د الکتریکي انرژي سیستم: این چیست؟ (مبانی سیستم برق)

چه چیزی سیستم برق است؟

سیستم برق الکتریکی به عنوان یک شبکه از مولفه‌های الکتریکی تعریف می‌شود که برای تأمین، انتقال و مصرف انرژی الکتریکی استفاده می‌شود. تأمین از طریق نوعی تولید (مانند یک نیروگاه) صورت می‌گیرد، انتقال از طریق یک خط انتقال و سیستم توزیع انجام می‌شود و مصرف می‌تواند از طریق کاربردهای مسکونی مانند روشن کردن چراغ‌ها یا کنترل هوای خانه یا از طریق کاربردهای صنعتی مانند عملکرد موتورهای بزرگ باشد.

یک مثال از یک سیستم برق، شبکه الکتریکی است که برق را به خانه‌ها و صنایع در یک منطقه گسترده تأمین می‌کند. شبکه الکتریکی می‌تواند به طور کلی به نیروگاه‌هایی که برق را تأمین می‌کنند، سیستم انتقال که برق را از مراکز تولید به مراکز بار منتقل می‌کند و سیستم توزیع که برق را به خانه‌ها و صنایع نزدیک تغذیه می‌کند، تقسیم شود.

سیستم‌های برق کوچکتر نیز در صنایع، بیمارستان‌ها، ساختمان‌های تجاری و خانه‌ها یافت می‌شوند. بیشتر این سیستم‌ها به برق AC سه‌فاز متکی هستند - استاندارد برای انتقال و توزیع برق در مقیاس بزرگ در جهان مدرن.

سیستم‌های برق تخصصی که همیشه به برق AC سه‌فاز متکی نیستند در هواپیماها، سیستم‌های ریلی الکتریکی، کشتی‌های اقیانوس‌پیما، زیردریایی‌ها و خودروها یافت می‌شوند.

نیروگاه‌های تولید برق انرژی الکتریکی را در سطح ولتاژ پایین تولید می‌کنند. ما ولتاژ تولید را در سطح پایین حفظ می‌کنیم زیرا برخی مزایای خاص دارد. تولید با ولتاژ پایین فشار کمتری بر آرماتور جنراتور اعمال می‌کند. بنابراین در تولید با ولتاژ پایین می‌توانیم یک جنراتور کوچکتر با عایق‌بندی لایه‌ای نازک‌تر و سبک‌تر ساخته شود.

از نقطه نظر مهندسی و طراحی، جنراتورهای کوچکتر عملی‌تر هستند. نمی‌توانیم این برق با ولتاژ پایین را به مراکز بار منتقل کنیم.

انتقال با ولتاژ پایین باعث از دست دادن مس بیشتر، تنظیم ولتاژ ضعیف‌تر و هزینه‌های نصب بیشتر سیستم انتقال می‌شود. برای جلوگیری از این سه مشکل باید ولتاژ را به سطح ولتاژ بالایی معین بالا ببریم.

نمی‌توانیم ولتاژ سیستم را فراتر از حد معینی بالا ببریم زیرا فراتر از یک حد ولتاژ، هزینه عایق‌بندی به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد و همچنین برای حفظ فاصله مناسب با زمین، هزینه‌های ساختارهای پشتیبان خط نیز به طور ناگهانی افزایش می‌یابد.

ولتاژ انتقال به مقدار انرژی که باید منتقل شود بستگی دارد. بار شوکی یک پارامتر دیگر است که سطح ولتاژ سیستم را برای انتقال مقداری انرژی تعیین می‌کند.

برای بالا بردن ولتاژ سیستم، از ترانسفورماتورهای بالا بردن ولتاژ و ترتیبات محافظت و عملیات مربوط به آن‌ها در نیروگاه تولید استفاده می‌کنیم. این را نیروگاه زیرآستانه تولید می‌نامیم. در انتهای خط انتقال باید ولتاژ انتقال را برای انتقال ثانویه یا توزیع به سطح پایین‌تر کاهش دهیم.

در اینجا از ترانسفورماتورهای پایین بردن ولتاژ و ترتیبات محافظت و عملیات مربوط به آن‌ها استفاده می‌کنیم. این یک زیرآستانه انتقال است. پس از انتقال اولیه، انرژی الکتریکی از طریق انتقال ثانویه یا توزیع اولیه عبور می‌کند. پس از انتقال ثانویه یا توزیع اولیه دوباره ولتاژ را به سطح پایین‌تر مورد نظر کاهش می‌دهیم تا در محل مصرف توزیع شود.

این ساختار پایه‌ای یک سیستم برق الکتریکی بود. با این حال، جزئیات هر تجهیزاتی که در یک سیستم برق الکتریکی استفاده می‌شود را ذکر نکردیم. علاوه بر سه مولفه اصلی ژنراتور، ترانسفورماتور و خط انتقال، تعداد زیادی تجهیزات مرتبط وجود دارد.

بعضی از این تجهیزات شامل برش‌کننده‌ی مدار، دستگاه ضدبلایای طبیعی، جداکننده، ترانسفورماتور جریان، ترانسفورماتور ولتاژ، ترانسفورماتور ولتاژ خازنی، فیلتر موج، بانک خازن، سیستم رله‌ای، ترتیبات کنترل، ترتیبات زمین‌بندی خط و تجهیزات زیرآستانه و غیره هستند.

چرا به یک سیستم برق الکتریکی نیاز داریم؟

از دیدگاه اقتصادی، همیشه یک نیروگاه تولید را در جایی که منابع به راحتی در دسترس هستند ساخته می‌شود. مصرف‌کنندگان انرژی الکتریکی را مصرف می‌کنند، اما ممکن است در مکان‌هایی باشند که منابع تولید برق در دسترس نیستند.

نه فقط این، گاهی اوقات محدودیت‌های زیادی وجود دارد که باعث می‌شود نتوانیم یک نیروگاه تولید را نزدیک به مناطق پرجمعیت یا مراکز بار ساخته کنیم.

بنابراین به جای آن، از یک منبع تولید خارجی استفاده می‌کنیم و سپس این برق تولید شده را از طریق یک خط انتقال طولانی و یک سیستم توزیع به مراکز بار منتقل می‌کنیم.

ما کل ترتیبات از نیروگاه‌های تولید تا نقاط مصرف‌کننده برای تحویل موثر و قابل اعتماد برق را سیستم برق الکتریکی می‌نامیم.

Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.