Elektrik enerji dağıtım şəbəkə sistemlərinin klassifikasiyası

Tipik elektrik enerji sistemi şəbəkəsi üç əsas komponentə bölünür: istehsal, tranzit və təchizat. Elektrik enerjisi, adətən yüklər mərkəzlərinə çox uzaqda yerləşən elektrik stansiyalarında istehsal olunur. Bu səbəbdən, uzun məsafələrdə elektrik təmin etmək üçün tranzit liniyalar istifadə olunur.

Tranzit zədələrini minimuma endirmək üçün, tranzit liniyalarında yüksək voltajlı elektrik istifadə olunur və bu voltaj yüklər mərkəzində azaldılır. Təchizat sistemi sonra bu elektrik enerjisini son istifadəçilərə çatdırır.

Elektrik Enerjisi Təchizat Sistemi Növləri

Təchizat sistemi bir neçə kriteriya əsasında sinifləndirilə bilər:

• Təchizatın Təbiəti:

• Alternativli (AC) Təchizat Sistemi: Çoxsaylı müştərilər AC elektrik tələb edirlər, bu da onu istehsal, tranzit və təchizat üçün standart edir. Transformers vasitəsilə AC voltaj asanlıqla dəyişdirilə bilər, nəticədə effektiv şəkildə voltaj artırma və azalma əməliyyatları həyata keçirilir.

• Düzgün (DC) Təchizat Sistemi: Az rast gəlinir, amma xüsusi tətbiqlərdə istifadə olunur.

• Bağlantı Növü:

• Radial Sistemi

• Halqa Sistemi

• Birləşmiş Sistem

• Qurulum Növü:

• Üstündən Keçirilmə Sistemi

• Altından Keçirilmə Sistemi

Təchizatın Təbiətinə Göre Sinifləndirilmə

Elektrik enerjisi iki formada mövcuddur: AC və DC. Təchizat sistemi bu növlərə uyğunlaşdırılır. AC təchizat sistemi isə voltaj səviyyəsinə görə daha da bölünür:

• İlk Təchizat Sistemi: Yüksək voltajlarda (məsələn, 3.3 kV, 6.6 kV, 11 kV) işləyir və üç fazalı üç tel konfiqurasiyasını istifadə edir. Endirim transformersinə yaxın olan böyük müştərilərə (industrial və ya ticarət komplekslər) təchizat edir.

• İkinci Təchizat Sistemi: Düşük, istifadəçi-dostu voltajlarda elektrik təchizat edir.

İlk təchizat sisteminin tipik quraşması aşağıda göstərilir, bu da onun yüksək voltajlı elektrik təchizatının rolunu göstərir, son voltaj çevrilməsindən əvvəl.

İkinci təchizat sistemi istifadə edilən voltaj səviyyəsində elektrik təchizat edir. İlk təchizat sisteminin bitdiyi yer (adiətən 11 kV-i 415 V-a çeviren transformers) ilə başlayır və kiçik müştərilərə doğrudan təchizat edir.

Bu mərhələdəki çoxsaylı transformersin birincil bobinı delta bağlantısı ilə, ikincil bobinı isə yıldız bağlantısı ilə sahib olur, bu da yerləşdirilmiş neutral terminali verir. Bu konfiqurasiya ikinci təchizat sistemini üç fazalı dörd tel konfiqurasiyasına imkan verir.

• Bir Fazalı Təchizat: Hər hansı bir fazanın neutral terminalinə birləşdirilərək alınır, bu 230 V və ya 120 V (milli standartlardan asılı olaraq) verir. Bu, evlər və kiçik mağazalar üçün ümumi istifadə edilir.

• Üç Fazalı Təchizat: Kiçik industriyalar, un zavodları və benzeri müştərilər R, Y, B faz terminalinə və neutral (N) terminalinə birləşdirilərək üç fazalı elektrik təchizat alırlar.

İkinci təchizat şəbəkəsinin quraşması aşağıda göstərilir, bu da voltajın son istifadəçilər üçün necə adaptasiya edildiyini göstərir.

DC Təchizat Sistemi

Əksər elektrik enerji sistemi yükü AC dayanır, amma bəzi tətbiqlər DC elektrik tələb edir, bu da DC təchizat sisteminin istifadəsinə səbəb olur. Belə hallarda, istehsal olunan AC elektrik rektifikatorlar və ya dövrəvi çeviricilər vasitəsilə DC-ye çevrilir. DC elektrikin əsas tətbiqləri traksiya sistemləri, DC motorlar, batarya şarjlanması və elektroplakinqdir.

DC təchizat sistemi kabloların quraşmasına görə sinifləndirilir:

İki Tel DC Təchizat Sistemi

Bu sistem iki tel istifadə edir: biri müsbət potensialdadır (canlı tel), digəri isə mənfi və ya sıfır potensialdadır. Yük (məsələn, lampa və ya motor) iki tel arasında paralel bağlanır, bu da iki terminal konfiqurasiyasına malik cihazlar üçün uygun olur. Bu quraşmanın şəması aşağıda göstərilir.

Üç Tel DC Təchizat Sistemi

Üç Tel DC Təchizat Sistemi

Bu sistem üç tel istifadə edir: iki canlı tel və bir neutral tel, bu da iki voltaj səviyyəsi təmin etməsinin əsas üstünlüyüdür. Təsəvvür edək ki, canlı tellər +V və -V potensialdadır, neutral isə sıfır potensialdadır. Bir canlı tel və neutral arasına yük bağlamaqla V volt alırız, həmçinin iki canlı tel arasına bağlamaqla 2V volt alırız.

Bu konfiqurasiya yüksək voltajlı yükün canlı tellər arasına, düşük voltajlı yükün isə canlı tel və neutral arasına bağlanmasını imkan verir. Üç tel DC təchizat sisteminin bağlantı şeması aşağıda göstərilir.

Bağlantı Metoduna Göre Təchizat Sisteminin Sinifləndirilməsi

Təchizat sistemi bağlanma metodlarına görə üç növə bölünür:

• Radial Sistemi

• Halqa Başlı Sistemi

• Birləşmiş Təchizat Sistemi

Radial Sistemi

Radial sisteminde ayrı faydalayıcılar her bir əraziyə elektrik təchizat edir və elektrik faydalayıcıdan distributora doğru bir yönlü akar. Bu dizayn sadə və asan qurulur, başqa sistemlərə nisbətən daha az ilk investisiya tələb edir.

Amma, onun nəzərdə tutulan güvənirliliyi çox limitlidir: bir faydalayıcıda arızaya girərsə, o təmin etdiyi bütün sistem söndürülməyə məcbur olacaq. Ayrıca, faydalayıcılardan uzaq olan müştərilər üçün voltaj nizamlaması da çox zəifləyir, çünki yük dəyişiklikləri voltajda daha çox dalgalanmalara səbəb olur. Bu səbəblərə görə, radial sistem adətən faydalayıcıya yaxın olan yük üçün qısa məsafə təchizatında istifadə olunur. Radial sistemin bir xətt şeması aşağıda göstərilir.

Halqa Başlı Sistemi

Halqa başlı sisteminde, təchizat transformersi kapalı dairə formasında bağlana bilir və bir substationdan təchizat olunur. Bu dizayn hər bir transformersin substationsa iki ayrı yolunu təmin edir, bu da artıq redundansiya və güvənirlilik təmin edir. Halqa başlı sistemin bir xətt şeması aşağıda göstərilir.

Bu konfiqurasiya iki paralel bağlı faydalayıcıya oxşayar. Məsələn, B və C nöqtələri arasındakı arızada, B və C arasındakı segment sistemdən izolasiya olunur və substation iki alternativ yol vasitəsilə təchizat edir.

Bu dizayn sistem güvənirliliyini artırır, tükəndən voltaj dalgalanmalarını azaldır və hər bir halqa segmentinin daha az akımı taşımaması səbəbindən, radial sisteme nisbətən daha az konsüktor material tələb edir.

Birləşmiş Təchizat Sistemi

Birləşmiş təchizat sistemi, müxtəlif nöqtələrdən bir neçə substation tərəfindən təchizat olunan bir dairədən ibarətdir, bu da ona "grid təchizat sistemi" adını verir. Bu sistemin bir xətt şeması aşağıda göstərilir.

Yuxarıda göstərilən şəkildən görünür ki, ABCDEFGHA dairəsi A və E nöqtələrindən iki substation tərəfindən təchizat olunur. Bu konfiqurasiya, halqa başlı və radial sistemlərə nisbətən sistem güvənirliliyini ciddi şəkildə artırır.

Birləşmiş sistem, süni rezerv enerji kapasitesini azaltmaqla, üstünlüklər kimi yüksək enerji keyfiyyəti və effektivliyə malikdir, amma dizaynunun mürəkkəlli olması və bir neçə substation tələb etməsi səbəbindən, ilk investisiya yüksəkdir.

Qurulum Növünə Göre Təchizat Sisteminin Sinifləndirilməsi
Altından Keçirilmə Təchizat Sistemi

Adından da görünür ki, bu sistem kabeli küçələr və ya trotuarların altında yerləşdirir. Ustalaq sistemlərə nisbətən daha təhlükəsizdir, amma trenching, kanallar, manholes və xüsusi kabel istifadəsi səbəbindən yüksək ilk xərclərə səbəb olur. Altından keçirilmə kabeli arızalara daha az maraq və estetik üstünlüklər təmin edir (görünməzlik), amma arızanın aşkar edilməsi və təmiri çətin olur. Onların ömrü 50 illəri aşır.

Üstündən Keçirilmə Təchizat Sistemi

Bu klassik quraşmada, kabel ağac, beton və ya demir pillələrə monte olunur. Ustalaq sistemlərə nisbətən daha çox arızalara və təhlükələrə maraq olur, amma daha az ilk xərc tələb edir və yük genişlənməsi üçün daha çox fleksibilitə təmin edir. Hava, izolyasiya maddəsi kimi xidmət edir, bu da xüsusi kabel tələb etməz və yüksək akım taşımamaq imkanı verir. Quraşdırma, arızanın aşkar edilməsi və təmiri asandır, bu da saxlama xərclərini aşağı saxlayır, amma kommunikasiya sistemlərinə təsir edə bilər. Onun faydalı ömrü 25-dən çox il olur.