Elförsörjningssystem: Vad är de?

Tidigare fanns det mycket liten efterfrågan på elektrisk energi. En enda liten elektrisk genereringsenhet kunde tillgodose den lokala efterfrågan. Numera ökar efterfrågan på elektrisk energi enormt med moderniseringen av människors livsstil. För att möta denna ökande efterfrågan på elektrisk belastning måste vi etablera en ganska stor mängd stora kraftverk.

Men ur ekonomisk synvinkel är det inte alltid möjligt att bygga ett kraftverk nära belastningscentrum. Vi definierar belastningscentrum som de platser där tätheten av konsumenter eller anslutna belastningar är betydligt högre än i andra delar av landet. Det är ekonomiskt att etablera ett kraftverk nära naturliga energikällor som kol, gaser och vatten etc. På grund av detta och många andra faktorer måste vi ofta bygga ett elektriskt genereringsanläggning långt ifrån belastningscentrum.

Därför måste vi etablera elektriska nätverkssystem för att föra den genererade elektriska energin från kraftgenereringsanläggningen till konsumenterna. El som genereras i genereringsanläggningen når konsumenterna genom system som vi kan indela i två huvuddelar, kallade överföring och distribution.

Vi kallar det nätverk genom vilket konsumenter får el från källan för elns försörjningssystem. Ett elförsörjningssystem har tre huvudkomponenter, genereringsstationerna, överföringslinjerna och distributionsystemen. Krafverk producerar el vid en relativt lägre spänningsnivå. Att producera el vid en lägre spänningsnivå är ekonomiskt sett fördelaktigt på många sätt.

Stegupptransformatorerna anslutna vid början av överföringslinjerna ökar spänningsnivån för strömmen. Elektriska överföringssystem överför sedan denna högre spänningsnivå av elektrisk energi till så nära belastningscentrum som möjligt. Överföring av elektrisk energi vid högre spänningsnivåer är fördelaktigt på många sätt. Hövspänningsledningar består av övermarks- eller/och undermarksledningar. Stegnedtransformatorerna anslutna vid slutet av överföringslinjerna minskar spänningen på elen till önskad låg nivå för distributionsändamål. Distributionsystemen distribuerar sedan elen till olika konsumenter enligt deras krav på spänningsnivå.

Vi använder vanligtvis växelströmssystem för generering, överföring och distribution. För ultrahögspänningsöverföring använder vi ofta likströmsoverföring. Både överförings- och distributionsnät kan vara antingen övermark eller under mark. Eftersom undermarksanläggningar är mycket dyrare än övermarksanläggningar föredras senare varhelst det är ekonomiskt möjligt. Vi använder trefas 3-trådssystem för växelströmsoverföring och trefas 4-trådssystem för växelströmsdistribution.

Både överföring och distributionsystem kan delas in i två delar, primär överföring och sekundär överföring, primär distribution och sekundär distribution. Detta är en generaliserad vy av ett elektriskt nätverk. Vi bör notera att alla överförings- och distributionsystem kanske inte har dessa fyra steg i elns försörjningssystem.

Enligt systemets behov kan det finnas många nätverk som kanske inte har en sekundär överföring eller sekundär distribution, även i många fall av lokala elförsörjningssystem kan hela överföringssystemet vara frånvarande. I dessa lokala elförsörjningssystem distribuerar generatorer direkt strömmen till olika konsumtionspunkter.

Låt oss diskutera ett praktiskt exempel på elförsörjningssystem. Här producerar genereringsstationen trefasström vid 11 kV. Sedan stegar en 11/132 kV stegupptransformator som är kopplad till genereringsstationen upp denna ström till 132 kV-nivå. Överföringslinjen överför denna 132 kV-ström till en 132/33 kV stegnedsubstation som består av 132/33 kV stegnedtransformatorer, belägen vid stadens utkanter. Vi kommer att kalla den delen av elförsörjningssystemet som går från 11/132 kV stegupptransformator till 132/33 kV stegnedtransformator för primär överföring. Primär överföring är ett trefas 3-trådssystem, vilket innebär att det finns tre ledare för tre faser i varje linjecircuit.

Efter det punkten i försörjningssystemet, skickas sekundär effekt från 132/33 kV-transformator via ett trefas 3-trådssystem till olika 33/11 kV nedre nivåsubstations belägna vid olika strategiska platser i staden. Vi refererar till denna del av nätverket som sekundär överföring.

De 11 kV trefas 3-trådsförsörjarna som passerar längs stadsgator bär sekundär effekt från 33/11 kV-transformatorerna i sekundär överföringsunderstation. Dessa 11 kV-försörjare utgör primär distributionen av elförsörjningssystemet.

11/0.4 kV-transformatorerna i konsumentområden stegrar ner primär distributionsström till 0.4 kV eller 400 V. Dessa transformatorer kallas distributionstransformatorer och är stapelmonterade. Från distributionstransformatorerna går strömmen till konsumenterna via ett trefas 4-trådssystem. I ett trefas 4-trådssystem används tre ledare för tre faser, och den fjärde ledaren används som neutralledare för neutralkopplingar.

En konsument kan ta emot ström antingen i trefas eller enfas beroende på hans behov. Vid trefasström får konsumenten 400 V fas-till-fas (linjespänning), och vid enfasström får konsumenten 400 / rot 3 eller 231 V fas-till-neutralspänning i sin strömförsörjning. Strömförsörjningen är slutpunkten i ett elförsörjningssystem. Vi refererar till denna del av systemet, från sekundären av distributionstransformatorn till strömförsörjningen, som sekundär distribution. Strömförsörjningar är terminaler installerade på konsumenternas fastigheter från vilka konsumenten tar anslutning för sina ändamål.

Ut