Mi az elektromos energiarendszer?
Mi az elektromos energiarendszer?
Az energiarendszer definíciója
Egy elektromos energiarendszer olyan hálózat, amelyet hatékonyan terveztek az elektricitás előállítására, továbbítására és elosztására a fogyasztók számára.
Egy elektromos energiarendszert olyan villamos áramláncok hálózataként definiálnak, amelyek elektromos energiát szolgáltatnak, továbbítanak és felhasználják. Az ellátást valamilyen generáló formával (pl. egy erőmű) végezik, a továbbítást pedig tranzit (tranzit vonal) és elosztó rendszer segítségével, míg a felhasználást lakossági alkalmazásokon keresztül, mint például a házban lévő fények vagy légkondicionálók működtetése, vagy ipari alkalmazásokon, mint nagy motorok működtetése.
Egy példa az energiarendszerre az elektromos hálózat, amely energia-t szolgáltat otthonokhoz és iparhoz egy nagy területen belül. Az elektromos hálózat általánosságban osztható be a generátorok, amelyek szolgáltatják az energiát, a tranzit rendszer, amely az energiát továbbítja a generáló központoktól a terhelési központokig, és az elosztó rendszer, amely az energiát közelről elosztja a háztartásokhoz és iparhoz.
Kisebb energiarendszereket találhatunk az iparban, kórházakban, kereskedelmi épületekben és otthonokban. A legtöbb ilyen rendszer háromfázisú AC-energiát használ - ez a modern világ nagy léptékű energiatranszport és -elosztás szabványa.
Speciális energiarendszerek, amelyek nem mindig támaszkodnak a háromfázisú AC-energiára, megtalálhatók repülőgépekben, villamos vasútrendszerben, óceán linereken, tengeralattjárókon és járművekben.
A generáló telepek alacsony feszültségen termelnek elektromos energiát. Alacsony feszültségű generálást tartunk, mert bizonyos előnyei vannak. Az alacsony feszültségű generálás kevesebb stresszt jelent az alternátor armatúrára. Ezért alacsony feszültségű generálás esetén kisebb alternátort építhetünk, amely vékonyabb és könnyebb izolációt igényel.
Mérnöki és tervezési szempontból a kisebb alternátorok gyakoribbak. Nem tudjuk ezt az alacsony feszültségű energiát a terhelési központokig továbbítani.
Az alacsony feszültségű továbbítás több rézveszteséget, rossz feszültség-szabályozást és magasabb telepítési költségeket jelent. Ezek három nehézség elkerüléséhez a feszültséget adott magas feszültségű szintre kell emelnünk.
A rendszer feszültségének túl nagy mértékű emelése nem praktikus, mivel jelentősen növeli az izolációs költségeket és a támogató szerkezetek költségeit a szükséges földtől való távolság miatt.
A továbbítási feszültség a továbbítandó energia mennyiségétől függ. A csapadék-ellenállás egy másik paraméter, amely meghatározza a rendszer feszültségi szintjét a transzportált energia mennyiségének meghatározásához.
A rendszer feszültségének emeléséhez feszültség-emelő transzformátorokat és a hozzájuk tartozó védelmi és üzemeltetési elrendezéseket használunk a generáló állományon. Ezt generáló alárendelt állománynak nevezzük. A tranzit vonal végén le kell csökkenteni a tranzit feszültséget alacsonyabb szintre másodlagos tranzit és/vagy elosztás céljából.
Itt feszültség-csökkentő transzformátorokat és a hozzájuk tartozó védelmi és üzemeltetési elrendezéseket használunk. Ez egy tranzit alárendelt állomány. Az elsődleges tranzit után az elektromos energia másodlagos tranzit vagy elsődleges elosztás szakaszán megy át. A másodlagos tranzit vagy elsődleges elosztás után ismét le kell csökkenteni a feszültséget a kívánt alacsony feszültségű szintre a fogyasztói helyiségek elosztása érdekében.
Ez volt az elektromos energiarendszer alapvető szerkezete. Bár nem említettük minden olyan eszköz részletes információját, amelyet az elektromos energiarendszerben használnak. Az alternátor, a transzformátor és a tranzit vonal mellett számos kapcsolódó eszköz létezik.
Ezek közül néhány eszköz a vezetékfenntartó, a villámlelő, a szeparátor, a mérőtranszformátor, a feszültség-transzformátor, a kondenzátor-feszültség-transzformátor, a hullámtrap, a kondenzátorbank, a relé-rendszer, a vezérlési elrendezés, a vonal és az alárendelt állomány felszereltségének földelése stb.
Feszültség-szabályozás
A feszültség-szintek kezelése transzformátorokkal kulcsfontosságú az energia-veszteségek minimalizálása és a biztonságos, hatékony energia-szolgáltatás biztosítása érdekében.
A tranzit fontossága
A magas feszültségű tranzit szükséges az energia-veszteségek és infrastrukturális költségek csökkentése érdekében nagy távolságokon.
Alapvető komponensek
Egy energiarendszer kulcsfontosságú elemei a generátorok, a transzformátorok és a védelmi és üzemeltetési felszereltség számos típusa.
Gazdasági indoklás
Az energiarendszerek létfontosságúak az elektromos energia szolgáltatásához erőforrás-gazdag generáló helyekről távoli fogyasztási területekre, így biztosítva gazdaságos és megbízható energiahozzáférést.
