Elektrický energetický systém: Co to je? (Základy energetického systému)

Co je energetický systém?

Elektrický energetický systém se definuje jako síť elektrických komponentů používaných k dodávání, přenosu a spotřebě elektrické energie. Dodávání probíhá prostřednictvím nějaké formy výroby (např. elektrárna), přenos prostřednictvím přenosového systému (přes přenosovou linku) a distribučního systému, a spotřeba může být prostřednictvím rezidenčních aplikací, jako je napájení světel nebo klimatizace doma, nebo prostřednictvím průmyslových aplikací, jako je provoz velkých motorů.

Příkladem energetického systému je elektrická síť, která poskytuje energii do domácností a průmyslu na rozsáhlém území. Elektrická síť lze zhruba rozdělit na generátory, které dodávají energii, přenosový systém, který přenáší energii z výrobních center do míst spotřeby, a distribuční systém, který dodává energii do blízkých domácností a průmyslových zařízení.

Menší energetické systémy se nacházejí také v průmyslu, nemocnicích, komerčních budovách a domácnostech. Většina těchto systémů využívá trojfázové střídavé proudy – standard pro velkoobjemový přenos a distribuci elektrické energie v moderním světě.

Specializované energetické systémy, které nevždy využívají trojfázové střídavé proudy, se nacházejí v leteckých letadlech, elektrických železničních systémech, oceánských liniérkách, ponorkách a automobilech.

Výrobní elektrárny produkují elektrickou energii na nízké napětí. Udržujeme výrobu na nízkém napětí, protože má určité výhody. Nízkonapěťová výroba vytváří menší zatížení na armaturu alternátoru. Tedy při nízkonapěťové výrobě můžeme postavit menší alternátor s tenčším a lehčím izolantem.

Z hlediska inženýrství a návrhu jsou menší alternátory praktičtější. Nelze však toto nízkonapěťové energie přenášet do míst spotřeby.

Nízkonapěťový přenos způsobuje větší ztráty v mědě, špatnou regulaci napětí a vyšší náklady na instalaci přenosového systému. Abychom tyto tři problémy vyřešili, musíme napětí zvýšit na specifickou vysokou úroveň.

Nelze systémové napětí zvyšovat nad určitou hranici, protože při překročení této hranice dramaticky rostou náklady na izolaci a také náklady na podpěrné struktury linky kvůli zachování dostatečného vzdálenosti od země.

Přenosové napětí závisí na množství přenášené energie. Dalším parametrem, který určuje napěťovou úroveň systému pro přenos určitého množství energie, je nárazové impedanční zatížení.

Pro zvýšení systémového napětí používáme zvedací transformátory a jejich přidružené ochranné a operační zařízení na výrobní stanici. Toto nazýváme výrobní podsíť. Na konci přenosové linky musíme snížit přenosové napětí na nižší úroveň pro sekundární přenos a/nebo distribuci.

Zde používáme snižovací transformátory a jejich přidružené ochranné a operační zařízení. To je přenosová podsíť. Po primárním přenosu prochází elektrická energie sekundárním přenosem nebo primární distribucí. Po sekundárním přenosu nebo primární distribuci opět snížíme napětí na požadovanou nízkou úroveň pro distribuci u spotřebitele.

To byla základní struktura elektrického energetického systému. I když jsme neuváděli detaily každého zařízení použitého v elektrickém energetickém systému. Kromě tří hlavních komponent, alternátoru, transformátoru a přenosové linky, existuje mnoho dalších souvisejících zařízení.

Některé z těchto zařízení jsou okruhový vypínač, ochrana proti blesku, izolátor, proudový transformátor, napěťový transformátor, kondenzátorový napěťový transformátor, vlnový článek, kondenzátorový blok, reléový systém, řídící zařízení, zazemňovací zařízení linky a podsítového zařízení atd.

Proč potřebujeme elektrický energetický systém?

Z ekonomického hlediska vždy stavíme výrobní stanice tam, kde jsou zdroje snadno dostupné. Spotřebitelé spotřebovávají elektrickou energii, ale mohou bydlet v místech, kde zdroje pro výrobu elektřiny nejsou dostupné.

Navíc někdy existuje mnoho dalších omezení, které nám nedovolují postavit výrobní stanici blízko hustě osídlených oblastí nebo míst spotřeby.

Namísto toho tedy používáme externí výrobní zdroj a přenášíme tuto vygenerovanou energii do míst spotřeby přes dlouhou přenosovou linku a distribuční systém.

Celé uspořádání od výrobních stanic až po spotřebitele, které umožňuje efektivní a spolehlivé dodávání elektřiny, nazýváme elektrický energetický systém.

Prohlášení: Respektujte původ, dobaře psané články jsou hodné sdílení, pokud dojde k porušení autorských práv, prosím, kontaktujte nás pro jejich odstranění.