Hvad er et elektrisk strømsystem?

Hvad er et elektrisk energisystem?

Definition af energisystem

Et elektrisk energisystem er et netværk, der er designet til at effektivt producere, overføre og fordele elektricitet til forbrugere.

Et elektrisk energisystem defineres som et netværk af elektriske komponenter, der anvendes til at forsyne, overføre og forbruge elektrisk energi. Forsyningen sker gennem en form for produktion (fx en kraftværk), overførslen sker gennem et transmissions- (via en transmissionslinje) og distributionsnet, og forbruget kan ske gennem boligapplikationer som belysning eller aircondition i hjemmet, eller gennem industrielle applikationer som drift af store motorer.

Et eksempel på et energisystem er det elektriske net, der leverer strøm til huse og industrien inden for et udstrakt område. Det elektriske net kan bredt opdeles i generatorerne, der leverer strømmen, transmissionsnettet, der fører strømmen fra produktionscentre til belastningscentre, og distributionsnettet, der forsyner de nærliggende huse og industrier med strøm.

Mindre energisystemer findes også i industrien, hospitaler, kommercielle bygninger og huse. De fleste af disse systemer bygger på tre-fase AC-strøm – standarden for stor-skala strømoverførsel og -distribution i den moderne verden.

Specialiserede energisystemer, der ikke altid bygger på tre-fase AC-strøm, findes i fly, elektriske jernbanesystemer, oceanlinjers, ubåde og biler.

Kraftværker producerer elektrisk energi ved lav spænding. Vi holder produktionsspændingen lav, fordi dette har specifikke fordele. Lav spænding generering skaber færre belastninger på armaturen i alternatoren. Derfor kan vi ved lav spænding generering konstruere en mindre alternator med tyndere og lettere isolation.

Fra et ingeniør- og designsynspunkt er mindre alternatorer mere praktiske. Vi kan ikke overføre denne lav spænding strøm til belastningscentre.

Lav spænding overførsel forårsager mere kobbertab, dårligere spændingsregulering og højere installationsomkostninger for transmissionsnettet. For at undgå disse tre problemer skal vi stige spændingen op til en bestemt høj spænding.

At øge systemets spænding yderligere er upraktisk, da det betydeligt øger isolationsomkostninger og udgifter til støttekonstruktioner pga. nødvendig jordafstand.

Transmissionsspændingen afhænger af mængden af energi, der skal overføres. Overbelastningsimpedansbelastning er en anden parameter, der bestemmer systemets spændingsniveau for overførsel af en given energimængde.

For at stige systemets spænding op, bruger vi stigetransformatorer og deres tilhørende beskyttelses- og driftsanordninger på produktionsstationen. Vi kalder dette en produktionsunderstation. I slutningen af transmissionsledningen skal vi sænke transmissions-spændingen til et lavere niveau for sekundær overførsel og/eller distributionsformål.

Her bruger vi sagsænkende transformatorer og deres tilhørende beskyttelses- og driftsanordninger. Dette er en transmissionsunderstation. Efter primær overførsel passer elektrisk energi igennem sekundær overførsel eller primær distribution. Efter sekundær overførsel eller primær distribution sænkes spændingen igen til et ønsket lavt spændingsniveau for at fordele på forbrugernes lokaler.

Dette var den grundlæggende struktur af et elektrisk energisystem. Selvom vi ikke har nævnt detaljerne for hvert stykke udstyr, der anvendes i et elektrisk energisystem. Ud over de tre hovedkomponenter alternator, transformator og transmissionsledning, er der en række tilhørende udstyr.

Nogle af disse enheder inkluderer afbryder, lynbeskyttelse, isolator, strømtransformator, spændings-transformator, kondensatorspændings-transformator, bølgefang, kondensatorbank, relæsystem, kontrolleringsanordninger, jordforbindelse af ledningen og understationsudstyr osv.

Spændingsregulering

Styring af spændingsniveauer gennem transformatorer er afgørende for at minimere energitab og sikre sikkert og effektiv strømforsyning.

Vigtigheden af transmission

Høj spænding transmission er nødvendig for at reducere energitab og infrastrukturudgifter over lange afstande.

Vigtige komponenter

De vigtigste dele af et energisystem inkluderer generatorer, transformatorer og en række beskyttende og driftsmæssige udstyr.

Økonomisk rationel

Energisystemer er afgørende for at levere elektricitet fra ressource-rige produktionssteder til fjern belastningsområder, hvilket sikrer økonomisk og pålidelig energitilgang.