Hva er elektrisk kraftsystem?

Hva er elektrisk kraftsystem?

Definisjon av kraftsystem

Et elektrisk kraftsystem er et nettverk designet for å generere, overføre og distribuere elektrisitet effektivt til forbrukere.

Et elektrisk kraftsystem defineres som et nettverk av elektriske komponenter brukt for å levere, overføre og forbruke elektrisk energi. Leveringen skjer gjennom en form for produksjon (for eksempel en kraftverk), overføringen skjer via et overføringsnett (ved hjelp av en overføringslinje) og et distribusjonsnett, og forbruket kan være gjennom boligapplikasjoner som lys eller luftkondisjonering i hjemmet ditt, eller gjennom industrielle applikasjoner som drift av store motorer.

Et eksempel på et kraftsystem er det elektriske nettet som leverer strøm til hjem og industri innenfor et stort område. Det elektriske nettet kan grovt deles inn i generatorer som leverer strømmen, overføringsnett som bærer strømmen fra produksjonssentrene til belastningsentrene, og distribusjonsnett som matar strømmen til nærliggende hjem og industrier.

Mindre kraftsystemer finnes også i industri, sykehus, kommersielle bygninger og hjem. De fleste av disse systemene baserer seg på trefasstrøm – standarden for stor-skala overføring og distribusjon over hele den moderne verden.

Spesialiserte kraftsystemer som ikke alltid baserer seg på trefasstrøm, finnes i fly, elektriske jernbanesystemer, skipslinjer, ubåter og kjøretøy.

Kraftverkene produserer elektrisk energi på et lavspenningsnivå. Vi beholder generasjonsspenningsnivået lavt fordi det har noen spesielle fordeler. Lavspenningsgenerasjon skaper færre belastninger på armaturen i alternatoren. Derfor kan vi ved lavspenningsgenerasjon konstruere en mindre alternator med tyndere og lettere isolasjon.

Fra et ingeniør- og designperspektiv er mindre alternatorer mer praktiske. Vi kan ikke overføre denne lavspenningsstrømmen til belastningsentrene.

Lavspenningsoverføring fører til mer kobbertap, dårligere spenningsregulering og høyere installasjonskostnader for overføringsnettverket. For å unngå disse tre vanskelighetene må vi øke spenningen til et bestemt høyspenningsnivå.

Å heve systemspenningen over et visst punkt er upraktisk, da det øker isolasjonskostnadene betydelig og utgiftene til støttekonstruksjoner på grunn av nødvendig bakkenedrestand.

Overføringsvoltage avhenger av mengden energi som skal overføres. Impulsbelastning er et annet parameter som bestemmer spenningsnivået i systemet for overføring av en gitt mengde energi.

For å øke systemspenningen bruker vi spenningsoversettere og deres tilhørende beskyttelses- og driftsanordninger ved kraftverket. Dette kalles en generasjonsunderstasjon. I slutten av overføringslinjen må vi senke overføringsvoltage til et lavere nivå for sekundær overføring og/eller distribusjon.

Her bruker vi spenningssenkere og deres tilhørende beskyttelses- og driftsanordninger. Dette er en overføringsunderstasjon. Etter primær overføring passer elektrisk energi gjennom sekundær overføring eller primær distribusjon. Etter sekundær overføring eller primær distribusjon senker vi voltage til ønsket lavt spenningsnivå for distribusjon til forbrukerne.

Dette var den grunnleggende strukturen av et elektrisk kraftsystem. Selv om vi ikke har nevnt detaljene for hver enhet brukt i et elektrisk kraftsystem, så er det, i tillegg til de tre hovedkomponentene alternator, transformer og overføringslinje, en rekke tilknyttet utstyr.

Noen av disse enhetene er sirkuitsbrytere, lynbeskyttere, isolatorer, strømtransformatorer, spenningstransformatorer, kondensatorspenningstransformatorer, bølgelokk, kondensatorbanker, relæsystemer, kontrollanordninger, jordingsanordninger for linje- og understasjonsutstyr osv.

Spenningstilpasning

Administrering av spenningsnivåer gjennom transformatorer er viktig for å minimere energitap og sikre trygg og effektiv strømforsyning.

Betydningen av overføring

Høyspenningsoverføring er nødvendig for å redusere energitap og infrastrukturnekostnader over lange avstander.

Viktige komponenter

Nøkkeldeler av et kraftsystem inkluderer generatorer, transformatorer og en rekke beskyttende og operative utstyr.

Økonomisk begrunnelse

Kraftsystemer er viktige for å levere elektrisitet fra ressurrikte produksjonssteder til fjernliggende forbruksområder, og sikre økonomisk og pålitelig energitilgang.