Макеты, конфигурации и приложения
Системы распространения по всему миру развивались в разные формы. Два основных проекта - североамериканский и европейский. Для обеих форм аппаратное обеспечение практически одинаково: проводники, кабели, изоляторы, ограничители перенапряжений, регуляторы и трансформаторы очень похожи. Обе системы являются радиальными, а напряжения и возможности по электропитанию аналогичны.
Североамериканские и европейские системы распределения (на фото: красивая ромашка и башня передачи, кредит: Little_Karen через Flickr)
Основные отличия - в макетах, конфигурациях и приложениях.
РИСУНОК 1 - Распределение по Северной Америке и Европе.
На рисунке 1 сравниваются две системы. По сравнению с североамериканскими проектами, европейские системы имеют более крупные трансформаторы и больше клиентов на одного транс-бывшего. Большинство европейских трансформаторов являются трехфазными и порядка 300-1000 кВА, что намного превышает типичные североамериканские 25- или 50-кВА однофазные устройства.
Вторичные напряжения мотивировали многие различия в системах распределения.
Северная Америка стандартизовалась на вторичной системе 120/240 В; на них падение напряжения ограничивает, как далеко утилит может запускать вторичные устройства, обычно не более 250 футов. В европейских проектах более высокие вторичные напряжения позволяют второстепенным образом растягиваться почти до 1 мили.
Европейские вторичные страны в основном трехфазные, и большинство европейских стран имеют стандартное вторичное напряжение 220, 230 или 240 В, что в два раза превышает североамериканский стандарт.
При удвоенном напряжении цепь, питающая ту же нагрузку, может достигать в четыре раза больше расстояния. И поскольку трехфазные второстепенные объекты могут достигать удвоенной длины однофазной вторичной, в целом, европейская вторичная может достигать в восемь раз больше американской вторичной для данной нагрузки и падения напряжения.
Хотя это редко, некоторые европейские коммунальные предприятия снабжают сельские районы однофазными отводами из двух фаз с однофазными трансформаторами, связанными фазой с фазой.
В европейском дизайне второстепенные используются во многом как первичные боковые части в североамериканском дизайне. В европейских конструкциях первичный элемент часто не используется, а предохранители на первом уровне не используются так сильно. Предприятия еврооблигаций также не используют повторное закрытие как религиозно, как североамериканские коммунальные услуги.
Некоторые различия в дизайнах сосредоточены вокруг различий в нагрузках и инфраструктуре. В Европе дороги и здания уже были установлены, когда была разработана электрическая система, поэтому дизайн должен был «фитировать». Вторичные часто прикрепляются к зданиям.
В Северной Америке многие дороги и электрические цепи были разработаны одновременно. Кроме того, в Европе дома упаковываются вместе и меньше, чем дома в Америке. У каждого типа системы есть свои преимущества.
Некоторые из основных различий между системами заключаются в следующем:
Стоимость //
Европейская система, как правило, дороже, чем североамериканская система, но есть так много переменных, что их сложно сравнивать по отдельности. Для типов грузов и макетов в Европе европейская система достаточно хороша.
Европейское первичное оборудование, как правило, дороже, особенно для областей, которые могут обслуживаться однофазными цепями.
Гибкость //
Североамериканская система имеет более гибкий первичный дизайн, а европейская система имеет более гибкий вторичный дизайн. Для городских систем европейская система может использовать преимущества гибкой вторичной; например, трансформаторы могут быть расположены более удобно. Для сельских систем и районов, где распространена нагрузка, североамериканская первичная система более гибкая.
Североамериканский первичный вариант немного лучше подходит для сбора новой нагрузки, а также для модернизации и расширения схем.
Безопасность //
Многогранная нейтраль североамериканской первичной системы обеспечивает много преимуществ безопасности. Защита может более надежно устранять неисправности, а нейтраль действует как физический барьер, а также помогает предотвратить опасные сенсорные напряжения во время сбоев.
Преимущество европейской системы заключается в том, что дефекты с высоким импедансом легче обнаружить.
Надежность //
Как правило, североамериканские проекты приводят к меньшему количеству прерываний клиентов. Nguyen et al. (2000) смоделировали характеристики двух конструкций для гипотетической области и обнаружили, что средняя частота перерывов была выше на 35% выше в европейской системе.
Хотя европейские системы имеют меньше первичных, почти все они находятся на основной магистрали фидера. Потеря основного фидера приводит к прерыванию для всех клиентов в цепи. Европейским системам требуется больше переключателей и другого оборудования для поддержания такого же уровня надежности.
Качество питания //
Как правило, в европейских системах меньше провисаний напряжения и кратковременных перерывов. В европейской системе менее первичное воздействие должно переходить на меньшее количество мгновенных перерывов по сравнению с североамериканской системой, в которой используется сбережение предохранителей.
Трехпроводная европейская система защищает от провалов от замыканий на землю.
Белка, проходящая через втулку (от линии к земле), вызывает относительно высокий путь отказа импеданса, который не прогибает напряжение намного по сравнению с болтовой ошибкой на хорошо заземленной системе. Даже если фазовый проводник неисправен к обратному пути с низким полным сопротивлением (например, к хорошо заземленной вторичной нейтрали), преобразователи с треугольным контактом обеспечивают лучшую устойчивость к провалу напряжения, особенно если трансформатор подстанции заземлен через резистор или реактор.
Эстетика //
Обладая меньшим преимуществом, европейская система обладает эстетическим преимуществом: второстепенное легче подстирать или смешивать. Для подземных систем меньшее количество трансформаторов и более длительный вторичный охват облегчают размещение.
Кража //
Из-за гибкости европейской вторичной системы гораздо легче воровать. Особенно это касается развивающихся стран. Вторичные часто нанизаны вдоль зданий или поверх них; этот легкий доступ не требует больших навыков для прикрепления.
За пределами Европы и Северной Америки используются обе системы, и использование обычно следует за колониальными образцами с более широко используемой европейской практикой. В некоторых регионах мира существуют смешанные системы распределения, использующие кусочки североамериканского и кусочки европейской практики.
Худшая смесь - это 120-вольтные второстепенные с праймериз в европейском стиле. Низковольтная вторичная обмотка имеет ограниченный охват наряду с более дорогим европейским основным устройством. Более высокие вторичные напряжения были изучены (но не реализованы, насколько мне известно) для североамериканских систем, чтобы получить гибкость. Более высокие вторичные напряжения позволяют широко использовать вторичное оборудование, что упрощает упрощение и снижает затраты.
Инженеры Westinghouse утверждали, что трехпроводные трехфазные вторичные вторичные и трехпроводные трехфазные 240/480-V и 265/460-V обеспечивают преимущества по сравнению с аналогичными трехпроводными вторичными вторичными сетями 120/240 V (Lawrence and Griscom, 1956, Lokay and Zimmerman, 1956). Более высокие вторичные напряжения не приводят к увеличению нагрузок; маленький трансформатор в каждом доме преобразует 240 или 265 В в 120 В для освещения и использования в стандартном исполнении (кондиционеры и основные приборы могут обслуживаться напрямую без дополнительной трансформации).
Совсем недавно Bergeron et al. (2000) описывают видение системы распределения, в которой напряжение распределения первичного уровня сведено к обширной трехфазной вторичной системе 600 В. В каждом доме электронный трансформатор преобразует 600 В в 120/240 В.
Ссылка // Эль. оборудование и системы распределения электроэнергии - TAShort