چیست سیستم قدرت برقی

سیستم برق چیست؟

تعریف سیستم برق

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

یک سیستم برق الکتریکی به عنوان یک شبکه از مولفه‌های الکتریکی تعریف می‌شود که برای تأمین، انتقال و مصرف انرژی الکتریکی استفاده می‌شود. تأمین از طریق نوعی تولید (مانند نیروگاه)، انتقال از طریق خطوط انتقال و سیستم توزیع، و مصرف می‌تواند از طریق کاربردهای مسکونی مانند روشن کردن یا تهویه مطبوع در خانه شما یا از طریق کاربردهای صنعتی مانند عملیات موتورهای بزرگ باشد.

مثالی از یک سیستم برق، شبکه الکتریکی است که برق را به خانه‌ها و صنایع در یک منطقه گسترده فراهم می‌کند. شبکه الکتریکی می‌تواند به طور کلی به تولیدکنندگانی 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 صنعت، بیمارستان‌ها، ساختمان‌های تجاری و خانه‌ها یافت می‌شوند. بیشتر این سیستم‌ها بر پایه برق AC سه‌فاز - استاندارد انتقال و توزیع برق در مقیاس بزرگ در دنیای مدرن - تکیه دارند.

سیستم‌های تخصصی برق که همیشه بر پایه برق AC سه‌فاز تکیه نمی‌کنند، در هواپیماها، سیستم‌های ریلی الکتریکی، کشتی‌های اقیانوس‌پیما، زیردریایی‌ها و خودروها یافت می‌شوند.

نیروگاه‌ها انرژی الکتریکی را در سطح ولتاژ پایین تولید می‌کنند. ما ولتاژ تولید را در سطح پایین نگه می‌داریم چون برخی مزایای خاصی دارد. تولید در ولتاژ پایین تنش‌های کمتری بر روی آرماتور جنراتور ایجاد می‌کند. بنابراین در تولید با ولتاژ پایین، می‌توانیم یک جنراتور کوچک‌تر با عایق‌بندی لاغر‌تر و سبک‌تر ساخته شود.

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

انتقال با ولتاژ پایین باعث افت‌های مس بیشتر، تنظیمات ولتاژ ضعیف‌تر و هزینه‌های نصب بیشتر سیستم انتقال می‌شود. برای جلوگیری از این سه مشکل، باید ولتاژ را به یک سطح ولتاژ بالایی خاص بالا ببریم.

بالا بردن ولتاژ سیستم فراتر از یک نقطه خاص عملی نیست چون به طور قابل توجهی هزینه‌های عایق‌بندی و هزینه‌های سازه‌های حمایتی را به دلیل نیاز به فاصله از زمین افزایش می‌دهد.

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

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

در اینجا از ترانسفورماتورهای پایین بردن ولتاژ 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 می‌گذرد. پس از انتقال ثانویه یا توزیع اولیه دوباره ولتاژ را به سطح پایین‌تری برای توزیع در محل مصرف‌کننده پایین می‌آوریم.

این ساختار پایه‌ای یک سیستم برق الکتریکی بود. اگرچه جزئیات هر تجهیزاتی که در یک سیستم برق الکتریکی استفاده می‌شود را ذکر نکردیم. علاوه بر سه مؤلفه اصلی جنراتور، ترانسفورماتور و خط انتقال، تعدادی تجهیزات مرتبط وجود دارد.

برخی از این تجهیزات شامل قطع‌کننده برق، توقف کننده‌ی برق، جداکننده، ترانسفورماتور جریان، ترانسفورماتور ولتاژ، ترانسفورماتور ولتاژ خازنی، فلتر موج، بانک خازن، سیستم رله، ترتیبات کنترل، ترتیبات زمین‌کشی خط و تجهیزات زیرستانیون و غیره هستند.

تنظیم ولتاژ

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

اهمیت انتقال

انتقال با ولتاژ بالا برای کاهش اتلاف انرژی و هزینه‌های زیرساخت‌ها در فواصل طولانی ضروری است.

مؤلفه‌های اساسی

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

دلایل اقتصادی

سیستم‌های برق برای تحویل برق از مکان‌های تولید با منابع غنی به مناطق مصرف دوردست ضروری هستند و اطمینان از دسترسی اقتصادی و موثق به انرژی را فراهم می‌کنند