Was ist ein elektrisches Energieversorgungssystem?
Was ist ein elektrisches Energieversorgungssystem?
Definition des Energieversorgungssystems
Ein elektrisches Energieversorgungssystem ist ein Netzwerk, das darauf ausgelegt ist, Elektrizität effizient zu erzeugen, zu übertragen und an die Verbraucher zu verteilen.
Ein elektrisches Energieversorgungssystem wird als Netzwerk von elektrischen Komponenten definiert, die zum Versorgen, Übertragen und Verbrauchen von elektrischer Energie verwendet werden. Das Versorgen erfolgt durch eine Art der Erzeugung (z.B. eine Kraftwerksanlage), der Übertragung durch ein Übertragungsnetz (über eine Übertragungsleitung) und Verteilungssystem, und der Verbrauch kann sowohl durch Wohngebäudeanwendungen wie die Beleuchtung oder Klimaanlagen in Ihrem Zuhause als auch durch industrielle Anwendungen wie den Betrieb großer Motoren erfolgen.
Ein Beispiel für ein Energieversorgungssystem ist das elektrische Netz, das Strom für Haushalte und Industrie in einem größeren Gebiet bereitstellt. Das elektrische Netz kann in die Generatoren, die den Strom liefern, das Übertragungssystem, das den Strom von den Erzeugungszentren zu den Lastzentren transportiert, und das Verteilungssystem, das den Strom an nahegelegene Haushalte und Industrien liefert, unterteilt werden.
Kleinere Energieversorgungssysteme finden sich auch in der Industrie, Krankenhäusern, Gewerbegebäuden und Häusern. Die Mehrheit dieser Systeme basiert auf Dreiphasenwechselstrom, dem Standard für großflächige Stromübertragung und -verteilung in der modernen Welt.
Spezialisierte Energieversorgungssysteme, die nicht immer auf Dreiphasenwechselstrom angewiesen sind, finden sich in Flugzeugen, elektrischen Bahnfahrzeugen, Ozeandampfern, U-Booten und Automobilen.
Die Erzeugungsanlagen produzieren elektrische Energie auf niedriger Spannungsebene. Wir halten die Erzeugungsspannung auf niedrigem Niveau, da dies bestimmte Vorteile bietet. Eine niedrige Erzeugungsspannung führt zu geringeren Belastungen am Armaturenständer des Wechselstromgenerators. Daher können wir bei niedriger Erzeugungsspannung einen kleineren Generator mit dünnerer und leichterer Isolierung bauen.
Von ingenieurstechnischer und gestalterischer Sicht sind kleinere Generatoren praktischer. Wir können diese Niederspannung jedoch nicht direkt zu den Lastzentren übertragen.
Niederspannungstransmission verursacht mehr Kupferverluste, schlechte Spannungsregelung und höhere Installationskosten des Transmissionsnetzes. Um diese drei Schwierigkeiten zu vermeiden, müssen wir die Spannung auf ein bestimmtes hohes Niveau erhöhen.
Eine Erhöhung der Systemspannung über einen bestimmten Punkt hinaus ist unpraktisch, da dies die Isolierungskosten und die Kosten für Tragestrukturen aufgrund der erforderlichen Erdabstände signifikant erhöht.
Die Transmissionspannung hängt von der Menge der zu übertragenden Energie ab. Die Impedanzlast ist ein weiterer Parameter, der die Spannungsebene des Systems zur Übertragung einer bestimmten Energiemenge bestimmt.
Für die Erhöhung der Systemspannung verwenden wir Spannungserhöhungs-Transformator und deren zugehörige Schutz- und Betriebsanordnungen in der Erzeugungsanlage. Dies nennt man eine Erzeugungsunterstation. Am Ende der Transmissionsleitung müssen wir die Transmissionspannung auf ein niedrigeres Niveau herunterstufen, um sie für sekundäre Transmissions- und/oder Verteilungszwecke zu verwenden.
Hier verwenden wir Spannungsreduktions-Transformator und deren zugehörige Schutz- und Betriebsanordnungen. Dies ist eine Transmissionsunterstation. Nach der primären Transmissionsphase durchläuft die elektrische Energie die sekundäre Transmissions- oder primäre Verteilungsphase. Nach der sekundären Transmissions- oder primären Verteilungsphase senken wir die Spannung wieder auf ein gewünschtes niedriges Niveau, um sie an den Verbrauchsorten zu verteilen.
Dies war die grundlegende Struktur eines elektrischen Energieversorgungssystems. Obwohl wir nicht die Details jedes in einem elektrischen Energieversorgungssystem verwendeten Geräts erwähnt haben, gibt es neben den drei Hauptkomponenten Generator, Transformator und Transmissionsleitung eine Vielzahl von zugehörigen Geräten.
Einige dieser Geräte sind Schaltgerät, Blitzableiter, Isolator, Stromtransformator, Spannungstransformator, Kondensator-Spannungstransformator, Wellenfilter, Kondensatorbank, Relaisanlage, Steuerungseinrichtung, Erdungsanordnung der Leitung und Unterstationsgeräte usw.
Spannungsregelung
Die Regelung der Spannungsniveaus über Transformator ist entscheidend, um Energieverluste zu minimieren und eine sichere, effiziente Stromversorgung sicherzustellen.
Wichtigkeit der Übertragung
Hochspannungstransmission ist notwendig, um Energieverluste und Infrastrukturkosten über weite Strecken zu reduzieren.
Wesentliche Komponenten
Wichtige Teile eines Energieversorgungssystems sind Generatoren, Transformator und eine Vielzahl von Schutz- und Betriebsgeräten.
Ökonomische Begründung
Energieversorgungssysteme sind entscheidend, um Elektrizität von ressourcenreichen Erzeugungsstandorten zu fernen Verbrauchsgebieten zu transportieren und wirtschaftlichen und zuverlässigen Zugang zu Energie zu gewährleisten.
