného vykurovacieho prúdu v pohavarijných režimoch, ako aj podľa korónových podmienok pre vedenia 110 kV a vyššie. Tieto kritériá sú na sebe nezávislé a zvolený prierez vodiča musí spĺňať každé z nich. Výsledky výpočtu je možné prezentovať vo forme tabuľky 4.1. Tieto výpočty sa vykonávajú pre každú z uvažovaných možností.

Prierezy drôtov sú určené ekonomickou hustotou prúdu pomocou vzorca:

I-prúd vo vodiči počas normálnej prevádzky siete, A;

J e - ekonomická prúdová hustota, určená v závislosti od materiálu prúdovodného vodiča, konštrukcie vedenia a doby využitia maximálneho zaťaženia, A/mm 2.

Čas využitia maximálneho zaťaženia je podľa úlohy T max =5100 hodín pre PS2 a PSZ a T m ax =5200 hodín pre PS4 a PS5.

Pretože hodnoty T m ax sú pre spotrebiteľov rôzne, potom pre uzavretú sieť nájdeme T av:

Pre možnosť č. 1:

Pre možnosť číslo 2:

Podľa parametra T avg a tabuľky. 5.1 akceptujeme vypočítanú hodnotu hustoty ekonomického prúdu rovnajúcu sa 1 A/mm 2.

Kontrola stavu koróny:

U pa b - prevádzkové napätie;

U cr - kritický korónový stres;

m 0 - koeficient zohľadňujúci stav povrchu drôtu, pre lankové drôty m 0 =0,85;

m n - koeficient zohľadňujúci poveternostné podmienky, m n = 1 v suchom a jasnom počasí;

d - koeficient relatívnej hustoty vzduchu, berúc do úvahy barometrický tlak a teplotu vzduchu, d=1;

r - polomer drôtu, cm;

D je vzdialenosť medzi osami vodičov trolejového vedenia, viď. Podľa str. -hliníkové drôty akosti AC s priemerom minimálne 11,3 mm (podľa podmienok tvorby korunky). Najmenší prierez drôtu musí spĺňať podmienku: . Ak je kritické napätie nižšie ako prevádzkové (nominálne), mali by sa prijať opatrenia na zvýšenie kritického napätia, t.j. vziať väčšiu časť.

Tabuľka 4.1 - Výber častí drôtu nadzemného vedenia

Poradové číslo	Konštrukčný výkon, MB*A	Navrhnite prierez drôtu podľa ekonomických podmienok, mm 2	Testovanie koróny, kV	Kontrola prípustného vykurovacieho prúdu, A	Akceptovaný prierez a značka drôtu
možnosť 1
Možnosť 2

Pre kontrolu vybraných vykurovacích sekcií v uzavretej sieti nájdeme rozdelenie prietoku v rôznych pohavarijných režimoch a zodpovedajúce prúdy. Výsledky výpočtu sú zhrnuté v tabuľke 4.2.

Tabuľka 4.2 - Výsledky výpočtu pohavarijného režimu

Číslo pobočky	Prúd, A, keď je sieť odpojená					Maximálna hodnota prúdu, A
možnosť 1
Možnosť 2 možnosť 2

Vo všetkých častiach siete prúd v režime po núdzovom režime neprekračuje povolený vykurovací prúd pre zvolené vodiče. Konfigurácia siete pre možnosti 1 a 2 zostáva rovnaká ako na začiatku výpočtov.

Podľa technologických konštrukčných noriem pre vzdušné elektrické vedenia s napätím 35 kV a vyšším.

5. Výber počtu a výkonu transformátorov v rozvodniach

V rozvodniach napájajúcich spotrebiteľov kategórie I a II musí byť počet transformátorov pre neprerušované napájanie najmenej dva. Odporúča sa zvoliť výkon transformátorov na základe podmienok celého zaťaženia spotrebiteľa, keď jeden transformátor zlyhá, a berúc do úvahy prípustné preťaženie až do 40%:

Výkon jednotransformátorovej rozvodne je určený maximálnym zaťažením transformátora v normálnom režime (až 100%).

Faktor zaťaženia transformátora v normálnom a po núdzovom režime:

Zvážme výber transformátorov na príklade rozvodne 5.

Určme výkon pripojený v momente maxima:

Výkon transformátora s prihliadnutím na prípustné preťaženie do 40%:

Podľa tabuľky 2.2 akceptujeme dva transformátory typu TDN-2500/110.

Koeficient zaťaženia transformátorov v normálnom a pohavarijnom režime:

Podobne vyberieme transformátory pre zvyšné rozvodne. Výsledky výpočtu zhrnieme v tabuľke 5.1.

Tabuľka 5.1 - Výber počtu a výkonu transformátorov

Číslo rozvodne	Celkový výkon pripojený v momente maxima, MV*A	Výkon transformátorov s prihliadnutím na prípustné preťaženie, MV*A	Počet vybraných transformátorov	Menovitý výkon každého z vybraných transformantov
					V normálnom režime %	V núdzovom režime, %

Tabuľka 5.2 - Parametre transformátora

Typ a výkon, MV*A	U menovité vinutia, kV
TRDN - 25 000/110
TDN - 16000/110
TDTN - 25000/110
TDN - 16000/110

6. Technické a ekonomické porovnanie možností

Pri vykonávaní technického a ekonomického porovnania 2 možností je povolené použiť zjednodušené metódy výpočtu, a to: pri určovaní distribúcie výkonu v sieti nezohľadňovať straty výkonu v transformátoroch a vedeniach; nájsť distribúciu energie v uzavretých sieťach nie podľa odporov vedenia, ale podľa ich dĺžok; neberú do úvahy vplyv nabíjacieho výkonu vedení; určiť stratu napätia na základe menovitého napätia.

Ročné prevádzkové náklady a náklady na prenos elektriny úplne necharakterizujú nárast produktivity práce na jednotku výkonu, nedávajú úplný obraz o efektívnosti, keďže nezohľadňujú mzdové náklady na výrobu nadbytočného produktu. Úplné posúdenie efektívnosti kapitálových investícií a ziskovosti konkrétnej štruktúry možno dosiahnuť len zohľadnením nákladov na všetku spoločenskú prácu potrebnú na výrobu produktov.

Tieto náklady možno určiť pomocou vzorca:

štandardný pomer efektívnosti investícií;

K - kapitálové náklady na výstavbu elektrickej siete;

Investičné náklady na výstavbu elektrického vedenia:

K 0 - náklady na výstavbu nadzemného elektrického vedenia na 1 km dĺžky.

Náklady na linky počítame v cenách gólov z roku 1991 pre dve možnosti. Výsledky sú zhrnuté v tabuľke 6.1

Tabuľka 6.1 - Náklady na linku

Počet vetiev okruhu	Dĺžka trate, km	Značka a prierez drôtu, počet vetiev	Jednotková cena tisíc rubľov / km	Celkové náklady na linku tisíc rubľov.
možnosť 1
Možnosť 2

Investičné náklady na výstavbu rozvodne:

Náklady na transformátory, tisíc rubľov;

Náklady na výstavbu otvorených rozvádzačov, tisíc rubľov;

Pevná časť nákladov na rozvodne, tisíc rubľov.

Tieto údaje sú uvedené v tabuľkách. Výsledky výpočtov nákladov na rozvodne pre dve možnosti sú zhrnuté v tabuľke 6.2.

Tabuľka 6.2 - Náklady na rozvodne

Číslo uzla	Náklady na transformátory, tisíc rubľov.	Pevná časť nákladov, tisíc rubľov.	Náklady na rozvádzače, tisíc rubľov.	Celkové náklady na rozvodňu, tisíc rubľov.

Investičné náklady na výstavbu elektrickej siete:

Ročné prevádzkové náklady:

Zrážky za odpisy a údržbu, %;

- pre energetické zariadenia;

Pre nadzemné elektrické vedenia

DW - straty energie v transformátoroch a vedeniach. MWh;

c - náklady na 1 kWh stratenej energie, rub/kWh;

pre energetické zariadenia v = 1,75*10 -2 rub/kWh, pre elektrické vedenie v = 2,23*10 -2 rub/kWh.

Energetické straty v transformátoroch:

a - straty naprázdno a skraty, kW;

Menovitý výkon transformátora, MV*A;

Prevádzkový čas transformátora,

Trvanie maximálnych strát sa určuje v závislosti od trvania najväčšieho zaťaženia pomocou vzorca:

Strata energie vo vedení:

Menovité napätie, kV;

Aktívny odpor vedenia, Ohm, pozostávajúci z aktívneho odporu na jednotku dĺžky, Ohm/km a dĺžky vedenia, km.

Pre uzavretú sieť:

Ročné prevádzkové náklady v riadkoch:

Ročné prevádzkové náklady v transformátoroch rozvodne:

Ročné prevádzkové náklady v riadkoch:

Celkové ročné prevádzkové náklady:

Vzhľadom na náklady:

Keďže možnosť 2 je lacnejšia v porovnaní s možnosťou 1, použijeme na ďalšie výpočty možnosť 2.

7. Elektrické výpočty typických sieťových režimov: najvyššie a najnižšie zaťaženie, najťažší post-núdzový režim

Účelom elektrického výpočtu siete je určiť parametre režimov, identifikovať príležitosti na ďalšie zvýšenie účinnosti siete a získať potrebné údaje na riešenie problémov s reguláciou napätia.

Elektrické výpočty zahŕňajú rozdelenie činných a jalových výkonov po sieťových vedeniach, výpočet strát činného a jalového výkonu v sieti, ako aj výpočet napätí na zberniciach odberných staníc v základných normálnych a pohavarijných režimoch.

Zostavte ekvivalentný obvod pre elektrickú sieť (čiary sú nahradené v tvare U, transformátory - v tvare L) a určite jeho parametre:

Pre riadok:

; ; ; ,

Špecifický aktívny a reaktívny odpor, Ohm/km;

Špecifická reaktívna (kapacitná) vodivosť, S/km;

Dĺžka trate, km.

Konkrétne parametre elektrických vedení r 0 , x 0 a b 0 sú určené z tabuliek.

Pre sieťový úsek 1-2, 30 km dlhý, vyrobený s drôtom AC-95/16:

aktívny odpor:

reaktancia:

kapacitná vodivosť:

nabíjanie pripojené na koncoch sekcie:

Tabuľka 7.1 - Parametre elektrického vedenia

Sieťová oblasť-prúd	Dĺžka trate, km	Značka a prierez drôtu

Straty pri skrate, kW;

Menovité napätie vysokonapäťového vinutia, kV;

Menovitý výkon transformátora, MV A;

Skratové napätie, %.

Pri výpočtoch elektrických sietí sú 2-vinuté transformátory s U interným ≤ 220 kV reprezentované zjednodušeným náhradným zapojením, kde sa namiesto magnetizačnej vetvy berú do úvahy straty naprázdno ∆P x +j∆Q x ako prídavné naložiť:

.

Pre rozvodňu 2:

Výsledky výpočtu sú zhrnuté v tabuľke 7.2

Tabuľka 7.2 - Parametre transformátora

Číslo rozvodne	Typ a výkon, MV*A	Údaje o výpočte								DQ x, mV*Ar
	TRDN - 25 000/110
	2хТДН - 16000/110
	2xTDTN - 25000/110
	2хТДН - 16000/110

Pre tieto transformátory je limit regulácie napätia ±9 x 1,78%.

7.1 Elektrický výpočet siete pri najvyššom zaťažení

Zaťaženia elektrickej siete sa zvyčajne nastavujú na zberniciach sekundárneho napätia okresných alebo spotrebiteľských rozvodní. Zaťaženie siete vysokého napätia je väčšie ako špecifikované zaťaženie o veľkosť straty výkonu v transformátoroch. Okrem toho je potrebné vziať do úvahy nabíjací výkon linky, ktorý zvyčajne vedie k zníženiu jalového zaťaženia siete. Záťaže sú privedené do VN siete:

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

R n, Q n - činný a jalový výkon záťaží špecifikovaný na strane sekundárneho napätia rozvodní; t, X t - celkový aktívny a jalový odpor transformátorov danej rozvodne;

∑Q b je celkový nabíjací výkon vedení aplikovaný v bode pripojenia danej záťaže (rozvodne).

Pre rozvodňu 2:

Výsledky výpočtu sú zhrnuté v tabuľke 7.1.1

Tabuľka 7.1.1 - Návrhové zaťaženia trafostaníc

Číslo rozvodne	Pn + jQn, MV*A	∆P x + j∆Q x, MV*A	∆P t + j∆Q t, MV*A	∑Q b, MV*Ar	P in + jQ in, MV*A
	10+j6,72 15+j10,08	Obrázok 7.1.1 - Distribúcia prúdenia v úsekoch siete pri najvyššom zaťažení Tabuľka 7.1.2 - Rozdelenie výkonu v úsekoch siete s prihliadnutím na straty výkonu Sieťová sekcia Výkon na konci vedenia, MV*A Výsledky elektrického výpočtu režimu maximálneho zaťaženia sú zobrazené na liste grafickej časti projektu. 7.2 Elektrický výpočet siete v režime najnižšej záťaže Výkon spotrebičov v režime s najnižším zaťažením sa vo všeobecnosti určuje z grafov zaťaženia. Niekedy je tento výkon nastavený ako percento výkonu najvyššieho zaťaženia. Toto percento závisí od povahy spotrebiteľov a typu náplne. Podľa zadania: P nm = 0,5 P nb. Číslo rozvodne Pn + jQn, MV*A ∆P x + j∆Q x, MV*A ∆P t + j∆Q t, MV*A ∑Q b, MV*Ar P in + jQ in, MV*A 5+j3,36 7,5+j5,04 Obrázok 7.1.1 - Rozloženie prúdu v úsekoch siete v režime najnižšej záťaže 3 Elektrický výpočet siete v pohavarijnom režime Najťažší prípad nehody nastáva, keď sa pretrhne vedenie v hlavovej časti 1-3. Preto v časti 1-3 zvážime núdzovú situáciu, keď dôjde k prerušeniu jednookruhového vedenia. konfigurácia prenosu energie v sieti Tabuľka 7.2.1 - Návrhové zaťaženia trafostaníc Číslo rozvodne Pn + jQn, MV*A ∆P x + j∆Q x, MV*A Vypočítajme distribúciu toku v častiach siete v post-núdzovom režime, berúc do úvahy straty energie: Výsledky výpočtu zhrnieme v tabuľke 7.3.2 Tabuľka 7.2.3 - Rozdelenie výkonu v úsekoch siete s prihliadnutím na straty výkonu Sieťová sekcia Výkon na začiatku riadku, MV*A Strata napájania vedenia, MV*A Výkon na konci vedenia, MV*A

Ahojte všetci. Onedlho vznikol nápad napísať články o základoch počítačových sietí, analyzovať prácu najdôležitejších protokolov a ako sa siete stavajú jednoduchým jazykom. Záujemcov pozývam pod kat.

Trochu mimo témy: Asi pred mesiacom som zložil skúšku CCNA (s 980/1000 bodmi) a za rok mojej prípravy a školenia zostalo veľa materiálu. Najprv som asi 7 mesiacov študoval na Cisco Academy a zvyšný čas som si robil poznámky ku všetkým témam, ktoré som študoval. Radil som aj mnohým chlapom v oblasti sieťových technológií a všimol som si, že mnohí narazia na rovnaký rake, v podobe medzier v niektorých kľúčových témach. Nedávno ma pár chalanov požiadalo, aby som im vysvetlil, čo sú siete a ako s nimi pracovať. V tomto smere som sa rozhodol popísať tie najkľúčovejšie a najdôležitejšie veci čo najpodrobnejšie a čo najjednoduchším jazykom. Články budú užitočné pre začiatočníkov, ktorí sa práve vydali na cestu učenia. Ale možno z toho vyzdvihnú aj skúsení správcovia systému niečo užitočné. Keďže sa zúčastním programu CCNA, bude to veľmi užitočné pre ľudí, ktorí sa pripravujú na test. Články si môžete uchovávať vo forme cheatov a pravidelne ich kontrolovať. Počas štúdia som si robil poznámky do kníh a pravidelne som ich čítal, aby som si obnovil vedomosti.

Vo všeobecnosti chcem poradiť všetkým začiatočníkom. Moja prvá seriózna kniha bola Oliferova kniha „Počítačové siete“. A veľmi ťažko sa mi to čítalo. Nehovorím, že všetko bolo ťažké. Ale momenty, keď bolo podrobne vysvetlené, ako funguje MPLS alebo Ethernet triedy nosiča, boli ohromujúce. Jednu kapitolu som čítala niekoľko hodín a stále veľa zostávalo záhadou. Ak chápete, že niektoré výrazy sa vám jednoducho nechcú vynoriť v hlave, preskočte ich a čítajte ďalej, ale v žiadnom prípade knihu úplne nezahadzujte. Toto nie je román alebo epos, kde je dôležité čítať kapitolu po kapitole, aby ste pochopili dej. Čas prejde a to, čo bolo predtým nepochopiteľné, sa nakoniec vyjasní. Toto je miesto, kde sa vylepšujú vaše „knižné zručnosti“. Každá ďalšia kniha sa číta ľahšie ako predchádzajúca kniha. Napríklad po prečítaní knihy Olifer „Počítačové siete“ je čítanie Tanenbaumovej „Počítačové siete“ niekoľkokrát jednoduchšie a naopak. Pretože nových konceptov je menej. Moja rada teda znie: nebojte sa čítať knihy. Vaše úsilie prinesie ovocie v budúcnosti. Dokončím svoju reč a začnem písať článok.

Začnime teda niekoľkými základnými sieťovými pojmami.

Čo je to sieť? Ide o súbor zariadení a systémov, ktoré sú navzájom prepojené (logicky alebo fyzicky) a navzájom komunikujú. To zahŕňa servery, počítače, telefóny, smerovače atď. Veľkosť tejto siete môže dosahovať veľkosť internetu, alebo môže pozostávať len z dvoch zariadení prepojených káblom. Aby sme sa vyhli nejasnostiam, rozdeľme sieťové komponenty do skupín:

1) Koncové uzly: Zariadenia, ktoré vysielajú a/alebo prijímajú akékoľvek dáta. Môžu to byť počítače, telefóny, servery, niektoré druhy terminálov alebo tenkých klientov, televízory.

2) Stredné zariadenia: Ide o zariadenia, ktoré navzájom spájajú koncové uzly. To zahŕňa prepínače, rozbočovače, modemy, smerovače a prístupové body Wi-Fi.

3) Sieťové prostredia: Toto sú prostredia, v ktorých dochádza k priamemu prenosu údajov. Patria sem káble, sieťové karty, rôzne typy konektorov a vzdušné prenosové médiá. Ak ide o medený kábel, prenos údajov sa vykonáva pomocou elektrických signálov. V kábloch z optických vlákien pomocou svetelných impulzov. No, s bezdrôtovými zariadeniami, pomocou rádiových vĺn.

Pozrime sa na to všetko na obrázku:

Zatiaľ musíte len pochopiť rozdiel. O podrobných rozdieloch sa bude diskutovať neskôr.

Teraz je podľa mňa hlavná otázka: Na čo používame siete? Na túto otázku existuje veľa odpovedí, ale vyzdvihnem tie najpopulárnejšie, ktoré sa používajú v každodennom živote:

1) Aplikácie: Pomocou aplikácií posielame rôzne dáta medzi zariadeniami a otvárame prístup k zdieľaným zdrojom. Môžu to byť buď konzolové aplikácie alebo GUI aplikácie.

2) Sieťové zdroje: Ide o sieťové tlačiarne, ktoré sa napríklad používajú v kanceláriách alebo sieťové kamery, ktoré sledujú ochrankári v odľahlej oblasti.

3) Skladovanie: Pomocou servera alebo pracovnej stanice pripojenej k sieti sa vytvorí úložisko, ktoré je prístupné ostatným. Mnoho ľudí tam uverejňuje svoje súbory, videá, obrázky a zdieľa ich s ostatnými používateľmi. Príkladom, ktorý prichádza na myseľ za behu, je Disk Google, Disk Yandex a podobné služby.

4) Zálohovanie: Veľké spoločnosti často používajú centrálny server, kde všetky počítače kopírujú dôležité súbory na zálohovanie. Je to potrebné pre následnú obnovu dát, ak sa originál vymaže alebo poškodí. Existuje veľké množstvo metód kopírovania: s predbežnou kompresiou, kódovaním atď.

5) VoIP: Telefonovanie pomocou IP protokolu. Teraz sa používa všade, pretože je jednoduchší, lacnejší ako tradičné telefonovanie a každý rok ho nahrádza.

Z celého zoznamu najčastejšie mnohí pracovali s aplikáciami. Preto ich rozoberieme podrobnejšie. Starostlivo vyberiem len tie aplikácie, ktoré sú nejakým spôsobom pripojené k sieti. Preto neberiem do úvahy aplikácie ako kalkulačka alebo poznámkový blok.

1) Nakladače. Ide o správcov súborov, ktorí pracujú pomocou protokolu FTP, TFTP. Triviálnym príkladom je sťahovanie filmu, hudby, obrázkov zo služieb hostenia súborov alebo iných zdrojov. Do tejto kategórie patria aj zálohy, ktoré server automaticky robí každú noc. To znamená, že ide o vstavané programy a nástroje tretích strán, ktoré vykonávajú kopírovanie a sťahovanie. Tento typ aplikácie nevyžaduje priamy zásah človeka. Stačí uviesť miesto, kam sa má uložiť, a sťahovanie sa začne a skončí.

Rýchlosť sťahovania závisí od šírky pásma. Pre tento typ aplikácie to nie je úplne kritické. Ak napríklad stiahnutie súboru trvá 10 minút, je to len otázka času a integritu súboru to nijako neovplyvní. Ťažkosti môžu nastať iba vtedy, keď potrebujeme vytvoriť záložnú kópiu systému za pár hodín a kvôli slabému kanálu a teda nízkej šírke pásma to trvá niekoľko dní. Nižšie sú uvedené popisy najpopulárnejších protokolov v tejto skupine:

FTP Ide o štandardný protokol na prenos dát orientovaný na spojenie. Pracuje pomocou protokolu TCP (tento protokol bude podrobnejšie popísaný neskôr). Štandardné číslo portu je 21. Najčastejšie sa používa na nahranie stránky na webhosting a jej nahranie. Najpopulárnejšou aplikáciou, ktorá používa tento protokol, je Filezilla. Takto vyzerá samotná aplikácia:

TFTP- Toto je zjednodušená verzia protokolu FTP, ktorá funguje bez nadviazania spojenia pomocou protokolu UDP. Používa sa na načítanie obrazu na bezdiskových pracovných staniciach. Je obzvlášť široko používaný zariadeniami Cisco na rovnaké načítanie a zálohovanie obrázkov.

Interaktívne aplikácie. Aplikácie, ktoré umožňujú interaktívnu výmenu. Napríklad model „od človeka k človeku“. Keď dvaja ľudia pomocou interaktívnych aplikácií spolu komunikujú alebo vykonávajú spoločnú prácu. To zahŕňa: ICQ, e-mail, fórum, kde niekoľko odborníkov pomáha ľuďom riešiť problémy. Alebo model „človek-stroj“. Keď človek komunikuje priamo s počítačom. Môže to byť vzdialená konfigurácia databázy, konfigurácia sieťového zariadenia. Tu je na rozdiel od bootloaderov dôležitý neustály zásah človeka. To znamená, že aspoň jedna osoba pôsobí ako iniciátor. Šírka pásma je už citlivejšia na latenciu ako aplikácie na sťahovanie. Napríklad pri vzdialenej konfigurácii sieťového zariadenia bude ťažké ho nakonfigurovať, ak odpoveď na príkaz trvá 30 sekúnd.

Aplikácie v reálnom čase. Aplikácie, ktoré vám umožňujú prenášať informácie v reálnom čase. Táto skupina zahŕňa IP telefóniu, streamingové systémy a videokonferencie. Najcitlivejšie na latenciu a šírku pásma. Predstavte si, že hovoríte po telefóne a to, čo hovoríte, bude účastník počuť o 2 sekundy a naopak, vy budete počuť od účastníka rozhovoru v rovnakom intervale. Takáto komunikácia povedie aj k tomu, že zmiznú hlasy a konverzácia bude ťažko rozlíšiteľná a videokonferencia sa zmení na kašu. V priemere by oneskorenie nemalo presiahnuť 300 ms. Táto kategória zahŕňa Skype, Lync, Viber (keď telefonujeme).

Teraz si povedzme o takej dôležitej veci, ako je topológia. Je rozdelená do 2 veľkých kategórií: fyzické A logické. Je veľmi dôležité pochopiť ich rozdiel. takže, fyzické topológia je to, ako naša sieť vyzerá. Kde sa nachádzajú uzly, aké sieťové sprostredkujúce zariadenia sa používajú a kde sa nachádzajú, aké sieťové káble sa používajú, ako sú smerované a do akého portu sú zapojené. Logické topológia je spôsob, akým pôjdu pakety v našej fyzickej topológii. To znamená, že fyzické je to, ako sme umiestnili zariadenia, a logické je, cez ktoré zariadenia budú pakety prechádzať.

Teraz sa pozrime a analyzujeme typy topológie:

1) Topológia so spoločnou zbernicou (anglická topológia zbernice)

Jedna z prvých fyzických topológií. Myšlienkou bolo, že všetky zariadenia boli pripojené na jeden dlhý kábel a bola organizovaná lokálna sieť. Na koncoch kábla boli potrebné koncovky. Spravidla išlo o odpor 50 ohmov, ktorý slúžil na to, aby sa signál v kábli neodrážal. Jeho jedinou výhodou bola jednoduchá inštalácia. Z výkonnostného hľadiska to bolo mimoriadne nestabilné. Ak sa niekde v kábli pretrhlo, tak celá sieť zostala paralyzovaná až do výmeny kábla.

2) Kruhová topológia

V tejto topológii je každé zariadenie pripojené k dvom susedným. Tak vzniká prsteň. Logika je taká, že na jednom konci počítač iba prijíma a na druhom iba odosiela. To znamená, že sa získa kruhový prenos a nasledujúci počítač hrá úlohu opakovača signálu. Vďaka tomu zmizla potreba terminátorov. Preto, ak bol kábel niekde poškodený, kruh sa otvoril a sieť sa stala nefunkčnou. Na zvýšenie odolnosti voči poruchám sa používa dvojitý krúžok, to znamená, že každé zariadenie dostane dva káble, nie jeden. Preto, ak jeden kábel zlyhá, záložný zostane funkčný.

3) Hviezdicová topológia

Všetky zariadenia sú pripojené k centrálnemu uzlu, ktorý je už opakovačom. V súčasnosti sa tento model využíva v lokálnych sieťach, kedy je na jeden switch pripojených viacero zariadení a pri prenose funguje ako sprostredkovateľ. Tu je odolnosť voči chybám oveľa vyššia ako v predchádzajúcich dvoch. Ak dôjde k pretrhnutiu akéhokoľvek kábla, zo siete vypadne iba jedno zariadenie. Všetci ostatní pokračujú v tichosti. Ak však zlyhá centrálne spojenie, sieť sa stane nefunkčnou.

4) Topológia plnej siete

Všetky zariadenia sú navzájom prepojené priamo. Teda od každého ku každému. Tento model je možno najviac odolný voči chybám, keďže nezávisí od iných. Budovanie sietí na takomto modeli je však náročné a drahé. Keďže v sieti s minimálne 1000 počítačmi budete musieť ku každému počítaču pripojiť 1000 káblov.

5) Topológia čiastočnej siete

Spravidla existuje niekoľko možností. Má podobnú štruktúru ako plne prepojená topológia. Spojenie však nie je vybudované od každého ku každému, ale cez ďalšie uzly. To znamená, že uzol A je pripojený priamo iba k uzlu B a uzol B je pripojený k uzlu A aj k uzlu C. Aby teda uzol A mohol poslať správu do uzla C, musí najprv odoslať do uzla B a uzol B zase pošle túto správu uzlu C. Smerovače v princípe fungujú na tejto topológii. Uvediem príklad z domácej siete. Keď idete online z domu, nemáte priamy kábel na všetky uzly a posielate dáta svojmu poskytovateľovi a ten už vie, kam tieto dáta treba poslať.

6) Zmiešaná topológia (anglická hybridná topológia)

Najpopulárnejšia topológia, ktorá spája všetky vyššie uvedené topológie do seba. Je to stromová štruktúra, ktorá spája všetky topológie. Jedna z topológií odolných voči chybám, pretože ak dôjde k prerušeniu na dvoch miestach, bude paralyzované iba spojenie medzi nimi a všetky ostatné pripojené lokality budú fungovať bezchybne. Dnes sa táto topológia používa vo všetkých stredných a veľkých spoločnostiach.

A posledná vec, ktorú treba vyriešiť, sú sieťové modely. V ranom štádiu počítačov nemali siete jednotné štandardy. Každý predajca používal svoje vlastné proprietárne riešenia, ktoré nefungovali s technológiami iných predajcov. Samozrejme, nedalo sa to takto nechať a bolo treba prísť so spoločným riešením. Tejto úlohy sa zhostila Medzinárodná organizácia pre normalizáciu (ISO – International Organization for Standardization). Študovali veľa modelov používaných v tom čase a ako výsledok prišli s OSI model, ktorý vyšiel v roku 1984. Jediným problémom bolo, že vývoj trval asi 7 rokov. Kým sa odborníci dohadovali, ako to najlepšie vyrobiť, ostatné modely sa modernizovali a naberali na obrátkach. V súčasnosti sa model OSI nepoužíva. Používa sa len ako sieťový tréning. Môj osobný názor je, že každý sebarešpektujúci správca by mal poznať model OSI ako tabuľku násobenia. Aj keď sa nepoužíva vo forme, v akej je, princípy fungovania všetkých modelov sú podobné.

Pozostáva zo 7 úrovní a každá úroveň plní špecifickú úlohu a úlohu. Pozrime sa, čo robí každá úroveň zdola nahor:

1) Fyzická vrstva: určuje spôsob prenosu dát, aké médium sa používa (prenos elektrických signálov, svetelných impulzov alebo rádiového vzduchu), úroveň napätia a spôsob kódovania binárnych signálov.

2) Vrstva dátového spojenia: preberá na seba úlohu adresovania v rámci lokálnej siete, zisťuje chyby a kontroluje integritu dát. Ak ste počuli o MAC adresách a protokole Ethernet, potom sa nachádzajú na tejto úrovni.

3) Sieťová vrstva: táto úroveň sa stará o kombinovanie úsekov siete a výber optimálnej cesty (t.j. smerovania). Každé sieťové zariadenie musí mať v sieti jedinečnú sieťovú adresu. Myslím, že mnohí počuli o protokoloch IPv4 a IPv6. Tieto protokoly fungujú na tejto úrovni.

4) Transportná vrstva: Táto úroveň preberá funkciu dopravy. Napríklad, keď stiahnete súbor z internetu, súbor sa po častiach odošle do vášho počítača. Zavádza tiež koncepty prístavov, ktoré sú potrebné na označenie miesta určenia pre konkrétnu službu. Na tejto vrstve fungujú protokoly TCP (orientovaný na pripojenie) a UDP (bez pripojenia).

5) Vrstva relácie:Úlohou tejto vrstvy je vytvoriť, spravovať a ukončiť spojenia medzi dvoma hostiteľmi. Keď napríklad otvoríte stránku na webovom serveri, nie ste na nej jediným návštevníkom. A aby sa zachovali relácie so všetkými používateľmi, je potrebná vrstva relácie.

6) Prezentačná vrstva:Štruktúruje informácie v čitateľnej forme pre aplikačnú vrstvu. Mnoho počítačov napríklad používa tabuľku kódovania ASCII na zobrazenie textových informácií alebo formát jpeg na zobrazenie grafiky.

7) Aplikačná vrstva: Toto je asi pre každého najzrozumiteľnejšia úroveň. Práve na tejto úrovni fungujú aplikácie, ktoré poznáme – e-mail, prehliadače využívajúce protokol HTTP, FTP a ostatné.

Najdôležitejšia vec, ktorú si treba zapamätať, je, že nemôžete skákať z úrovne na úroveň (napríklad z aplikácie na kanál alebo z fyzického na prepravu). Celá cesta musí ísť striktne zhora nadol a zdola nahor. Takéto procesy sa nazývajú zapuzdrenie(zhora nadol) a deenkapsulácia(od spodnej po hornú). Za zmienku tiež stojí, že na každej úrovni sa prenášaná informácia nazýva inak.

Na úrovni aplikácie, prezentácie a relácie sú prenášané informácie označené ako PDU (Protocol Data Units). V ruštine sa nazývajú aj dátové bloky, hoci v mojom kruhu sa jednoducho nazývajú dáta).

Informácie transportnej vrstvy sa nazývajú segmenty. Hoci koncept segmentov je použiteľný iba pre protokol TCP. Protokol UDP využíva koncept datagramu. Ľudia však nad týmto rozdielom spravidla zatvárajú oči.
Na úrovni siete sa nazývajú pakety IP alebo jednoducho pakety.

A na úrovni odkazu - rámy. Na jednej strane je to všetko terminológia a nehrá dôležitú rolu, ako prenášané dáta nazvete, no na skúšku je lepšie tieto pojmy poznať. Dám vám teda môj obľúbený príklad, ktorý mi svojho času pomohol pochopiť proces enkapsulácie a deenkapsulácie:

1) Predstavme si situáciu, že sedíte doma pri počítači a vo vedľajšej miestnosti máte vlastný lokálny webový server. A teraz z neho musíte stiahnuť súbor. Zadajte adresu svojej webovej stránky. Teraz používate protokol HTTP, ktorý beží na aplikačnej vrstve. Dáta sú zabalené a odoslané na ďalšiu úroveň.

2) Prijaté dáta sa odošlú do prezentačnej úrovne. Tu sú tieto údaje štruktúrované a vložené do formátu, ktorý je možné čítať na serveri. Zbalené a spustené dole.

3) Na tejto úrovni sa vytvorí relácia medzi počítačom a serverom.

4) Keďže ide o webový server a je potrebné spoľahlivé nadviazanie spojenia a kontrola prijímaných dát, používa sa protokol TCP. Tu uvádzame port, na ktorý zaklopeme, a zdrojový port, aby server vedel, kam má poslať odpoveď. Je to potrebné, aby server pochopil, že sa chceme dostať na web server (štandardne port 80), a nie na mail server. Balíme a ideme ďalej.

5) Tu musíme určiť, na akú adresu sa má paket odoslať. Podľa toho uvádzame cieľovú adresu (nech je adresa servera 192.168.1.2) a zdrojovú adresu (adresa počítača 192.168.1.1). Otáčame to a ideme ďalej.

6) IP paket zhasne a tu začne fungovať linková vrstva. Pridáva fyzické zdrojové a cieľové adresy, ktorým sa budeme podrobne venovať v nasledujúcom článku. Keďže máme počítač a server v lokálnom prostredí, zdrojová adresa bude MAC adresa počítača a cieľová adresa bude MAC adresa servera (ak by bol počítač a server v rôznych sieťach, adresovanie by fungovalo inak) . Ak sa na vyšších úrovniach zakaždým pridala hlavička, tak sa sem pridá aj upútavka, ktorá označuje koniec rámca a pripravenosť všetkých zozbieraných dát na odoslanie.

7) Fyzická vrstva konvertuje prijaté informácie na bity a pomocou elektrických signálov (ak ide o krútenú dvojlinku) ich odošle na server.

Proces deenkapsulácie je podobný, ale v opačnom poradí:

1) Na fyzickej vrstve sa prijímajú elektrické signály a konvertujú sa na zrozumiteľnú bitovú sekvenciu pre linkovú vrstvu.

2) Na linkovej vrstve sa kontroluje cieľová MAC adresa (či je jej adresovaná). Ak áno, rám sa skontroluje na integritu a absenciu chýb, ak je všetko v poriadku a údaje sú neporušené, prenesie ich na vyššiu úroveň.

3) Na úrovni siete sa kontroluje cieľová IP adresa. A ak sú správne, údaje stúpajú vyššie. Teraz nie je potrebné zachádzať do podrobností o tom, prečo máme adresovanie na úrovni prepojenia a siete. Táto téma si vyžaduje osobitnú pozornosť a ich rozdiely podrobne vysvetlím neskôr. Hlavná vec je teraz pochopiť, ako sa dáta balia a rozbaľujú.

4) Na transportnej vrstve sa kontroluje cieľový port (nie adresa). A podľa čísla portu je jasné, ktorej aplikácii alebo službe sú údaje adresované. Pre nás je to webový server a číslo portu je 80.

5) Na tejto úrovni sa vytvorí relácia medzi počítačom a serverom.

6) Prezentačná vrstva vidí, ako by malo byť všetko štruktúrované a robí informácie čitateľnými.

7) A na tejto úrovni aplikácie alebo služby chápu, čo je potrebné urobiť.

O modeli OSI sa toho popísalo veľa. Aj keď som sa snažil byť čo najstručnejší a pokryť to najdôležitejšie. V skutočnosti sa o tomto modeli veľa podrobne popísalo na internete a v knihách, ale pre začiatočníkov a tých, ktorí sa pripravujú na CCNA, to stačí. Skúška pre tento model môže obsahovať 2 otázky. Toto je správne usporiadanie vrstiev a na akej úrovni funguje určitý protokol.

Ako je napísané vyššie, OSI model sa v dnešnej dobe nepoužíva. Kým sa tento model vyvíjal, stal sa čoraz populárnejším protokolový zásobník TCP/IP. Bolo to oveľa jednoduchšie a rýchlo si získalo popularitu.
Takto vyzerá zásobník:

Ako vidíte, líši sa od OSI a dokonca zmenil názov niektorých úrovní. Jeho princíp je v podstate rovnaký ako princíp OSI. Ale iba tri vyššie vrstvy OSI: aplikácia, prezentácia a relácia sú spojené do jednej v TCP/IP, ktorá sa nazýva aplikácia. Sieťová vrstva zmenila svoj názov a volá sa Internet. Ten dopravný zostal rovnaký a s rovnakým názvom. A dve nižšie vrstvy OSI: kanálová a fyzická sa v TCP/IP kombinujú do jednej, ktorá sa nazýva vrstva sieťového prístupu. Zásobník TCP/IP sa v niektorých zdrojoch označuje aj ako model DoD (Department of Defense). Podľa Wikipédie ho vyvinulo ministerstvo obrany USA. Na túto otázku som narazila pri skúške a predtým som o nej nikdy nič nepočula. Otázka: „Ako sa volá sieťová vrstva v modeli DoD?“ ma priviedla do strnulosti. Preto je užitočné to vedieť.

Existovalo niekoľko ďalších sieťových modelov, ktoré nejaký čas vydržali. Toto bol zásobník protokolu IPX/SPX. Používaný od polovice 80. rokov a trval do konca 90. rokov, kde bol nahradený protokolom TCP/IP. Implementoval ho Novell a išlo o vylepšenú verziu zásobníka protokolov Xerox Network Services od Xeroxu. Používa sa v lokálnych sieťach po dlhú dobu. Prvýkrát som videl IPX/SPX v hre „Cossacks“. Pri výbere sieťovej hry bolo na výber niekoľko stackov. A hoci táto hra bola vydaná niekde v roku 2001, naznačovalo to, že IPX/SPX sa stále nachádza v lokálnych sieťach.

Ďalším zásobníkom, ktorý stojí za zmienku, je AppleTalk. Ako už názov napovedá, vynašiel ho Apple. Bol vytvorený v tom istom roku, v ktorom bol vydaný model OSI, teda v roku 1984. Netrvalo dlho a Apple sa rozhodol namiesto toho použiť TCP/IP.

Chcem tiež zdôrazniť jednu dôležitú vec. Token Ring a FDDI nie sú sieťové modely! Token Ring je protokol linkovej vrstvy a FDDI je štandard prenosu údajov, ktorý je založený na protokole Token Ring. Toto nie je najdôležitejšia informácia, keďže tieto pojmy sa teraz nenachádzajú. Hlavná vec na zapamätanie je, že nejde o sieťové modely.

Takže článok o prvej téme sa skončil. Aj keď povrchne, zvažovalo sa veľa konceptov. Tým najdôležitejším sa budeme podrobnejšie venovať v nasledujúcich článkoch. Dúfam, že siete sa už nebudú zdať niečo nemožné a strašidelné a bude jednoduchšie čítať inteligentné knihy). Ak som niečo zabudol spomenúť, mám nejaké doplňujúce otázky, alebo ak má niekto čo dodať k tomuto článku, zanechajte komentár alebo sa opýtajte osobne. Vďaka za prečítanie. Ďalšiu tému pripravím.

Odoslanie dobrej práce do databázy znalostí je jednoduché. Použite nižšie uvedený formulár

Študenti, postgraduálni študenti, mladí vedci, ktorí pri štúdiu a práci využívajú vedomostnú základňu, vám budú veľmi vďační.

Podobné dokumenty

Dĺžka elektrického vedenia. Inštalovaný výkon trafostaníc. Energetické indikátory siete. Celkové maximálne aktívne zaťaženie spotrebiteľov. Ročná užitočná dodávka elektriny. Straty výkonu v elektrickej sieti.

práca, pridané 24.07.2012


Vypracovanie schém okresnej elektrickej siete a predbežnej distribúcie energie. Výber menovitých sieťových napätí, prierezov a značiek vodičov, transformátorov. Stanovenie výkonových strát v transformátoroch, bilancia činných a jalových výkonov.

práca, pridané 09.04.2010


Vývoj diagramov okresnej elektrickej siete. Predbežné pridelenie kapacity. Výber menovitých sieťových napätí, prierezov a typov vodičov. Stanovenie strát výkonu vo vedení. Výber transformátorov a obvodov rozvodne. Výpočet počtu riadkov.

diplomová práca, pridané 04.05.2010


Rozvoj elektrickej siete okresu a predbežné rozloženie kapacít. Výber menovitých napätí, prierezov a značiek vodičov. Stanovenie strát výkonu v transformátoroch. Rovnováha činných a jalových výkonov v systéme. Výber schém rozvodní.

práca, pridané 16.06.2014


Konštrukcia možností schémy elektrickej siete. Predbežný výpočet tokov energie. Výber menovitých napätí pre kruhovú sieť. Stanovenie odporu a vodivosti elektrických vedení. Kontrola sekcií podľa technických obmedzení.

kurzová práca, pridané 29.03.2015


Výber možností pre rozvoj existujúcej siete. Výber menovitých napätí budovaných nadzemných vedení pre možnosť radiálnej siete. Určenie prierezov vodičov budovaných vedení v radiálnej verzii siete. Výber znižovacích transformátorov v rozvodni.

kurzová práca, pridané 22.07.2014


Výber možností schémy sieťového pripojenia, ich zdôvodnenie a požiadavky. Stanovenie menovitých sieťových napätí, prierezov vodičov, skúšanie podľa technických obmedzení. Približné určenie strát napätia. Zostavovanie kapacitných bilancií.

kurzová práca, pridané 23.11.2014


Vypracovanie možností schémy elektrickej siete a výber tých najracionálnejších. Výpočet rozloženia prietoku, menovitých napätí, výkonu v sieti. Výber kompenzačných zariadení, transformátorov a úsekov vodičov nadzemných elektrických vedení.

kurzová práca, pridané 24.11.2013

Federálna agentúra pre vzdelávanie

Štátna vzdelávacia inštitúcia vyššieho odborného vzdelávania

Amurská štátna univerzita

(GOU VPO "AmSU")

Ministerstvo energetiky

PROJEKT KURZU

na tému: Projektovanie regionálnej elektrickej siete

v disciplíne Elektroenergetické systémy a siete

Exekútor

študent skupiny 5402

A.V. Kravcov

Dozorca

N.V. Savina

Blagoveščensk 2010

Úvod

1. Charakteristika oblasti návrhu elektrickej siete

1.1 Analýza napájania

1.2 Charakteristika spotrebiteľov

1.3 Charakteristika klimatických a geografických podmienok

2. Výpočet a prognóza pravdepodobnostných charakteristík

2.1 Postup výpočtu pravdepodobnostných charakteristík

3. Vývoj možných variant schém a ich analýza

3.1 Vývoj možných možností konfigurácií elektrickej siete a výber konkurenčných

3.2 Podrobná analýza konkurenčných možností

4. Výber optimálnej schémy elektrickej siete

4.1 Algoritmus na výpočet znížených nákladov

4.2 Porovnanie konkurenčných možností

5. Výpočet a analýza ustálených podmienok

5.1 Manuálny výpočet maximálneho režimu

5.2 Výpočet maximálnych, minimálnych a po havarijných stavoch na PVC

5.3 Analýza ustáleného stavu

6. Regulácia tokov napätia a jalového výkonu v prijatej sieťovej verzii

6.1 Metódy regulácie napätia

6.2 Regulácia napätia v znižovacích rozvodniach

7. Stanovenie nákladov na elektrickú energiu

Záver

Zoznam použitých zdrojov

ÚVOD

Ruský elektroenergetický priemysel bol pred časom reformovaný. Bol to dôsledok nových vývojových trendov vo všetkých odvetviach.

Hlavné ciele reformy ruského elektroenergetiky sú:

1. Podpora zdrojov a infraštruktúry pre ekonomický rast pri súčasnom zvyšovaní efektívnosti elektroenergetiky;

2. Zabezpečenie energetickej bezpečnosti štátu, predchádzanie možnej energetickej kríze;

3. Zvýšenie konkurencieschopnosti ruskej ekonomiky na zahraničnom trhu.

Hlavné ciele reformy ruského elektroenergetiky sú:

1. Vytvorenie konkurencieschopných trhov s elektrickou energiou vo všetkých regiónoch Ruska, v ktorých je organizácia takýchto trhov technicky možná;

2. Vytvorenie efektívneho mechanizmu na znižovanie nákladov v oblasti výroby (výroby), prenosu a distribúcie elektriny a zlepšenie finančnej kondície priemyselných organizácií;

3. Stimulácia úspor energie vo všetkých sférach hospodárstva;

4. vytváranie priaznivých podmienok pre výstavbu a prevádzku nových kapacít na výrobu (výrobu) a prenos elektriny;

5. Postupné odstraňovanie krížových dotácií rôznych regiónov krajiny a skupín odberateľov elektriny;

6. Vytvorenie systému podpory pre nízkopríjmové skupiny obyvateľstva;

7. Zachovanie a rozvoj jednotnej elektroenergetickej infraštruktúry vrátane chrbticových sietí a dispečerského riadenia;

8. Demonopolizácia trhu s palivami pre tepelné elektrárne;

9. Vytvorenie regulačného právneho rámca pre reformu priemyslu, reguláciu jeho fungovania v nových ekonomických podmienkach;

10. Reforma systému štátnej regulácie, riadenia a dozoru v elektroenergetike.

Na Ďalekom východe došlo po reforme k rozdeleniu podľa typu podnikania: výroba, prenos a predaj boli rozdelené do samostatných spoločností. Okrem toho prenos elektrickej energie pri napätí 220 kV a vyššom vykonáva JSC FSK a pri napätí 110 kV a nižšom JSC DRSC. Pri projektovaní teda úroveň napätia (miesto pripojenia) určí organizácia, od ktorej bude v budúcnosti potrebné vyžiadať technické podmienky pripojenia.

Účelom tohto návrhu je navrhnúť regionálnu elektrickú sieť pre spoľahlivé napájanie spotrebiteľov špecifikovaných v zadaní projektu

Dokončenie cieľa si vyžaduje splnenie nasledujúcich úloh:

· Tvorba sieťových možností

· Výber optimálnej schémy siete

· Výber VN a NN rozvádzačov

· Výpočet ekonomického porovnania sieťových možností

· Výpočet elektrických režimov

1. CHARAKTERISTIKA OBLASTI NÁVRHU ELEKTRICKEJ SIETE

1.1 Analýza napájania

Ako zdroje napájania (PS) sú špecifikované: TPP a URP.

Na území Chabarovsk sú hlavnými priemyselnými podnikmi tepelné elektrárne. Priamo v meste Chabarovsk sa nachádza Chabarovskaya CHPP-1 a CHPP-3 a na severe územia Chabarovsk je CHPP-1, CHPP-2, Mayskaya GRES (MGRES), Amurskaya CHPP. Všetky určené CHPP majú prípojnice 110 kV a KHPP-3 má tiež prípojnice 220 kV. MGRES funguje len na 35 kV prípojniciach

V Chabarovsku je KHPP-1 „starším“ (väčšina turbínových blokov bola uvedená do prevádzky v 60. – 70. rokoch minulého storočia) sa nachádza v južnej časti mesta, v priemyselnej štvrti, KHPP-3 je v r. severný okres, neďaleko KhNPZ .

Khabarovskaya CHPP-3 - nová CHPP má najvyššie technické a ekonomické ukazovatele medzi CHPP energetického systému a IPS Východu. Štvrtý blok tepelnej elektrárne (T-180) bol uvedený do prevádzky v decembri 2006, potom inštalovaný výkon elektrárne dosiahol 720 MW.

Ako URP môžete akceptovať jednu z rozvodní 220/110 kV alebo veľkú rozvodňu 110/35 kV v závislosti od racionálneho napätia pre zvolenú možnosť siete. Rozvodňa 220/110 kV na území Khabarovsk zahŕňa: rozvodňu „Khekhtsir“, rozvodňu „RTs“, rozvodňu „Knyazevolklknka“, rozvodňu „Urgal“, rozvodňu „Štart“, rozvodňu „Parus“ atď.

Zvyčajne akceptujeme, že Khabarovsk CHPP-3 bude akceptovaná ako tepelná elektráreň a rozvodňa Khekhtsir bude akceptovaná ako URP.

Vonkajší rozvádzač 110 kV KHPP-3 je navrhnutý podľa schémy dvoch pracovných systémov prípojníc s bypassom a sekčným spínačom a na rozvodni Khekhtsir - jedného pracovného sekčného systému prípojníc s bypassom.

1.2 Charakteristika spotrebiteľov

Na území Chabarovsk je najväčšia časť spotrebiteľov sústredená vo veľkých mestách. Preto sa pri výpočte pravdepodobnostných charakteristík pomocou programu Network Calculation prijal pomer spotrebiteľov uvedený v tabuľke 1.1.

Tabuľka 1.1 – Charakteristika štruktúry odberu na projektovaných rozvodniach

1.3 Charakteristika klimatických a geografických podmienok

Územie Chabarovsk je jedným z najväčších regiónov Ruskej federácie. Jeho rozloha je 788,6 tisíc štvorcových kilometrov, čo je 4,5 percenta územia Ruska a 12,7 percenta ekonomického regiónu Ďalekého východu. Územie územia Khabarovsk sa nachádza vo forme úzkeho pásu na východnom okraji Ázie. Na západe hranica začína od Amuru a silne sa kľukatí severným smerom, najprv pozdĺž západných výbežkov hrebeňa Bureinsky, potom pozdĺž západných výbežkov hrebeňa Turan, hrebeňov Ezoya a Yam-Alin, pozdĺž pohoria Dzhagdy a Hrebene Dzhug-Dyr. Ďalej hranica prechádzajúca cez hrebeň Stanovoy vedie pozdĺž horného povodia riek Maya a Uchur, na severozápade pozdĺž hrebeňov Ket-Kap a Oleg-Itabyt, na severovýchode pozdĺž hrebeňa Suntar-Khayat.

Prevažná časť územia má hornatý terén. Rovinaté priestory zaberajú podstatne menšiu časť a rozprestierajú sa najmä pozdĺž povodí riek Amur, Tugur, Uda a Amguni.

Podnebie je mierne monzúnové, so studenými zimami s malým množstvom snehu a horúcimi, vlhkými letami. Priemerná januárová teplota: od -22 o C na juhu do -40 stupňov na severe, na morskom pobreží od -15 do -25 o C; Júl: od +11 o C - v pobrežnej časti, do +21 o C vo vnútrozemí a južných oblastiach. Zrážky za rok sa pohybujú od 400 mm na severe do 800 mm na juhu a 1000 mm na východných svahoch Sikhote-Alin. Vegetačné obdobie na juhu regiónu je 170-180 dní. Permafrost je rozšírený na severe.

Úvod

Elektrická rozvodňa je zariadenie určené na premenu a distribúciu elektrickej energie. Rozvodne pozostávajú z transformátorov, prípojníc a spínacích zariadení, ako aj pomocných zariadení: reléové ochranné a automatizačné zariadenia, meracie prístroje. Rozvodne sú určené na prepojenie generátorov a spotrebiteľov s elektrickým vedením, ako aj na prepojenie jednotlivých častí elektrického systému.

Moderné energetické systémy pozostávajú zo stoviek vzájomne prepojených prvkov, ktoré sa navzájom ovplyvňujú. Projektovanie sa musí vykonať s prihliadnutím na základné podmienky pre spoločnú prevádzku prvkov, ktoré ovplyvňujú túto navrhnutú časť systému. Plánované možnosti dizajnu musia spĺňať nasledujúce požiadavky: spoľahlivosť, účinnosť, jednoduchosť použitia, energetická kvalita a možnosť ďalšieho rozvoja.

Počas navrhovania kurzu sa získavajú zručnosti pri používaní referenčnej literatúry, GOST, jednotných noriem a agregovaných ukazovateľov, tabuliek.

Cieľom dizajnu predmetu je štúdium praktických inžinierskych metód na riešenie zložitých problémov výstavby elektrických vedení, rozvodní a iných prvkov elektrických sietí a systémov, ako aj ďalší rozvoj výpočtových a grafických zručností potrebných pre projekčné práce. Zvláštnosťou návrhu elektrických systémov a sietí je úzky vzťah medzi technickými a ekonomickými výpočtami. Výber najvhodnejšej možnosti pre elektrickú rozvodňu sa uskutočňuje nielen teoretickými výpočtami, ale aj na základe rôznych úvah.

PRÍKLAD VÝPOČTU JEDNOHO Z MOŽNOSTÍ OBVODU

OKRESNÁ ELEKTRICKÁ SIEŤ

Počiatočné údaje

Mierka: v 1 bunke – 8,5 km;

Účiník na rozvodni "A", rel. Jednotky: ;

Napätie na zberniciach rozvodne "A", kV: , ;

Počet hodín maximálneho zaťaženia: ;

Maximálne aktívne zaťaženie v rozvodniach, MW: , , , , ;

Trvanie preťaženia výkonových transformátorov počas dňa: ;

Faktory jalového výkonu zaťaženia v rozvodniach majú tieto hodnoty: , , , , .

Spotrebitelia na všetkých rozvodniach zahŕňajú záťaže kategórie I a II z hľadiska spoľahlivosti napájania, s prevahou záťaží kategórie II.

1.1. Geografická poloha zdroja energie "A" a 5 uzlov záťaže

Výber konfigurácie distribučnej siete

Voľba racionálnej konfigurácie distribučnej siete je jednou z hlavných otázok riešených v počiatočných fázach projektovania. Voľba návrhu siete sa robí na základe technického a ekonomického porovnania množstva jej možností. Porovnateľné možnosti musia spĺňať podmienky technickej uskutočniteľnosti každého z nich, pokiaľ ide o parametre hlavného elektrického zariadenia (drôty, transformátory atď.), A tiež musia byť rovnocenné z hľadiska spoľahlivosti napájania spotrebiteľov patriacich do prvej kategórie. podľa.

Vývoj možností by sa mal začať na základe týchto zásad:

a) návrh siete by mal byť čo najjednoduchší (primerane) a prenos elektriny k spotrebiteľom by sa mal uskutočňovať čo najkratšou cestou, bez spätných tokov energie, čo zabezpečí zníženie nákladov na výstavbu vedení a zníženie straty energie a elektriny;

b) aj schémy elektrického zapojenia rozvádzačov znižovacích staníc by mali byť podľa možnosti (primerane) jednoduché, čo zabezpečí zníženie nákladov na výstavbu a prevádzku, ako aj zvýšenie spoľahlivosti ich prevádzky;

c) treba sa usilovať o implementáciu elektrických sietí s minimálnym množstvom transformácie napätia, čo znižuje požadovaný inštalovaný výkon transformátorov a autotransformátorov, ako aj straty výkonu a elektriny;

d) schémy elektrickej siete musia zabezpečiť spoľahlivosť a požadovanú kvalitu napájania spotrebiteľov a zabrániť prehrievaniu a preťaženiu elektrických zariadení vedení a rozvodní (z hľadiska prúdov v rôznych režimoch siete, mechanickej pevnosti a pod.)

Podľa PUE, ak sú v rozvodni spotrebitelia kategórie I a II, napájanie zo sietí elektrizačnej sústavy sa musí vykonávať prostredníctvom najmenej dvoch vedení pripojených k nezávislým zdrojom energie. Berúc do úvahy vyššie uvedené a berúc do úvahy alternatívne vlastnosti a ukazovatele určitých typov sieťových diagramov, odporúča sa najskôr vytvoriť varianty sieťových diagramov: radiálne, radiálne chrbticové a najjednoduchšie typy kruhov.

Na základe uvedených podmienok zostavíme desať možností schém regionálnej elektrickej siete (obr. 1.2.).

Schéma č.1 Schéma č.2

Schéma č.3 Schéma č.4

Schéma č.4 Schéma č.5

Schéma č.7 Schéma č.8

Obr.1.2. Možnosti konfigurácie okruhu elektrickej siete.

Zo zostavených schém pre ďalšie výpočty na základe súboru ukazovateľov a charakteristík vyberáme dve najracionálnejšie možnosti (č. 1 a č. 2).

I. Variant I (schéma č. 1) zahŕňa pripojenie rozvodní č. 1, 2, 3, 4, 5 do uzla A dvojokruhovými radiálnymi vedeniami (výstavba jednookruhových a dvojokruhových vedení 110 kV o celkovej dĺžke 187 km).

II. Variant II (schéma č. 2) zahŕňa pripojenie rozvodní č. 3 a č. 2 do okruhu z uzla A, pripojenie rozvodní č. 4 a č. 5 do okruhu z uzla A, pripojenie rozvodne č. 1 do uzla A cez dvojokruhové radiálne vedenia (výstavba jednookruhových a dvojokruhových vedení 110 kV v celkovej dĺžke 229,5 km).