Ταξινόμηση των Συστημάτων Διανομής Ηλεκτρικής Ενέργειας
Το πρότυπο ελεκτρικό σύστημα δικτύου ενέργειας κατατάσσεται σε τρία βασικά συστατικά μέρη: παραγωγή, μεταφορά και διανομή. Η ελεκτρική ενέργεια παράγεται σε εγκαταστάσεις παραγωγής, οι οποίες συχνά βρίσκονται μακριά από τα κέντρα φορτίου. Ως αποτέλεσμα, χρησιμοποιούνται γραμμές μεταφοράς για να μεταφέρουν ενέργεια σε μεγάλες αποστάσεις.
Για να ελαχιστοποιηθούν οι απώλειες μεταφοράς, χρησιμοποιείται υψηλή τάση στις γραμμές μεταφοράς, και η τάση μειώνεται στο κέντρο φορτίου. Στη συνέχεια, το σύστημα διανομής παραδίδει αυτή την ενέργεια στους τελικούς χρήστες.
Τύποι Συστημάτων Διανομής Ηλεκτρικής Ενέργειας
Το σύστημα διανομής μπορεί να ταξινομηθεί με βάση διάφορα κριτήρια:
Ταξινόμηση Σύμφωνα με τη Φύση Παροχής
Η ηλεκτρική ενέργεια υπάρχει σε δύο μορφές: AC και DC. Το σύστημα διανομής είναι συμβατό με αυτούς τους τύπους. Το σύστημα διανομής AC υποδιαιρείται ακόμη με βάση το επίπεδο τάσης:
Η πρωτοτυπική διάταξη του πρωτογενούς συστήματος διανομής είναι δεικτική παρακάτω, εμφανίζοντας το ρόλο του στην παράδοση υψηλής τάσης πριν από την τελική μετατροπή τάσης.
Το δευτερεύον σύστημα διανομής παραδίδει ενέργεια στο επίπεδο τάσης χρήσης. Ξεκινά εκεί που τελειώνει το πρωτογενές σύστημα διανομής, συνήθως σε έναν τρανσφορματόρα που μειώνει 11 kV σε 415 V για άμεση διανομή σε μικρούς καταναλωτές.
Οι περισσότεροι τρανσφορματόρες σε αυτό το στάδιο διαθέτουν μια δελτοειδώς συνδεδεμένη πρωτογενή πλεξίδα και μια αστεροειδώς συνδεδεμένη δευτερεύουσα πλεξίδα, παρέχοντας έναν εδραιωμένο ουδέτερο πίνακα. Αυτή η διάταξη επιτρέπει στο δευτερεύον σύστημα διανομής να χρησιμοποιεί μια τριφάση τετρασύλη διάταξη.
Η διάταξη ενός δευτερεύοντος δικτύου διανομής είναι δεικτική παρακάτω, δείχνοντας πώς η τάση προσαρμόζεται για εφαρμογές τελικών χρηστών.
Σύστημα Διανομής DC
Ενώ οι περισσότερες φορτία στα συστήματα ενέργειας είναι βασισμένες στην AC, κάποιες εφαρμογές απαιτούν ενέργεια DC, απαιτώντας τη χρήση ενός συστήματος διανομής DC. Σε τέτοιες περιπτώσεις, η παραγόμενη ενέργεια AC μετατρέπεται σε DC μέσω ορθογωνικών ή περιστρεφόμενων μετατροπείων. Κύριες εφαρμογές για ενέργεια DC περιλαμβάνουν συστήματα τρανσπορτικών, DC μοτέρ, φόρτιση βαταριών και ελεκτροχαλκώσεις.
Το σύστημα διανομής DC ταξινομείται με βάση τη διάταξη σύνδεσης:
Δισύλη Διανομή DC
Αυτό το σύστημα χρησιμοποιεί δύο λείτουργες: μία σε θετικό δυναμικό (ζωντανή λείτουργη) και η άλλη σε αρνητικό ή μηδενικό δυναμικό. Τα φορτία (όπως φωτιστικά ή μοτέρ) συνδέονται παράλληλα μεταξύ των δύο λειτουργών, κατάλληλο για συσκευές με δισύλη διάταξη. Ένα σχηματικό αυτής της διάταξης είναι δεικτικό παρακάτω.
Τρισύλη Διανομή DC
Τρισύλη Διανομή DC
Αυτό το σύστημα χρησιμοποιεί τρεις λείτουργες: δύο ζωντανές λείτουργες και μία ουδέτερη, παρέχοντας το βασικό πλεονέκτημα δύο επιπέδων τάσης. Υποθέτοντας ότι οι ζωντανές λείτουργες είναι σε +V και -V, με την ουδέτερη σε μηδενικό δυναμικό. Η σύνδεση ενός φορτίου μεταξύ μίας ζωντανής λείτουργης και ουδέτερης παράγει V volts, ενώ η σύνδεση μεταξύ των δύο ζωντανών λειτουργών παράγει 2V volts.
Αυτή η διάταξη επιτρέπει τη σύνδεση φορτίων υψηλής τάσης μεταξύ των ζωντανών λειτουργών και τη σύνδεση φορτίων χαμηλής τάσης μεταξύ μίας ζωντανής λείτουργης και ουδέτερης. Το σχηματικό σύνδεσης για ένα τρισύλη σύστημα διανομής DC είναι δεικτικό παρακάτω.
Ταξινόμηση Συστήματος Διανομής Σύμφωνα με τη Μέθοδο Σύνδεσης
Το σύστημα διανομής ταξινομείται σε τρία είδη με βάση τη μέθοδο σύνδεσης:
Ραδιαλ System
Σε ένα ραδιαλ σύστημα, ξεχωριστοί διανομείς παρέχουν ενέργεια από ένα υποσταθμό σε κάθε περιοχή, με την ενέργεια να ρέει μονοδιανυσματικά από τον διανομέα στον διανομητή. Αυτή η σχεδίαση είναι απλή και εύκολη να εφαρμοστεί, απαιτώντας χαμηλότερη αρχική επένδυση σε σύγκριση με άλλα συστήματα.
Ωστόσο, η αξιοπιστία του είναι σημαντικά περιορισμένη: μια αποτυχία σε έναν διανομέα μπορεί να κλείσει το ολόκληρο το σύστημα που υπηρετεί. Η ρύθμιση τάσης επίσης υποφέρει για τους καταναλωτές μακριά από τον διανομέα, καθώς οι κυμαίνονται της φορτία προκαλούν πιο σημαντικές κυμαίνονται τάσης. Γι' αυτούς τους λόγους, τα ραδιαλ συστήματα χρησιμοποιούνται συνήθως μόνο για μικρές αποστάσεις διανομής σε φορτία που βρίσκονται κοντά στον διανομέα. Ένα σχηματικό μιας γραμμής του ραδιαλ συστήματος είναι δεικτικό παρακάτω.
Κυκλικό Κύριο Σύστημα
Σε ένα κυκλικό κύριο σύστημα, οι τρανσφορματόρες διανομής είναι συνδεδεμένοι σε μια κλειστή κύκλωμα, εφοδιασμένη από ένα υποσταθμό από ένα άκρο. Αυτή η σχεδίαση εξασφαλίζει ότι κάθε τρανσφορματόρας έχει δύο διαφορετικά μονοπάτια προς το υποσταθμό, ενισχύοντας την επαναληπτικότητα και την αξιοπιστία. Ένα σχηματικό μιας γραμμής του κυκλικού κύριου συστήματος είναι δεικτικό παρακάτω.
Αυτή η διάταξη μπορεί να συγκριθεί με δύο παράλληλα συνδεδεμένους διανομείς. Για παράδειγμα, αν συμβεί σφάλμα μεταξύ των σημείων B και C, το τμήμα μεταξύ B και C θα απομονωθεί από το σύστημα, και το υποσταθμό μπορεί να εφοδιάσει ενέργεια μέσω δύο εναλλακτικών μονοπατιών.
Αυτή η σχεδίαση ενισχύει την αξιοπιστία του συστήματος, μειώνει τις κυμαίνονται τάσης στον καταναλωτή και εξασφαλίζει ότι κάθε τμήμα κύκλου φέρει χαμηλότερη ροή—επομένως απαιτεί λιγότερο υλικό συνδεσμού σε σύγκριση με το ραδιαλ σύστημα.
Ενδεδεδεμένο Σύστημα Διανομής
Το ενδεδεδεμένο σύστημα διανομής διαθέτει ένα κύκλωμα που εφοδιάζεται από πολλαπλά υποσταθμό σε διαφορετικά σημεία, κερδίζοντας το όνομα "σύστημα διανομής πλέγματος". Ένα σχηματικό μιας γραμμής αυτού του συστήματος είναι δεικτικό παρακάτω.
Όπως φαίνεται στο σχηματικό παραπάνω, το κύκλωμα ABC
