Hvernig gerir velforðunarkerfi auðveldara spennaframlag í rafkerfum?

Hvernig stuðla straumkerfur til spennubreytingar í raforkukerfum?

Straumkerfur eru mikilvægir tækjur sem notaðir eru í raforkukerfum til að hækka eða lætka víxliða straums (AC) spennu. Þeir breyta orkurafstraumi frá einni spennustigi til annars án þess að breyta tíðni, byggðir á snúðraflsindiskenningu. Straumkerfur spila stórt hlutverk í flutningi og dreifingu orkurafs, bæta flutningsaðhvarf, minnka tapa og tryggja örugg og örlygið starf kerfa.

1. Staðalleg skrifstofnun straumkerfa

Straumkerfur virka á grundvelli Faraday's kenningar um snúðraflsindiskenningu. Kerfið er samsett af tveimur snúðum: uppruna snúði og úttaka snúði, báðir snúðir vorin um sameiginlegt járnmiðju. Járnmiðjan hefur að markmiði að samþýða og auka snúðraflsins, auki orkugjafa efni.

• Uppruna snúði: Tengdur við orkugjafa, hann fær inntaks spennu.

• Úttaka snúði: Tengdur við hleðslu, hann veit úttakaspennu.

Þegar víxliði straum fer í uppruna snúðinn, myndast brotinn snúðrafl innan járnmiðjunnar. Eftir Faraday's kenningu, myndar þessi brotinn snúðrafl snúðrafleyslu (EMF) í úttaka snúðnum, sem í kjölfarið myndar straum. Með að stilla snúðatalshlutfall milli uppruna og úttaka snúðanna, getur verið náð að breyta spennu.

2. Kenning spennubreytingar

Spennubreytingarkerfi straumkerfsins er háð snúðatalshlutfalli milli uppruna og úttaka snúðanna. Þetta samband er lýst með spennuhlutfallsformúlunni:

Hvar:

• V1 er inntaksspenna uppruna snúðsins.

• V2 er úttaksspenna úttaka snúðsins.

• N1 er fjöldi snúða í uppruna snúðnum.

• N2 er fjöldi snúða í úttaka snúðnum.

Með að breyta snúðatalshlutfalli, getur verið náð mismunandi spennubreytingum:

• Hækkandi straumkerfi: Þegar fjöldi snúða í úttaka snúðnum N2 er meiri en í uppruna snúðnum N1, er úttaksspenna V2 hærri en inntaksspenna V1, dvs., V2 > V1. Hækkandi straumkerfi eru notuð til að hækka lága spennu yfir í háa spennu, venjulega í orkurafströndakerfum til að minnka orkutapa yfir löng strik.

• Lækandi straumkerfi: Þegar fjöldi snúða í úttaka snúðnum N2 er lægri en í uppruna snúðnum N1, er úttaksspenna V2 lægri en inntaksspenna V1, dvs., V2 < V1. Lækandi straumkerfi eru notuð til að lætka háa spennu yfir í lága spennu, venjulega í dreifikerfum til að breyta háspenna ströndaleidum í spennu sem er viðeigandi fyrir býlastaða og verkstæði.

3. Orkusamband í straumkerfum

Eftir orkuvarnarlögun, eru inntaksvirkni og úttaksvirkni straumkerfsins næst eins (ekki talin mín orkutapa). Orkusamband í straumkerfi má lýsa svona:

Hvar:

• I1 er inntaksstraumur í uppruna snúðnum.

• I2 er úttaksstraumur í úttaka snúðnum.

Þar sem spenna og straumur eru andstæðlegir, þegar spenna stækkar, lækkar straumur, og öfugt. Þetta hjálpar að minnka orkutapa í ströndaleidum vegna þess að orkutapar eru samhverfur við ferning straums (Ploss = I2 × R). Með að hækka spennu, lækkar straumur, og þannig minnkast tapir.

4. Notkun straumkerfa í orkurafkerfum

Straumkerfur hafa mörg mikilvæg notkun í orkurafkerfum:

• Orkurafverksmenn:Í orkurafverksmönnum er spennan sem búið er til af tréðrum oft lág (til dæmis, 10 kV). Til að minnka orkutapa á lengri strönd, eru hækkandi straumkerfi notuð til að hækka spennu yfir í hundraðir kílvolt (til dæmis, 500 kV) áður en orkuraf er sent yfir hágildis ströndaleidum.

• Flutningskerfi:Hágildis ströndaleidir eru notuð til að senda orkuraf frá orkurafverksmönnum til mismunandi sveitarfélaga. Hækkandi straumkerfi eru víðtæklega notuð í flutningskerfum til að hækka spennu, minnka straum og minnka ströndatapa.

• Undirstöður:Undirstöður eru mikilvægar tengingar milli flutnings- og dreifikerfa. Lækandi straumkerfi eru notuð í undirstöðum til að lætka hágildis ströndaleidaspennu yfir í spennu sem er viðeigandi fyrir staðbundna dreifingu (til dæmis, 110 kV, 35 kV eða 10 kV).

• Dreifikerfi:Í dreifikerfum, lækandi straumkerfi lætka spennu yfir í spennu sem er viðeigandi fyrir býlastaða og verkstæði (til dæmis, 380 V eða 220 V). Þessi straumkerfi eru venjulega sett upp nær býlastaðum eða verkstæðum til að tryggja örugg og hagkvæma orkurafskipti.

• Sérstök notkun:Í sérstökum notkunarmöguleikum eins og jarnbana drafla, lyfjafræðitækin og samskiptatækin, eru straumkerfi notuð til að veita ákveðna spennu og straumarkröfur, sem tryggja rétt virkni þessara tækja.

5. Tegundir straumkerfa

Samkvæmt mismunandi notkunarskjólstöðum og hönnunaratriðum, geta straumkerfur verið flokkuð í nokkrar tegundir:

• Einfaldsstraum straumkerfi:Notað í einfaldsstraum AC kerfum, algengt í býlastaða og litla verslunarrafmagni.

• Þrívíddstraum straumkerfi:Notað í þrívíddstraum AC kerfum, víðtæklega notuð í verkstæði, verslun og stór flutningskerfi. Þrívíddstraum straumkerfi bera hærra gildi flutnings og betri aðhvarf.

• Olíuvott straumkerfi:Nota óhittilegt olía sem bæði kjölmiðil og óhittilegt efni, viðeigandi fyrir hágildis og hávattöruga notkun. Olíuvott straumkerfi bera frábærri hitaskipti og hágildis óhittilegt, sem gerir þau fullkomn fyrir undirstöður og flutningskerfi.

• Torr straumkerfi:Nota ekki vækt kjölmiðil; í staðinn bera þau á byggðu loftkjølingu eða óbundi loftkjølingu. Torr straumkerfi eru minni í stærð, krefjast minni viðhalds og eru viðeigandi fyrir innihaldsnotkun og umhverfisskilyrði sem eru streng, eins og verslunarbæti og sjúkrahús.

• Sjálfstraumkerfi:Uppruna og úttaka snúðar deila hluta sama snúðs, viðeigandi fyrir notkun þar sem spennubreytingar eru heldur litlar. Sjálfstraumkerfi hafa einfaldari skipulag og hærra aðhvarf en venjuleg straumkerfi, en bera lægra öruggu, oft notuð í ákveðnu spennureglunartilfelli.

6. Fornemi straumkerfa

• Hár aðhvarf:Straumkerfur hafa mjög hár orkuumskiptiaðhvarf, venjulega yfir 95%. Nútímastaða straumkerfi nota framfarandi efni og teknologi til að bæta aðhvarf og minnka orkutapa.

• Engin færileg hluti:Straumkerfur hafa enga færilega verkhluti, sem gerir þau hæð á öruggu, lágu viðhalda kostnaði og langa notkunartíma.

• Flókinn spennubreytingar:Með að stilla snúðatalshlutfalli, geta straumkerfi flókalega hækkt eða lætka spennu til að uppfylla kröfur mismunandi notkunartilfella.

• Raforkufjöllun:Straumkerfur gefa raforkufjöllun, sem forðast beint samband milli rafla í mismunandi spennustigi, tryggja kerfis öruggu og örlygið.

• Minnka ströndatapa:Með að hækka spennu, minnka straumkerfi mjög straum í ströndaleidum, sem minnka ströndatapa og bæta flutningsaðhvarf.

7. Samanstilling

Straumkerfur stuðla til spennubreytingar í raforkukerfum á grundvelli snúðraflsindiskenningu. Þeir spila stórt hlutverk í flutningi og dreifingu orkurafs, bæta aðhvarf, minnka tapa og tryggja örugg og örlygið starf kerfa. Straumkerfur eru víðtæklega notuð í orkurafverksmönnum, flutningskerfum, undirstöðum og dreifikerfum, uppfylla mismunandi spennu og straumarkröfur notenda. Samkvæmt notkun, geta straumkerfur verið flokkuð í einfaldsstraum, þrívíddstraum, olíuvott, torr og sjálfstraumkerfi, hver með sérstök förm og viðeigandi fyrir ákveðin notkunartilfelli.