Co to jest system elektroenergetyczny?

Co to jest system elektroenergetyczny?

Definicja systemu energetycznego

System elektroenergetyczny to sieć zaprojektowana do efektywnej produkcji, transmisji i dystrybucji energii elektrycznej do konsumentów.

System elektroenergetyczny definiuje się jako sieć elementów elektrycznych używanych do dostarczania, przesyłania i zużywania energii elektrycznej. Dostarczanie odbywa się poprzez jakąś formę generacji (np. elektrownia), przesyłanie przez linię przesyłową i system dystrybucyjny, a zużycie może być poprzez zastosowania mieszkalne, takie jak oświetlenie lub klimatyzacja w domu, lub poprzez zastosowania przemysłowe, takie jak działanie dużych silników.

Przykładem systemu energetycznego jest sieć elektryczna, która dostarcza energię do domów i przemysłu na rozległym obszarze. Sieć elektryczna można szeroko podzielić na generatory, które dostarczają energię, system przesyłowy, który transportuje energię od centrów produkcyjnych do centrów obciążenia, oraz system dystrybucyjny, który zasila pobliskie domy i zakłady przemysłowe.

Mniejsze systemy energetyczne występują również w przemyśle, szpitalach, budynkach handlowych i domach. Większość tych systemów opiera się na trójfazowej energii AC – standardzie dla dużoskalowej transmisji i dystrybucji energii w nowoczesnym świecie.

Specjalistyczne systemy energetyczne, które nie zawsze opierają się na trójfazowej energii AC, występują w samolotach, systemach kolejowych, okrętach, okrętach podwodnych i samochodach.

Elektrownie produkują energię elektryczną na niskim poziomie napięcia. Zachowujemy niski poziom napięcia generacyjnego, ponieważ ma on pewne konkretne zalety. Niska wartość napięcia generacyjnego powoduje mniejsze obciążenia na armaturze alternatora. Dzięki temu przy niskim napięciu generacyjnym możemy skonstruować mniejszy alternator z cieńszym i lżejszym izolantem.

Z punktu widzenia inżynierskiego i projektowego, mniejsze alternatory są bardziej praktyczne. Nie możemy jednak przesyłać tej niskonapięciowej energii do centrów obciążeń.

Niskonapięciowa transmisja powoduje większe straty miedziane, słabszą regulację napięcia i wyższe koszty instalacji systemu przesyłowego. Aby uniknąć tych trzech problemów, musimy podnieść napięcie do określonego wysokiego poziomu napięcia.

Podnoszenie napięcia systemu poza pewnym punktem jest niewykonalne, ponieważ znacznie zwiększa koszty izolacji i koszty infrastruktury wsparcia ze względu na wymagane odstępy od ziemi.

Napięcie przesyłowe zależy od ilości przesyłanej mocy. Inne parametry, takie jak obciążenie impedancyjne, również wpływają na poziom napięcia systemu dla przesyłania określonej ilości energii.

Aby podnieść napięcie systemu, stosujemy transformatory podnoszące i ich powiązane systemy ochronne i operacyjne na stacji generacyjnej. Nazywamy to podstacją generacyjną. Na końcu linii przesyłowej musimy obniżyć napięcie przesyłowe do niższego poziomu w celu dalszej transmisji lub dystrybucji.

W tym celu stosujemy transformatory obniżające i ich powiązane systemy ochronne i operacyjne. To jest podstacja przesyłowa. Po pierwotnej transmisji energia elektryczna przechodzi przez drugą transmisję lub pierwotną dystrybucję. Po drugiej transmisji lub pierwotnej dystrybucji ponownie obniżamy napięcie do pożądanego niskiego poziomu, aby rozdzielić je na miejscach konsumentów.

To była podstawowa struktura systemu elektroenergetycznego. Choć nie wspomniano szczegółowo o każdym sprzęcie używanym w systemie elektroenergetycznym. Oprócz trzech głównych komponentów: alternatora, transformatora i linii przesyłowej, istnieje wiele powiązanego sprzętu.

Niektóre z tych urządzeń to wyłącznik, uziemień, transformator prądowy, transformator napięciowy, kondensatorowy transformator napięciowy, pułapka fal, bank kondensatorów, system relays, urządzenia sterujące, układ uziemienia linii i sprzętu podstacji itp.

Regulacja napięcia

Zarządzanie poziomami napięcia za pomocą transformatorów jest kluczowe do minimalizacji strat energii i zapewnienia bezpiecznej, efektywnej dostawy energii.

Znaczenie przesyłania

Wysokonapięciowa transmisja jest konieczna, aby zmniejszyć straty energii i koszty infrastruktury na długich dystansach.

Kluczowe komponenty

Główne części systemu energetycznego obejmują generatory, transformatory i różne urządzenia ochronne i operacyjne.

Racjonalność ekonomiczna

Systemy energetyczne są niezbędne do dostarczania energii elektrycznej z bogatych surowcami miejsc generacji do odległych obszarów zużycia, zapewniając ekonomiczny i niezawodny dostęp do energii.