Mikä on sähköverkko?

Mikä on sähköinen voimajärjestelmä?

Voimajärjestelmän määritelmä

Sähköinen voimajärjestelmä on verkosto, joka on suunniteltu tuottamaan, siirtämään ja jakamaan sähköä kuluttajille tehokkaasti.

Sähköinen voimajärjestelmä määritellään sähkökomponenttien verkoksi, jota käytetään sähkön toimittamiseen, siirtämiseen ja kulutukseen. Toimitus tapahtuu jonkinlaista tuotantoa (esimerkiksi voimalaa) käyttäen, siirto tehdään siirtoväylän (siirtolinjan) ja jakelujärjestelmän kautta, ja kulutus voi tapahtua asuinrakennusten sovelluksissa, kuten kotisi valojen tai ilmastoinnin toimittamisessa, tai teollisuuden sovelluksissa, kuten suurten moottorien käynnistämisessä.

Esimerkki voimajärjestelmästä on sähköverkko, joka tarjoaa sähköä kotitalouksille ja teollisuudelle laajassa alueella. Sähköverkkoa voidaan yleisesti jakaa kolmeen osaan: tuottajiin, jotka toimittavat sähköä, siirtoväylälaitteistoon, joka kuljettaa sähköä tuotantokeskuksista kulutuskohdille, ja jakelujärjestelmään, joka tarjoaa sähköä lähellä oleville kotitalouksille ja teollisuudelle.

Pienempiä voimajärjestelmiä löytyy myös teollisuudesta, sairaaloista, kaupparakennuksista ja kodista. Useimmat näistä järjestelmistä perustuvat kolmivaiheiseen vaihtosähköön, joka on standardi laajamittaisten sähkönsiirto- ja jakelujärjestelmien kannalta nykyaikaisessa maailmassa.

Erikoistuneet voimajärjestelmät, jotka eivät aina perustu kolmivaiheiseen vaihtosähköön, löytyvät lentokoneista, sähkörautojen, laivojen, sukellusveneiden ja autojen järjestelmistä.

Tuotantolaitokset tuottavat sähköenergiaa alhaisella jännitteellä. Pidämme tuotantojännitettä alhaisena, koska sillä on tiettyjä etuja. Alhainen tuotantojännite aiheuttaa vähemmän rasituksia vaihtokoneen armatuurelle. Siksi alhaisella tuotantojännitteellä voimme rakentaa pienemmän vaihtokoneen, jolla on ohuempi ja kevyempi eristys.

Insinöörin ja suunnittelijan näkökulmasta pienemmät vaihtokoneet ovat käytännöllisempiä. Emme voi siirtää tätä alhaista jännitteen energiaa kulutuskohdille.

Alhainen jännite siirrossa aiheuttaa enemmän kuparin häviöt, huonompaa jänniteregulaatiota ja korkeampia siirtojärjestelmän asennuskustannuksia. Välttääksemme nämä kolme ongelmaa meidän täytyy nostaa jännitettä tietylle korkealle tasolle.

Jännitteen nostaminen tietyltä pisteeltä lähtien on epäkäytännöllistä, koska se lisää merkittävästi eristyksen kustannuksia ja rakenne-elementtien kustannuksia maan päälle nousevan vaaditun välitilanteen vuoksi.

Siirtojännite riippuu siirrettävän energian määrästä. Keskustelussa esiintyy myös suihkuimpedanssilataus, joka määrittelee järjestelmän jännitetason tietyssä energiamäärässä.

Jännitteen nostamiseksi käytämme nousukerrointa ja niiden liittyviä suoja- ja toimintajärjestelyjä tuotantolaitoksessa. Tätä kutsutaan tuotantopajaksi. Siirtolinjan päässä meidän täytyy laskea siirtojännite alhaisemmalle tasolle sekundäärinsiirto- ja tai jakelu-tarkoituksiin.

Tässä käytämme laskevia muuntimia ja niiden liittyviä suoja- ja toimintajärjestelyjä. Tämä on siirtopaja. Primäärisiirron jälkeen sähköenergia kulkee sekundäärinsiirrolla tai primäärijakelulla. Sekundäärinsiirron tai primäärijakelun jälkeen laskevat jännitteen haluttuun alhaiseen tasoon jakamista varten kuluttajien paikoissa.

Tämä oli sähköisen voimajärjestelmän perusrakenne. Vaikka emme ole maininneet yksityiskohtaisesti jokaista palikkaa, jota sähköisessä voimajärjestelmässä käytetään, vaihtokoneen, muuntimen ja siirtolinjan kolmen pääkomponentin lisäksi on useita liittyviä laitteita.

Joitakin näistä laitteista ovat sähkökatkaisija, salamanvarmistin, erottaja, virtamuuntin, jännitemuuntin, kondensaattorijännitemuuntin, aalloneste, kondensaattoripankki, relausto, ohjausjärjestely, linjan ja pajojen maanjäristysjärjestely jne.

Jänniteregulointi

Jännitteiden hallinta muuntimilla on tärkeää energiahäviöiden minimoimiseksi ja turvallisen, tehokkaan sähköntoiminnan varmistamiseksi.

Siirron merkitys

Korkean jännitteen siirto on tarpeellista energiahäviöiden ja infrastruktuurikustannusten vähentämiseksi pitkien matkojen yli.

Olennaiset komponentit

Voimajärjestelmän keskeiset osat ovat generaattorit, muuntimet ja monenlaiset suoja- ja toimintalaitteet.

Talousperuste

Voimajärjestelmät ovat olennaisia sähkön toimittamiseksi resurssirikkaille tuotantopaikkoihin kaukaisille kulutusalueille, varmistamalla taloudellisen ja luotettavan energian saatavuuden.