· Магистральные сети: сети, связывающие отдельные регионы, страны и их крупнейшие источники и центры потребления. Характерны сверхвысоким и высоким уровнем напряжения и большими потоками мощности (гигаватты).
· Региональные сети: сети масштаба региона. Имеют питание от магистральных сетей и собственных региональных источников питания, обслуживают крупных потребителей (город, район, предприятие, месторождение, транспортный терминал). Характерны высоким и средним уровнем напряжения и большими потоками мощности (сотни мегаватт, гигаватты).
· Районные сети, распределительные сети. Имеют питание от региональных сетей. Обычно не имеют собственных источников питания, обслуживают средних и мелких потребителей (внутриквартальные и поселковые сети, предприятия, небольшие месторождения, транспортные узлы). Характерны средним и низким уровнем напряжения и небольшими потоками мощности (мегаватты).
· Внутренние сети: распределяют электроэнергию на небольшом пространстве — в рамках района города, села, квартала, завода. Зачастую имеют всего 1 или 2 точки питания от внешней сети. При этом иногда имеют собственный резервный источник питания. Характерны низким уровнем напряжения и небольшими потоками мощности (сотни киловатт, мегаватты).
Преобразование напряжения
Как правило, генераторы источника и потребители работают с низким номинальным напряжением. Потери энергии в линиях обратно пропорциональны квадрату напряжения, поэтому для снижения потерь электроэнергию выгодно передавать на высоких напряжениях. Для этого на выходе от генератора его повышают, а на входе потребителя его понижают при помощи трансформаторов.
|
|
В городах Северной Америки, электрическая сеть имеет тенденцию следовать классическому радиальному дизайну. Подстанции получают электричество от сети передачи, с помощью трансформаторов понижается напряжение, и затем распространяется во всех направлениях к потребителям на данной местности. По мере того как расстояние от подстанции растет, разветвление продолжается. Эта древовидная структура растет от подстанции, но по соображениям надежности, как правило, имеет, по меньшей мере, одно неиспользуемое резервное подключение к соседней подстанции. Это соединение может быть включено в случае возникновения чрезвычайной ситуации, так что часть территории, которую обслуживает подстанция, может быть обслужена другой подстанцией.
Всего в США общая длина электрической сети составляет около 300 тыс. км и обслуживается примерно 500 различными компаниями-операторами
Электроэнергетика в разных регионах взаимосвязана для повышения экономии и надежности. Взаимосвязи позволяют экономить на масштабе, позволяя приобретать энергию у крупных эффективных источников. Сети могут получать питание от резервных генераторов из другого региона для того, чтобы обеспечить постоянную и надежную подачу питания и диверсифицировать свои нагрузки. Объединение сетей также позволяет регионам иметь доступ к дешевой энергии в больших объемах, получая её от различных источников. Например, один регион может производить дешевую электроэнергию на гидроэлектростанциях во время сезонов, когда объем стока велик, но когда он мал, другая область может производить более дешевую энергию за счет ветра, позволяя обоим регионам получить доступ к более дешевым источникам энергии друг от друга в разные времена года. Соседние сети также помогают друг другу поддерживать общую частоту системы, а также управлять потоками энергии между регионами.
|
|
В настоящее время в США имеется две основные сети электроснабжения на переменном токе: Eastern Interconnection и Western Interconnection. Кроме них имеется две небольшие энергосистемы: Alaska Interconnection (Аляска) и Texas Interconnection (Техас). Три энергосистемы, Eastern, Western и Texas связаны друг с другом через соединения постоянного тока, позволяя передавать электроэнергию по континентальным штатам США, в Канаду и в Мексику. А вот Alaska не подключена к общей сети и ориентируется на работу местных дизельных генераторов. Операторами сетей являются некоммерческие организации.