سیستم‌های توزیع برق
تعریف سیستم توزیع برق
سیستم توزیع برق به عنوان یک شبکه‌ای تعریف می‌شود که انرژی الکتریکی را با ولتاژ پایین‌تر به محل‌های مصرفی ارسال می‌کند.
سیستم توزیع برق انرژی الکتریکی را به محل‌های مصرفی فردی ارائه می‌دهد. توزیع انرژی الکتریکی به مصرف‌کنندگان مختلف از طریق ولتاژ بسیار پایین‌تر نسبت به انتقال انرژی در مسافت‌های طولانی (به عنوان مثال، از طریق خطوط انتقال طولانی) انجام می‌شود.
توزیع انرژی الکتریکی از طریق شبکه‌های توزیع انجام می‌شود. شبکه‌های توزیع شامل قسمت‌های زیر است:
زیرстан توزیع
خوراک توزیع اصلی
ترانسفورماتور توزیع
توزیع‌کننده‌ها
خط خدمات
انرژی الکتریکی منتقل شده در زیرستان‌ها برای توزیع اصلی پایین‌برداری می‌شود.
این انرژی الکتریکی پایین‌برداری شده از طریق خوراک‌های توزیع اصلی به ترانسفورماتور توزیع ارسال می‌شود. خوراک‌های توزیع اصلی هوایی عموماً توسط ستون‌های آهن (در صورت امکان ستون‌های ریلی) پشتیبانی می‌شوند.
همچنین هادی‌ها از نوع آلومینیوم سیم‌پیچ هستند و با استفاده از عایق‌های پینی روی دسته‌های ستون نصب می‌شوند. گاهی اوقات در مناطق پرجمعیت، کابل‌های زیرزمینی نیز برای اهداف توزیع اصلی استفاده می‌شوند.
ترانسفورماتورهای توزیع عموماً از نوع سه‌فازی و روی ستون نصب شده‌اند. دومین دسته ترانسفورماتور به توزیع‌کننده‌ها متصل می‌شود. انرژی الکتریکی به مصرف‌کنندگان مختلف از طریق خطوط خدمات ارائه می‌شود.
این خطوط خدمات از نقاط مختلف توزیع‌کننده‌ها تغذیه می‌شوند. توزیع‌کننده‌ها نیز می‌توانند به توزیع‌کننده‌ها و زیرتوزیع‌کننده‌ها تقسیم‌بندی شوند. توزیع‌کننده‌ها مستقیماً به ترانسفورماتورهای توزیع ثانویه متصل می‌شوند در حالی که زیرتوزیع‌کننده‌ها از توزیع‌کننده‌ها تغذیه می‌شوند.
خطوط خدمات مصرف‌کنندگان ممکن است به توزیع‌کننده‌ها یا زیرتوزیع‌کننده‌ها متصل شوند، بسته به موقعیت و توافق مصرف‌کنندگان.
در توزیع برق، هر دو خوراک و توزیع‌کننده بار الکتریکی را حمل می‌کنند، اما خوراک‌ها بدون نقاط تغذیه میانی بار را حمل می‌کنند، در حالی که توزیع‌کننده‌ها دارای چندین نقطه تغذیه برای خدمت به مصرف‌کنندگان هستند.
خوراک انرژی را از یک نقطه به نقطه دیگر بدون تغذیه از هیچ نقطه میانی ارسال می‌کند. چون هیچ نقطه تغذیه (یعنی نقطه‌ای که ولتاژ و جریان می‌تواند پایین یا بالا برداری شود) در میان وجود ندارد، جریان در نقطه ارسال برابر با نقطه دریافت هادی است.
توزیع‌کننده‌ها در نقاط مختلف برای تغذیه مصرف‌کنندگان مختلف تغذیه می‌شوند و بنابراین جریان در طول کل آن‌ها متفاوت است.
اجزای شبکه‌های توزیع
شبکه‌های توزیع شامل زیرستان‌های توزیع، خوراک‌های توزیع اصلی، ترانسفورماتورهای توزیع، توزیع‌کننده‌ها و خطوط خدمات هستند.
سیستم توزیع برق شعاعی
این سیستم دارای خوراک‌هایی است که از یک زیرستان شعاعی از خود می‌دهند، اما در صورت خرابی یک خوراک می‌تواند منجر به قطع برق شود.
در روزهای اولیه سیستم توزیع برق، خوراک‌های مختلف به صورت شعاعی از زیرستان خارج شده و به ترانسفورماتور توزیع اصلی متصل می‌شدند.
اما سیستم توزیع برق شعاعی یک معایب اساسی دارد که در صورت خرابی هر خوراک، مصرف‌کنندگان مربوطه هیچ انرژی الکتریکی دریافت نمی‌کنند زیرا مسیر جایگزینی برای تغذیه ترانسفورماتور وجود نداشته است.
در صورت خرابی ترانسفورماتور، تأمین انرژی قطع می‌شود. به عبارت دیگر، مصرف‌کنندگان در سیستم توزیع برق شعاعی تا زمانی که خوراک یا ترانسفورماتور مرمت شود، در تاریکی خواهند بود.
سیستم توزیع برق حلقه‌ای
سیستم توزیع حلقه‌ای از یک شبکه حلقه‌ای توزیع‌کننده‌ها که توسط چندین خوراک تغذیه می‌شود، استفاده می‌کند و حتی اگر یک خوراک خراب شود، تأمین انرژی مستمر می‌باشد.
ایزولاتورهای بخشی
این دستگاه‌ها در سیستم‌های حلقه‌ای برای جدا کردن بخش‌هایی از شبکه برای نگهداری یا خرابی‌ها استفاده می‌شوند، در حالی که تأمین انرژی به بخش‌های دیگر حفظ می‌شود.
