Wat is een elektriciteitsvoorzieningssysteem?
Wat is een elektriciteitsnet?
Definitie van het elektriciteitsnet
Een elektriciteitsnet is een netwerk ontworpen om elektriciteit efficiënt te genereren, te transporteren en te distribueren naar consumenten.
Een elektriciteitsnet wordt gedefinieerd als een netwerk van elektrische componenten dat wordt gebruikt voor het leveren, overbrengen en consumeren van elektriciteit. De levering gebeurt via een vorm van generatie (bijvoorbeeld een energiecentrale), het overbrengen gebeurt via een transmissiesysteem (via een transmissielijn) en distributiesysteem, en het consumeren kan zowel in residentiële toepassingen zoals verlichting of airconditioning in uw huis, als in industriële toepassingen zoals de bedrijf van grote motoren.
Een voorbeeld van een elektriciteitsnet is het elektriciteitsnet dat stroom levert aan huizen en industrieën binnen een uitgebreid gebied. Het elektriciteitsnet kan grofweg worden verdeeld in de generatoren die de stroom leveren, het transmissiesysteem dat de stroom van de productiecentra naar de belastingcentra vervoert, en het distributiesysteem dat de stroom voedt naar nabijgelegen huizen en industrieën.
Kleinere elektriciteitsnetten komen ook voor in de industrie, ziekenhuizen, commerciële gebouwen en huishoudens. De meeste van deze systemen zijn afhankelijk van driefase wisselstroom - de standaard voor grote-schalige stroomoverdracht en -distributie in de moderne wereld.
Gespecialiseerde elektriciteitsnetten die niet altijd afhankelijk zijn van driefase wisselstroom, komen voor in vliegtuigen, elektrische spoorwegsystemen, oceaanlijners, onderzeeërs en automobielen.
De generatiecentrales produceren elektrische energie op een laag spanningniveau. We houden de generatiespanning op een laag niveau omdat dit specifieke voordelen heeft. Lage spanning bij generatie creëert minder spanningen op de armatuur van de alternaator. Daarom kunnen we bij lage spanning een kleinere alternaator bouwen met dunner en lichter isolatiemateriaal.
Vanuit een technisch en ontwerpperspectief zijn kleinere alternaatoren praktischer. We kunnen deze lage spanning echter niet naar de belastingscentra overbrengen.
Lage spanningsoverdracht veroorzaakt meer koperverlies, slechte spanningregeling en hogere installatiekosten van het transmissiesysteem. Om deze drie problemen te vermijden moeten we de spanning opvoeren naar een specifiek hoog spanningniveau.
Het verhogen van het systeemspanning boven een bepaald punt is onpraktisch, omdat dit de isolatiekosten en de kosten voor dragende constructies significant verhoogt vanwege de vereiste grondafstand.
De transmissiespanning hangt af van de hoeveelheid te overbragen energie. De stootimpedantiebelasting is een andere parameter die het spanningniveau van het systeem bepaalt voor het overbrengen van een bepaalde hoeveelheid energie.
Voor het opvoeren van het systeemspanning gebruiken we opvoertransformatoren en hun bijbehorende beschermings- en bedrijfsregelingen in de centrale. Dit noemen we een generatiesubstation. Aan het eind van de transmissielijn moeten we de transmissiespanning terugvoeren naar een lager niveau voor secundaire transmissie en/of distributie.
Hier gebruiken we neerwaartse transformatoren en hun bijbehorende beschermings- en bedrijfsregelingen. Dit is een transmissiesubstation. Na de primaire transmissie gaat de elektrische energie door secundaire transmissie of primaire distributie. Na secundaire transmissie of primaire distributie voeren we de spanning opnieuw terug naar een gewenst laag spanningniveau om te distribueren aan de consumenten.
Dit was de basisstructuur van een elektriciteitsnet. Hoewel we niet in detail zijn ingegaan op elk apparaat dat in een elektriciteitsnet wordt gebruikt, zijn er naast de drie hoofdcomponenten (alternaator, transformatoren en transmissielijnen) nog vele bijbehorende apparaten.
Enkele van deze apparaten zijn schakelaars, bliksemafleiders, isolators, stroomtransformatoren, spanningstransformatoren, condensator-spanningstransformatoren, golftrappen, condensatorbanken, relaisystemen, besturingssystemen, aarding van lijnen en substationapparatuur, enz.
Spanningsregeling
Het beheren van spanningniveaus via transformatoren is cruciaal voor het minimaliseren van energieverlies en het waarborgen van veilige, efficiënte energievoorziening.
Belang van Transmissie
Hoogspanningstransmissie is nodig om energieverliezen en infrastructuurkosten over lange afstanden te verminderen.
Essentiële Componenten
Belangrijke delen van een elektriciteitsnet omvatten generatoren, transformatoren en verschillende beschermings- en bedrijfsapparatuur.
Economische Rationale
Elektriciteitsnetten zijn essentieel voor het leveren van elektriciteit van rijk aan bronnen gelegen generatiesites naar verafgelegen consumptiegebieden, waardoor economische en betrouwbare energietoevoer wordt gewaarborgd.
