چه چیزی سیستم برق است

چه چیزی سیستم برق است؟

تعریف سیستم برق

سیستم برق الکتریکی یک شبکه طراحی شده برای تولید، انتقال و توزیع موثر برق به مصرف‌کنندگان است.

سیستم برق الکتریکی به عنوان یک شبکه از اجزای الکتریکی تعریف می‌شود که برای تأمین، انتقال و مصرف انرژی الکتریکی استفاده می‌شود. تأمین انجام می‌شود از طریق نوعی تولید (مانند یک نیروگاه)، انتقال انجام می‌شود از طریق یک خط انتقال و سیستم توزیع، و مصرف می‌تواند از طریق کاربردهای مسکونی مانند روشن کردن چراغ‌ها یا کولر در خانه شما یا از طریق کاربردهای صنعتی مانند عملکرد موتورهای بزرگ باشد.

یک مثال از سیستم برق، شبکه الکتریکی است که برق را به خانه‌ها و صنایع در منطقه‌ای گسترده تأمین می‌کند. شبکه الکتریکی می‌تواند به طور کلی به نیروگاه‌هایی که برق را تأمین می‌کنند، سیستم انتقال که برق را از مراکز تولید به مراکز بار منتقل می‌کند، و سیستم توزیع که برق را به خانه‌ها و صنایع نزدیک تغذیه می‌کند، تقسیم شود.

سیستم‌های برق کوچک‌تر نیز در صنایع، بیمارستان‌ها، ساختمان‌های تجاری و خانه‌ها پیدا می‌شوند. اکثر این سیستم‌ها به توان سه‌فاز AC متکی هستند—استاندارد برای انتقال و توزیع برق در مقیاس بزرگ در جهان مدرن.

سیستم‌های تخصصی برق که همیشه به توان سه‌فاز AC متکی نیستند در هواپیماها، سیستم‌های ریلی الکتریکی، کشتی‌های اقیانوس‌پیما، زیردریایی‌ها و خودروها یافت می‌شوند.

نیروگاه‌های تولید توان الکتریکی را در سطح ولتاژ پایین تولید می‌کنند. ما ولتاژ تولید را در سطح پایین نگه می‌داریم زیرا دارای مزایای خاصی است. تولید با ولتاژ پایین فشار کمتری را روی آرماتور جنراتور ایجاد می‌کند. بنابراین در تولید با ولتاژ پایین، می‌توانیم جنراتور کوچک‌تری با عایق لایه‌ای نازک‌تر و سبک‌تر ساخته شده بسازیم.

از دیدگاه مهندسی و طراحی، جنراتورهای کوچک‌تر عملی‌تر هستند. نمی‌توانیم این توان با ولتاژ پایین را به مراکز بار منتقل کنیم.

انتقال با ولتاژ پایین باعث افت بیشتر مس، تنظیم ضعیف ولتاژ و هزینه‌های نصب بالاتر سیستم انتقال می‌شود. برای جلوگیری از این سه مشکل، باید ولتاژ را به سطح ولتاژ بالایی معین بالا ببریم.

بالا بردن ولتاژ سیستم فراتر از نقطه معین غیرعملی است زیرا هزینه‌های عایق‌بندی و هزینه‌های ساختارهای حمایتی را به دلیل نیاز به فاصله از زمین به طور قابل توجهی افزایش می‌دهد.

ولتاژ انتقال بستگی به مقدار توانی دارد که باید منتقل شود. بار اوجی دیگری است که سطح ولتاژ سیستم برای انتقال مقداری انرژی را تعیین می‌کند.

برای بالا بردن ولتاژ سیستم، از ترانسفورماتورهای بالا بر و ترتیبات محافظت و عملیات مربوطه در نیروگاه تولید استفاده می‌کنیم. این را زیرстанیون تولید می‌نامیم. در انتهای خط انتقال، باید ولتاژ انتقال را به سطح پایین‌تر برای انتقال ثانویه یا توزیع اولیه پایین ببریم.

در اینجا از ترانسفورماتورهای پایین بر و ترتیبات محافظت و عملیات مربوطه استفاده می‌کنیم. این یک زیرستانیون انتقال است. پس از انتقال اولیه، انرژی الکتریکی از طریق انتقال ثانویه یا توزیع اولیه عبور می‌کند. پس از انتقال ثانویه یا توزیع اولیه دوباره ولتاژ را به سطح پایین مورد نظر برای توزیع در محل مصرف پایین می‌آوریم.

این ساختار اساسی یک سیستم برق الکتریکی بود. با این حال، جزئیات هر تجهیزات استفاده شده در یک سیستم برق الکتریکی را ذکر نکرده‌ایم. علاوه بر سه مؤلفه اصلی ژنراتور، ترانسفورماتور و خط انتقال، تعداد زیادی تجهیزات مرتبط وجود دارد.

برخی از این تجهیزات شامل برشکن، آرام‌ساز برق، جداکننده، ترانسفورماتور جریان، ترانسفورماتور ولتاژ، ترانسفورماتور ولتاژ کندکتور، فخاله‌گیر، بانک کندکتور، سیستم رله، ترتیبات کنترل، ترتیبات زمین‌بندی خط و تجهیزات زیرستانیون و غیره هستند.

تنظیم ولتاژ

مدیریت سطوح ولتاژ از طریق ترانسفورماتورها برای کاهش اتلاف انرژی و تضمین ارسال برق ایمن و کارآمد ضروری است.

اهمیت انتقال

انتقال با ولتاژ بالا برای کاهش اتلاف انرژی و هزینه‌های زیرساخت در مسافت‌های طولانی ضروری است.

اجزاء اساسی

اجزاء کلیدی یک سیستم برق شامل ژنراتورها، ترانسفورماتورها و انواع تجهیزات محافظتی و عملیاتی هستند.

دلیل اقتصادی

سیستم‌های برق برای ارسال برق از مکان‌های تولید با منابع غنی به مناطق مصرف دوردست ضروری هستند و اطمینان از دسترسی اقتصادی و قابل اعتماد به انرژی را فراهم می‌کنند.