Co je elektrický systém?

Co je elektrický systém?

Definice systému

Elektrický systém je síť navržená pro efektivní výrobu, přenos a distribuci elektřiny spotřebitelům.

Elektrický systém je definován jako síť elektrických komponent používaných k zásobování, přenosu a spotřebě elektrické energie. Zásobování se provádí prostřednictvím nějaké formy výroby (např. elektrárny), přenos se provádí prostřednictvím přenosového systému (přes přenosovou linku) a distribučního systému, a spotřeba může být prostřednictvím rezidenčních aplikací, jako je osvětlení nebo klimatizace v domácnosti, nebo prostřednictvím průmyslových aplikací, jako je provoz velkých motorů.

Příkladem elektrického systému je elektrická síť, která poskytuje energii domácnostem a průmyslu v rozsáhlém oblasti. Elektrická síť lze široce rozdělit na generátory, které dodávají energii, přenosový systém, který přenáší energii z centrálních míst výroby do míst spotřeby, a distribuční systém, který podává energii blízkým domácnostem a průmyslu.

Menší elektrické systémy se nacházejí také v průmyslu, nemocnicích, komerčních budovách a domácnostech. Většina těchto systémů spoléhá na třífázovou střídavou proudovou energii – standard pro velkoskalový přenos a distribuci elektřiny v moderním světě.

Specializované elektrické systémy, které nevždy spoléhají na třífázovou střídavou proudovou energii, se nacházejí v letadlech, elektrických železničních systémech, oceánských liniích, ponorkách a automobilech.

Výrobní elektrárny produkují elektrickou energii na nízké úrovni napětí. Udržujeme výrobní napětí na nízké úrovni, protože má některé specifické výhody. Nízkonapěťová výroba vytváří menší zatěžování armatury alternátoru. Proto při nízkonapěťové výrobě můžeme postavit menší alternátor s tenčší a lehčí izolací.

Z hlediska inženýrství a návrhu jsou menší alternátory praktičtější. Nemůžeme přenášet tuto nízkonapěťovou energii do míst spotřeby.

Nízkonapěťový přenos způsobuje větší ztráty v mědě, špatnou regulaci napětí a vyšší náklady na instalaci přenosového systému. Abychom tyto tři problémy vyřešili, musíme napětí zvýšit na konkrétní vysokou úroveň.

Zvyšování napětí systému nad určitou hranici není praktické, protože to značně zvyšuje náklady na izolaci a náklady na nosné struktury kvůli požadovanému vzdálení od země.

Přenosové napětí závisí na množství energie, které se má přenést. Dalším parametrem, který určuje úroveň napětí systému pro přenos určitého množství energie, je přetížení impedancí.

Pro zvýšení napětí systému používáme stupňující transformátory a jejich přidružené ochrany a operační uspořádání na výrobní stanici. Toto nazýváme výrobní podsíť. Na konci přenosové linky musíme snížit přenosové napětí na nižší úroveň pro sekundární přenos nebo distribuci.

Zde používáme snižující transformátory a jejich přidružené ochrany a operační uspořádání. Toto je přenosová podsíť. Po primárním přenosu elektrická energie prochází sekundárním přenosem nebo primární distribucí. Po sekundárním přenose nebo primární distribuci znovu snížíme napětí na požadovanou nízkou úroveň pro distribuci u spotřebitele.

Toto byla základní struktura elektrického systému. I když jsme neuváděli detaily každého zařízení použitého v elektrickém systému. Kromě tří hlavních komponent – alternátor, transformátor a přenosová linka – existuje řada přidruženého zařízení.

Některé z těchto zařízení jsou spínací relé, ochranné relé proti blesku, izolátor, transformátor proudu, transformátor napětí, kondenzátorový transformátor napětí, falešná past, kondenzátorový bank, reléový systém, ovládací uspořádání, zazemňovací uspořádání linky a zařízení podsítě atd.

Regulace napětí

Správa úrovní napětí pomocí transformátorů je klíčová pro minimalizaci ztrát energie a zajištění bezpečné a efektivní dodávky energie.

Důležitost přenosu

Vysokonapěťový přenos je nezbytný pro snížení ztrát energie a nákladů na infrastrukturu při dlouhých vzdálenostech.

Zásadní komponenty

Klíčové části elektrického systému zahrnují generátory, transformátory a různé ochranné a operační zařízení.

Ekonomické důvody

Elektrické systémy jsou klíčové pro dodávku elektřiny z lokalit bohatých na zdroje do vzdálených oblastí spotřeby, což zajišťuje ekonomickou a spolehlivou dostupnost energie.