Klassifizierung von elektrischen Stromverteilnetzsystemen

Feld: Stromschalter

China

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:

Art der Versorgung:

Wechselstrom-Verteilungssystem: Die meisten Verbraucher benötigen Wechselstrom, was es zur Standardmethode für Erzeugung, Übertragung und Verteilung macht. Die Wechselspannung kann mithilfe von Transformatoren leicht angepasst werden, wodurch eine effiziente Spannungserhöhung und -reduzierung ermöglicht wird.
Gleichstrom-Verteilungssystem: Weniger verbreitet, aber in speziellen Anwendungen verwendet.

Anschlussart:

Radiales System
Ringförmiges System
Verbundenes System

Bauart:

Überirdisches System
Unterirdisches System

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:

Hauptverteilungssystem: Betreibt mit höheren Spannungen (z.B. 3,3 kV, 6,6 kV, 11 kV) in einer dreiphasigen Drei-Leiter-Konfiguration. Es versorgt große Verbraucher wie Industrien oder kommerzielle Komplexe, wobei Spannungsreduzierer in der Nähe der Standorte die Spannung auf nutzbare Werte reduzieren.
Nebenverteilungssystem: Liefert Energie mit niedrigeren, verbrauchergerechten Spannungen.

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.

Einspeisung: Durch Verbindung einer beliebigen Phase mit dem Neutralleiter, ergibt dies 230 V oder 120 V (abhängig von nationalen Standards). Dies wird häufig in Wohnhäusern und kleinen Geschäften verwendet.
Dreiphasige Speisung: Wird von kleinen Industrien, Getreidemühlen und ähnlichen Verbrauchern verwendet, die an den R, Y, B-Phasenanschlüssen und Neutral (N) für dreiphasige Energie angeschlossen sind.

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

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.