Τι είναι η Ηλεκτρική Σύστημα Ενέργειας;

Τι είναι Σύστημα Ηλεκτρικής Ενέργειας;

Ορισμός Συστήματος Ενέργειας

Ένα σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας είναι ένα δίκτυο που σχεδιάζεται για να παράγει, μεταφέρει και διανέμει αποτελεσματικά ηλεκτρική ενέργεια στους καταναλωτές.

Ένα σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας ορίζεται ως ένα δίκτυο ηλεκτρικών συστατικών που χρησιμοποιείται για την παροχή, μεταφορά και κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας. Η παροχή γίνεται μέσω κάποιας μορφής παραγωγής (π.χ. ένας παραγωγός ενέργειας), η μεταφορά γίνεται μέσω ενός συστήματος μεταφοράς (μέσω μιας γραμμής μεταφοράς) και ενός συστήματος διανομής, και η κατανάλωση μπορεί να γίνει μέσω εφαρμογών κατοικιών, όπως η φωτισμός ή η κλιματισμός στο σπίτι σας, ή μέσω βιομηχανικών εφαρμογών, όπως η λειτουργία μεγάλων μοτέρ.

Ένα παράδειγμα συστήματος ενέργειας είναι το ηλεκτρικό δίκτυο που παρέχει ενέργεια σε κατοικίες και βιομηχανίες σε μια ευρεία περιοχή. Το ηλεκτρικό δίκτυο μπορεί να χωρίζεται σε γεννήτριες που παρέχουν την ενέργεια, το σύστημα μεταφοράς που μεταφέρει την ενέργεια από τα κέντρα παραγωγής στα κέντρα φορτίου, και το σύστημα διανομής που εφοδιάζει την ενέργεια σε κοντινές κατοικίες και βιομηχανίες.

Μικρότερα συστήματα ενέργειας βρίσκονται επίσης σε βιομηχανίες, νοσοκομεία, εμπορικά κτίρια και κατοικίες. Οι περισσότερες από αυτές τις συστήματα εξαρτώνται από τριφασική AC ενέργεια—το πρότυπο για μεγάλη κλίμακα μεταφοράς και διανομής ενέργειας στο σύγχρονο κόσμο.

Ειδικά συστήματα ενέργειας που δεν εξαρτώνται πάντα από τριφασική AC ενέργεια βρίσκονται σε αεροσκάφη, ηλεκτρικά σιδηροδρομικά συστήματα, θαλάσσια πλοία, υποβρύχια και αυτοκίνητα.

Οι παραγωγοί ενέργειας παράγουν ηλεκτρική ενέργεια σε χαμηλό επίπεδο τάσης. Διατηρούμε την παραγωγή σε χαμηλό επίπεδο τάσης επειδή έχει κάποια συγκεκριμένα πλεονεκτήματα. Η παραγωγή σε χαμηλή τάση προκαλεί λιγότερες τάσεις στο αρματούρα του αλτερνατόρα. Έτσι, σε χαμηλή τάση παραγωγή, μπορούμε να κατασκευάσουμε έναν μικρότερο αλτερνατόρα με πιο λεπτή και ελαφρύτερη απομόνωση.

Από την άποψη της μηχανικής και της σχεδίασης, οι μικρότεροι αλτερνατόρες είναι πιο πρακτικοί. Δεν μπορούμε να μεταφέρουμε αυτή τη χαμηλή τάση προς τα κέντρα φορτίου.

Η μεταφορά σε χαμηλή τάση προκαλεί περισσότερες απώλειες χαλκού, κακή ρύθμιση τάσης και περισσότερα έξοδα εγκατάστασης του συστήματος μεταφοράς. Για να αποφύγουμε αυτά τα τρία προβλήματα, πρέπει να αυξήσουμε την τάση σε ένα συγκεκριμένο υψηλό επίπεδο τάσης.

Η αύξηση της τάσης του συστήματος πέρα από ένα σημείο είναι απρακτική, καθώς αυξάνει σημαντικά το κόστος απομόνωσης και τα έξοδα για τις υποστηρικτικές δομές λόγω της απαιτούμενης αποστάσεως από το έδαφος.

Η τάση μεταφοράς εξαρτάται από την ποσότητα ενέργειας που πρέπει να μεταφερθεί. Η φορτία της συγκρούσης είναι ένας άλλος παράγοντας που καθορίζει το επίπεδο τάσης του συστήματος για τη μεταφορά μιας ποσότητας ενέργειας.

Για την αύξηση της τάσης του συστήματος, χρησιμοποιούμε μετατροπείς αύξησης τάσης και τις συναφείς προστασίες και διατάξεις λειτουργίας στον παραγωγό. Αυτό το λέμε γεννητικό υποσταθμό. Στο τέλος της γραμμής μεταφοράς, πρέπει να μειώσουμε την τάση μεταφοράς σε χαμηλότερο επίπεδο για δευτερεύουσα μεταφορά ή διανομή.

Εδώ χρησιμοποιούμε μετατροπείς μείωσης τάσης και τις συναφείς προστασίες και διατάξεις λειτουργίας. Αυτό είναι ένας υποσταθμός μεταφοράς. Μετά την πρωτογενή μεταφορά, η ηλεκτρική ενέργεια περνάει μέσω δευτερεύουσας μεταφοράς ή πρωτογενούς διανομής. Μετά τη δευτερεύουσα μεταφορά ή πρωτογενή διανομή, ξανά μειώνουμε την τάση σε επιθυμητό χαμηλό επίπεδο τάσης για διανομή στα πρόσταγμα των καταναλωτών.

Αυτή ήταν η βασική δομή ενός συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας. Παρ' όλα αυτά, δεν έχουμε αναφέρει τις λεπτομέρειες κάθε εξοπλισμού που χρησιμοποιείται σε ένα σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας. Εκτός από τα τρία κύρια συστατικά, αλτερνατόρα, μετατροπείς και γραμμή μεταφοράς, υπάρχει ένας αριθμός συναφών εξοπλισμών.

Κάποια από αυτά τα εξοπλισμά είναι το στοίβαδο, ο προστατευτής καταστροφών, ο απομονωτής, ο μετατροπείς ρεύματος, ο μετατροπείς τάσης, ο μετατροπείς τάσης με καταναλωτή, ο παγίδα κύματος, ο τριφασικός συσσωρευτής, το σύστημα συνδρομής, η διάταξη ελέγχου, η διάταξη εδάφωσης της γραμμής και του εξοπλισμού του υποσταθμού, κλπ.

Ρύθμιση Τάσης

Η διαχείριση των επιπέδων τάσης μέσω μετατροπείων είναι κρίσιμη για τη μείωση των απωλειών ενέργειας και την εγγύηση ασφαλούς και αποτελεσματικής παροχής ενέργειας.

Σημασία Μεταφοράς

Η μεταφορά σε υψηλή τάση είναι απαραίτητη για τη μείωση των απωλειών ενέργειας και των έξοδων υποδομής σε μεγάλες αποστάσεις.

Βασικά Συστατικά

Κλειδία μέρη ενός συστήματος ενέργειας περιλαμβάνουν γεννήτριες, μετατροπείς και μια ποικιλία προστατευτικών και λειτουργικών εξοπλισμών.

Οικονομική Λογική

Τα συστήματα ενέργειας είναι βασικά για την παροχή ηλεκτρικής ενέργειας από πλούσιες σε πόρους περιοχές παραγωγής σε απομακρυσμένες περιοχές κατανάλωσης, εξασφαλίζοντας οικονομική και αξιόπιστη πρόσβαση στην ενέργεια.