Klassifizierung von elektrischen Stromverteilnetzsystemen
Das typische elektrische Energieversorgungsnetz wird in drei Hauptkomponenten unterteilt: Erzeugung, Übertragung und Verteilung. Elektrische Energie wird in Kraftwerken produziert, die oft weit von den Lastzentren entfernt liegen. Daher werden Übertragungsleitungen eingesetzt, um Energie über weite Strecken zu transportieren.
Um Verluste bei der Übertragung zu minimieren, wird Hochspannungsstrom in den Übertragungsleitungen verwendet, und die Spannung wird am Lastzentrum reduziert. Das Verteilungssystem liefert diese Energie dann an die Endverbraucher.
Arten von elektrischen Energieverteilungssystemen
Das Verteilungssystem kann nach verschiedenen Kriterien klassifiziert werden:
Klassifizierung nach Art der Versorgung
Elektrische Energie existiert in zwei Formen: Wechsel- und Gleichstrom. Das Verteilungssystem passt sich diesen Arten an. Das Wechselstrom-Verteilungssystem ist weiter unterteilt nach Spannungsebene:
Die typische Anordnung des Hauptverteilungssystems ist unten dargestellt, wobei seine Rolle bei der Hochspannungslieferung vor der endgültigen Spannungsumwandlung gezeigt wird.
Das Nebenverteilungssystem liefert Energie auf der Nutzungsspannungsebene. Es beginnt dort, wo das Hauptverteilungssystem endet – in der Regel an einem Transformator, der 11 kV auf 415 V herunterstuft, um sie direkt an kleine Verbraucher zu verteilen.
Die meisten Transformatoren in dieser Phase haben eine Delta-Anordnung im Primärwickler und eine Stern-Anordnung im Sekundärwickler, was einen geerdeten Neutralleiter bereitstellt. Diese Konfiguration ermöglicht dem Nebenverteilungssystem, ein dreiphasiges Vier-Leiter-System zu verwenden.
Die Anordnung eines Nebenverteilungsnetzes ist unten dargestellt, wobei gezeigt wird, wie die Spannung für Endverbraucheranwendungen angepasst wird.
Gleichstrom-Verteilungssystem
Während die meisten Lasten in Energieversorgungssystemen auf Wechselstrom basieren, erfordern bestimmte Anwendungen Gleichstrom, wodurch ein Gleichstrom-Verteilungssystem erforderlich wird. In solchen Fällen wird der erzeugte Wechselstrom über Gleichrichter oder Rotationsumformer in Gleichstrom umgewandelt. Wichtige Anwendungen für Gleichstrom sind Traktionssysteme, Gleichstrommotoren, Batterieladegeräte und Galvanisierung.
Das Gleichstrom-Verteilungssystem wird durch seine Leitungskonfiguration klassifiziert:
Zweileitiges Gleichstrom-Verteilungssystem
Dieses System verwendet zwei Leitungen: eine mit positivem Potential (Leitung) und die andere mit negativem oder null Potential. Lasten (wie Lampen oder Motoren) sind parallel zwischen den beiden Leitungen angeschlossen, was für Geräte mit zweipoligen Konfigurationen geeignet ist. Eine schematische Darstellung dieser Anordnung ist unten dargestellt.
Dreileitiges Gleichstrom-Verteilungssystem
Dreileitiges Gleichstrom-Verteilungssystem
Dieses System verwendet drei Leitungen: zwei Leitungen und einen Neutralleiter, was den entscheidenden Vorteil bietet, zwei Spannungsniveaus bereitzustellen. Wenn die Leitungen +V und -V betragen und der Neutralleiter null Potential hat, ergibt eine Verbindung zwischen einer Leitung und dem Neutralleiter V Volt, während eine Verbindung über beide Leitungen 2V Volt ergibt.
Diese Konfiguration ermöglicht es, hochspannungsfähige Lasten zwischen den Leitungen und niedrigspannungsfähige Lasten zwischen einer Leitung und dem Neutralleiter anzuschließen. Die Verbindungsskizze für ein dreileitiges Gleichstrom-Verteilungssystem ist unten dargestellt.
Klassifizierung des Verteilungssystems nach Verbindungsmethode
Das Verteilungssystem wird nach der Verbindungsmethode in drei Arten unterteilt:
