Класификация на системите за разпределение на електрическа енергия

Типичната електрическа система за доставка на енергия се разделя на три основни компонента: генериране, пренос и разпределение. Електрическата енергия се произвежда в електроцентрали, които често са разположени далеч от центровете на потребление. В резултат, използват се линии за пренос, за да се достави енергията на дълги разстояния.

За да се намалят загубите при пренос, използва се високо напрежение в линиите за пренос, а напрежението се намалява в центровете на потребление. Системата за разпределение след това доставя тази енергия до крайните потребителите.

Видове системи за разпределение на електрическа енергия

Системата за разпределение може да бъде класифицирана според няколко критерия:

• Характер на доставката:

• AC система за разпределение: Повечето потребители изискват AC енергия, което я прави стандартна за генериране, пренос и разпределение. Напрежението на AC може лесно да се регулира с помощта на трансформатори, позволявайки ефективни операции за увеличаване и намаляване на напрежението.

• DC система за разпределение: По-рядко срещана, но използвана в специфични приложения.

• Тип на връзка:

• Радиална система

• Колеловидна система

• Интерконектирана система

• Тип на конструкция:

• Надземна система

• Подземна система

Класификация по характера на доставката

Електрическата енергия съществува в две форми: AC и DC. Системата за разпределение се подчинява на тези типове. AC система за разпределение е още подразделена по ниво на напрежението:

• Първична система за разпределение: Функционира при по-високи напрежения (например 3.3 кV, 6.6 кV, 11 кV) с конфигурация от три фази и три жици. Тя доставя енергия до големи потребители като индустрии или комерсиални комплекси, с трансформатори за намаляване на напрежението близо до обектите, които намаляват напрежението до използваеми нива.

• Вторична система за разпределение: Доставя енергия при по-ниски, удобни за потребителите напрежения.

Типичната конфигурация на първичната система за разпределение е показана по-долу, демонстрирайки ролята ѝ в доставката на енергия при високо напрежение преди окончателното преобразуване на напрежението.

Вторичната система за разпределение доставя енергия при ниво на напрежение, пригодено за употреба. Тя започва там, където завършва първичната система за разпределение - обикновено при трансформатор, който намалява 11 кV до 415 V за директна доставка до малки потребители.

Повечето трансформатори в този етап имат дельта-свързано първично витло и звезда-свързано вторично витло, което предоставя нейтрален терминал, свързан с земята. Тази конфигурация позволява на вторичната система за разпределение да използва четирижилна система с три фази.

• Еднофазно снабдяване: Получава се, като се свърже всяка една фаза към нейтралния терминал, давайки 230 V или 120 V (в зависимост от националните стандарти). Това се използва обикновено за домакинства и малки магазини.

• Трифазно снабдяване: Използва се от малки индустрии, мелничарски предприятия и подобни потребители, които се свързват към терминалите R, Y, B и нейтрал (N) за трифазно питане.

Конфигурацията на вторичната система за разпределение е показана по-долу, демонстрирайки как напрежението се адаптира за приложенията на крайните потребители.

DC система за разпределение

Въпреки че повечето електрически системи работят с AC, определени приложения изискват DC енергия, което води до използването на DC система за разпределение. В такива случаи, генерираната AC енергия се преобразува в DC чрез ректификатори или ротационни преобразуватели. Ключови приложения на DC енергията включват тракционни системи, DC двигатели, зареждане на батерии и електроосаждане.

DC система за разпределение се класифицира според конфигурацията на проводниците:

Двожилна DC система за разпределение

Тази система използва два проводника: един с положителен потенциал (жив проводник) и друг с отрицателен или нулев потенциал. Нагрузките (като лампи или двигатели) се свързват успоредно между двата проводника, подходящи за устройства с двуполюсна конфигурация. Схема на тази конфигурация е показана по-долу.

Трежилна DC система за разпределение

Трежилна DC система за разпределение

Тази система използва три проводника: два живи проводника и един нейтрален, предлагайки ключово предимство да предоставя два нива на напрежение. Ако живите проводници са при +V и -V, а нейтралният е при нулев потенциал, свързването на нагрузка между един жив проводник и нейтрален дава V волта, докато свързването между двата живи проводника дава 2V волта.

Тази конфигурация позволява високонапрежените нагрузки да се свързват между живите проводници, а нисконапрежените - между един жив проводник и нейтрален. Диаграмата на връзките за трежилна DC система за разпределение е показана по-долу.

Класификация на системите за разпределение според метода на връзка

Системата за разпределение се класифицира в три типа според методологията на връзката:

• Радиална система

• Колеловидна система

• Интерконектирана система за разпределение

Радиална система

В радиалната система, отделни питащи линии доставят енергия от подстанцията до всеки район, с енергия, която тече в една посока от питащата линия към разпределителя. Този дизайн е прост и лесен за реализация, изисква по-ниски начални инвестиции в сравнение с други системи.

Однако, надеждността ѝ е значително ограничена: отказ в една питаща линия може да изключи цялата система, която обслужва. Регулирането на напрежението също страда за потребителите, далечни от питащата линия, тъй като колебанията на наг