การจำแนกประเภทของระบบเครือข่ายจำหน่ายไฟฟ้า

ระบบเครือข่ายไฟฟ้าทั่วไปแบ่งออกเป็นสามส่วนหลักคือ การผลิต การส่ง และการกระจาย ไฟฟ้าถูกผลิตในโรงไฟฟ้าซึ่งมักตั้งอยู่ห่างจากศูนย์โหลด ดังนั้นจึงใช้สายส่งเพื่อส่งไฟฟ้าผ่านระยะทางไกล

เพื่อลดการสูญเสียในการส่ง จึงใช้ไฟฟ้าแรงสูงในการส่งผ่านสายส่ง และลดแรงดันลงที่ศูนย์โหลด ระบบการกระจายจะส่งไฟฟ้านี้ไปยังผู้ใช้ปลายทาง

ประเภทของระบบการกระจายไฟฟ้า

ระบบการกระจายสามารถจำแนกตามเกณฑ์หลายประการ:

• ลักษณะของการจ่ายไฟฟ้า:

• ระบบการกระจายไฟฟ้าสลับ: ผู้บริโภคส่วนใหญ่ต้องการไฟฟ้าสลับ ทำให้เป็นมาตรฐานสำหรับการผลิต การส่ง และการกระจาย แรงดันไฟฟ้าสลับสามารถปรับได้ง่ายโดยใช้หม้อแปลง ทำให้การเพิ่มและลดแรงดันทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ

• ระบบการกระจายไฟฟ้าตรง: ใช้น้อยกว่าแต่ใช้ในบางแอปพลิเคชันเฉพาะ

• ประเภทการเชื่อมต่อ:

• ระบบเรเดียล

• ระบบวงแหวน

• ระบบเชื่อมโยง

• ประเภทการก่อสร้าง:

• ระบบบนอากาศ

• ระบบใต้ดิน

การจำแนกตามลักษณะของการจ่ายไฟฟ้า

ไฟฟ้ามีสองรูปแบบคือ ไฟฟ้าสลับและไฟฟ้าตรง ระบบการกระจายสอดคล้องกับประเภทเหล่านี้ ระบบการกระจายไฟฟ้าสลับแบ่งออกตามระดับแรงดัน:

• ระบบการกระจายหลัก: ทำงานที่แรงดันสูง (เช่น 3.3 kV, 6.6 kV, 11 kV) โดยใช้การกำหนดเฟสสามเฟสสามสาย มันจ่ายไฟฟ้าให้กับผู้บริโภคขนาดใหญ่ เช่น อุตสาหกรรมหรือคอมเพล็กซ์พาณิชย์ โดยใช้หม้อแปลงลดแรงดันใกล้สถานที่ใช้งานเพื่อลดแรงดันให้เหมาะสม

• ระบบการกระจายรอง: ส่งไฟฟ้าที่แรงดันต่ำ สะดวกสำหรับผู้บริโภค

การจัดวางระบบการกระจายหลักแสดงไว้ด้านล่าง แสดงบทบาทในการส่งไฟฟ้าแรงสูงก่อนการแปลงแรงดันสุดท้าย

ระบบการกระจายรองส่งไฟฟ้าที่ระดับแรงดันการใช้งาน มันเริ่มที่จุดที่ระบบการกระจายหลักสิ้นสุด - ทั่วไปคือที่หม้อแปลงที่ลดแรงดันจาก 11 kV เป็น 415 V เพื่อการกระจายโดยตรงไปยังผู้บริโภคขนาดเล็ก

หม้อแปลงส่วนใหญ่ในขั้นตอนนี้มีการเชื่อมต่อขดลวดปฐมภูมิแบบเดลตาและขดลวดทุติยภูมิแบบสตาร์ ซึ่งให้เทอร์มินัลกลางที่กราวด์ การกำหนดนี้ทำให้ระบบการกระจายรองสามารถใช้การกำหนดเฟสสามเฟสสี่สาย

• การจ่ายไฟฟ้าเฟสเดียว: ได้มาจากการเชื่อมต่อเฟสใดเฟสหนึ่งกับเทอร์มินัลกลาง ให้แรงดัน 230 V หรือ 120 V (ขึ้นอยู่กับมาตรฐานชาติ) นี้ใช้ทั่วไปในบ้านพักอาศัยและร้านค้าขนาดเล็ก

• การจ่ายไฟฟ้าสามเฟส: ใช้โดยอุตสาหกรรมขนาดเล็ก โรงโม่แป้ง และผู้บริโภคที่คล้ายคลึงกัน ที่เชื่อมต่อไปยังเทอร์มินัล R, Y, B และ N สำหรับไฟฟ้าสามเฟส

การจัดวางระบบการกระจายรองแสดงไว้ด้านล่าง แสดงวิธีการปรับแรงดันสำหรับการใช้งานของผู้ใช้ปลายทาง

ระบบการกระจายไฟฟ้าตรง

แม้ว่าโหลดส่วนใหญ่ของระบบไฟฟ้าจะเป็นฐาน AC แต่บางแอปพลิเคชันต้องการไฟฟ้าตรง ทำให้ต้องใช้ระบบการกระจายไฟฟ้าตรง ในกรณีนี้ ไฟฟ้าสลับที่ผลิตขึ้นจะถูกแปลงเป็นไฟฟ้าตรงโดยใช้เรคทิฟายเออร์หรือคอนเวอร์เตอร์โรตารี แอปพลิเคชันสำคัญสำหรับไฟฟ้าตรงรวมถึงระบบรถราง ไฟฟ้ากระแสตรง มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง การชาร์จแบตเตอรี่ และการชุบโลหะ

ระบบการกระจายไฟฟ้าตรงจำแนกตามการกำหนดสายไฟ:

ระบบการกระจายไฟฟ้าตรงสองสาย

ระบบดังกล่าวใช้สองสาย: สายที่มีศักย์บวก (สายสด) และสายที่มีศักย์ลบหรือศักย์ศูนย์ โหลด (เช่น หลอดไฟหรือมอเตอร์) ถูกเชื่อมต่อขนานระหว่างสองสาย เหมาะสมสำหรับอุปกรณ์ที่มีการกำหนดเทอร์มินัลสองตัว แผนภาพของการกำหนดนี้แสดงไว้ด้านล่าง

ระบบการกระจายไฟฟ้าตรงสามสาย

ระบบการกระจายไฟฟ้าตรงสามสาย

ระบบดังกล่าวใช้สามสาย: สองสายสดและสายกลาง นำเสนอข้อได้เปรียบหลักในการให้แรงดันสองระดับ สมมติว่าสายสดมีศักย์ +V และ -V พร้อมสายกลางที่ศักย์ศูนย์ การเชื่อมต่อโหลดระหว่างสายสดและสายกลางให้แรงดัน V โวลต์ ในขณะที่การเชื่อมต่อระหว่างสายสดทั้งสองให้แรงดัน 2V โวลต์

การกำหนดนี้ทำให้โหลดแรงดันสูงสามารถเชื่อมต่อระหว่างสายสดทั้งสอง และโหลดแรงดันต่ำสามารถเชื่อมต่อระหว่างสายสดและสายกลาง แผนภาพการเชื่อมต่อของระบบการกระจายไฟฟ้าตรงสามสายแสดงไว้ด้านล่าง

การจำแนกระบบการกระจายตามวิธีการเชื่อมต่อ

ระบบการกระจายจำแนกออกเป็นสามประเภทตามวิธีการเชื่อมต่อ:

• ระบบเรเดียล

• ระบบวงจรวง

• ระบบการกระจายเชื่อมโยง

ระบบเรเดียล

ในระบบเรเดียล เฟดเดอร์แยกต่างหากส่งไฟฟ้าจากสถานีไฟฟ้าไปยังแต่ละพื้นที่ ด้วยการไหลของไฟฟ้าทางเดียวจากเฟดเดอร์ไปยังดิสทริบิวเตอร์ การออกแบบนี้ง่ายและง่ายต่อการดำเนินงาน ต้องการการลงทุนเริ่มต้นน้อยกว่าระบบอื่น ๆ

อย่างไรก็ตาม ความน่าเชื่อถือมีข้อจำกัดมาก: การล้มเหลวในเฟดเดอร์หนึ่งอาจทำให้ระบบทั้งหมดที่ให้บริการหยุดทำงาน ความผันผวนของแรงดันสำหรับผู้บริโภคที่อยู่ห่างจากเฟดเดอร์ก็มีมากขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงโหลด ด้วยเหตุนี้ ระบบเรเดียลจึงใช้สำหรับการกระจายระยะสั้นไปยังโหลดที่อยู่ใกล้กับเฟดเดอร์ แผนภาพสายเดียวของระบบเรเดียลแสดงไว้ด้านล่าง

ระบบวงจรวง

ในระบบวงจรวง หม้อแปลงการกระจายเชื่อมต่อในรูปแบบวงจรป้อนกลับ ซึ่งได้รับการป้อนจากสถานีไฟฟ้าที่ปลายหนึ่ง การออกแบบนี้ทำให้แต่ละหม้อแปลงมีสองเส้นทางที่แตกต่างกันไปยังสถานีไฟฟ้า ทำให้มีความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพสูงขึ้น แผนภาพสายเดียวของระบบวงจรวงแสดงไว้ด้านล่าง

การกำหนดนี้สามารถเทียบเท่ากับการเชื่อมต่อขนานของเฟดเดอร์สองสาย ตัวอย่างเช่น หากเกิดความผิดพลาดระหว่างจุด B และ C ช่วงระหว่าง B และ C จะถูกแยกออกจากระบบ และสถานีไฟฟ้าสามารถส่งไฟฟ้าผ่านสองเส้นทางทดแทน

การออกแบบนี้ทำให้ระบบมีความน่าเชื่อถือสูงขึ้น ลดความผันผวนของแรงดันที่ผู้บริโภค และทำให้แต่ละส่วนของวงจรวงมีกระแสต่ำลง ทำให้ต้องการวัสดุนำไฟฟ้าน้อยลงเมื่อเทียบกับระบบเรเดียล

ระบบการกระจายเชื่อมโยง

ระบบการกระจายเชื่อมโยงมีวงจรป้อนกลับที่ได้รับการป้อนจากสถานีไฟฟ้าหลายแห่งที่จุดต่างๆ ทำให้ได้ชื่อว่า "ระบบการกระจายแบบกริด" แผนภาพสายเดียวของระบบดังกล่าวแสดงไว้ด้านล่าง

ตามแผนภาพด้านบน วงจรป้อนกลับ ABCDEFGHA ได้รับการป้อนจากสถานีไฟฟ้าสองแห่งที่จุด A และ E การกำหนดนี้ทำให้ระบบมีความน่าเชื่อถือสูงกว่าทั้งระบบวงจรวงและระบบเรเดียล

แม้ว่าระบบการกระจายเชื่อมโยงจะมีคุณภาพและประสิทธิภาพสูง แม้กระทั่งการลดกำลังสำรอง แต่การออกแบบนี้ซับซ้อนและต้องการการลงทุนเริ่มต้นสูงเนื่องจากต้องการสถานีไฟฟ้าหลายแห่ง

การจำแนกระบบการกระจายตามประเภทการก่อสร้าง
ระบบการกระจายใต้ดิน

ตามชื่อระบบนี้วางสายไฟใต้ถนนหรือทางเท้า แม้จะปลอดภัยกว่าระบบบนอากาศ แต่ต้องใช้ค่าใช้จ่ายเริ่มต้นสูงเนื่องจากการขุดหลุม ท่อ บ่อคน และสายไฟพิเศษ สายไฟใต้ดินมีโอกาสเกิดความผิดพลาดน้อยและมีประโยชน์ทางด้านความสวยงาม (ไม่เห็นสายไฟ) แต่การตรวจหาและซ่อมแซมความผิดพลาดยาก อายุการใช้งานเกิน 50 ปี

ระบบการกระจายบนอากาศ

สายไฟถูกติดตั้งบนเสาไม้ คอนกรีต หรือเหล็กในระบบแบบดั้งเดิมนี้ แม้จะมีโอกาสเกิดความผิดพลาดและความเสี่ยงด้านความปลอดภัยมากกว่าระบบใต้ดิน แต่มีค่าใช้จ่ายเริ่มต้นต่ำและมีความยืดหยุ่นในการขยายโหลด อากาศเป็นสารฉนวน ทำให้ไม่ต้องใช้สายไฟพิเศษและสามารถบรรจุกระแสสูง กระบวนการติดตั้ง การตรวจหาความผิดพลาดและการซ่อมแซมง่าย ทำให้ค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาต่ำ - แม้ว่าอาจมีผลกระทบต่อระบบสื่อสาร อายุการใช้งานเกิน 25 ปี