Sähköjärjestelmä: Mikä se on? (Sähköjärjestelmien perusteet)

Mikä on sähköjärjestelmä?

Sähköjärjestelmä määritellään sähkökomponenttien verkoksi, jota käytetään sähkön tuotannossa, siirrossa ja kulutuksessa. Tuotanto tapahtuu jonkinlaisten voimaloiden (esim. voimalan) kautta, siirto tapahtuu siirtolinjan ja jakelujärjestelmän kautta, ja kulutus voi olla asuinrakennusten sovelluksissa, kuten kotisi valojen tai ilmastointijärjestelmän toiminnassa, tai teollisuuden sovelluksissa, kuten suurten moottorien käytössä.

Esimerkki sähköjärjestelmästä on sähköverkko, joka tarjoaa sähköä kodeihin ja teollisuuteen laajassa alueella. Sähköverkon voi yleisesti jaeta voimaloihin, jotka tuottavat sähköä, siirtosysteemiin, joka kuljettaa sähköä tuotantokeskuksista kulutuskenttiin, ja jakelujärjestelmään, joka tarjoaa sähköä lähellä oleville kodeihin ja teollisuudelle.

Pienemmät sähköjärjestelmät löytyvät myös teollisuudesta, sairaaloista, kaupparakennuksista ja kodeista. Suurin osa näistä järjestelmistä perustuu kolmivaiheiseen vaihtosähköön – nykyajan suurten mittakaavaisen sähkön siirron ja jakelun standardiin.

Erityisiä sähköjärjestelmiä, jotka eivät aina perustu kolmivaiheiseen vaihtosähköön, löytyy lentokoneista, sähkörautojen, meriliikenteen, sukellusveneiden ja autojen järjestelmistä.

Voimalat tuottavat sähköenergiaa alhaisella jännitteellä. Pitäydymme alhaisessa tuotantomuuntajajännitteessä, koska sillä on tiettyjä etuja. Alhainen tuotantomuuntajajännite aiheuttaa vähemmän rasituksen vaihtomuuntajan armaatuurelle. Siksi alhaisella tuotantomuuntajajännitteellä voimme rakentaa pienemmän muuntajan ohuemman ja kevyemmän eristyksen avulla.

Insinöörimielipiteestä ja suunnittelusta pienehdysmuuntajat ovat käytännöllisempiä. Emme voi siirtää tätä alhaista jännitettä kulutuskenttiin.

Alhaisen jännitteen siirto aiheuttaa enemmän kuparinvahinkoja, huonompaa jänniteohjaukseen ja korkeammat asennuskustannukset siirtosysteemeille. Välttääksemme nämä kolme ongelmaa meidän on nostettava jännite tietylle korkealle tasolle.

Emme voi nostaa järjestelmän jännitettä tietyltä rajalta, koska jännitteen ylittäessä rajan eristyskustannukset kasvavat valtavasti ja myös maan päällä olevien linjasuojien kustannukset kasvavat nopeasti.

Siirtovoltti riippuu siirrettävästä energiamäärästä. Tuumausimpedanssilataus on toinen parametri, joka määrittelee järjestelmän jännitetason tietyn energiamäärän siirrossa.

Jännitteen nostamiseksi käytämme nousumuuntimia ja niiden liittyviä suoja- ja toimintajärjestelyjä tuotantolaitoksessa. Kutsutaan tätä tuotantopilveksi. Siirtolinjan päässä meidän on alennettava siirtovoltti alhaisempaan tasoon toissijaisen siirron ja/tai jakelun tarkoituksiin.

Tässä käytämme laskevia muuntimia ja niiden liittyviä suoja- ja toimintajärjestelyjä. Tämä on siirtopilvi. Primäärisen siirron jälkeen sähköenergia kulkee toissijaiseen siirtoon tai ensimmäiseen jakeluun. Toissijaisen siirron tai ensimmäisen jakelun jälkeen alennamme jännitettä haluttuun alhaiseen tasoon jakeluun kuluttajapremisseihin.

Tämä oli sähköjärjestelmän perusrakenne. Vaikka emme ole maininneet yksityiskohtia jokaisesta sähköjärjestelmässä käytetystä laitteesta. Lisäksi kolmeen pääkomponenttiin, vaihtomuuntajaan, muuntimihan ja siirtolinjaan, on paljon liittyviä laitteita.

Joitakin näistä laitteista ovat sähkökatkaisija, salamaestin, erottaja, virtamuuntaja, jännitemuuntaja, kondensaattorijännitemuuntaja, aallenvangitsija, kondensaattoriverkko, relaasijärjestelmä, ohjausjärjestely, linjan ja pilven laitteiden maanjäristysjärjestely jne.

Miksi tarvitsemme sähköjärjestelmän?

Taloudellisesta näkökulmasta aina rakennamme tuotantolaitosta, jossa resursseja on helposti saatavilla. Kuluttajat kuluttavat sähköä, mutta he voivat asua sellaisissa paikoissa, joissa sähköntuotannon resursseja ei ole saatavilla.

Lisäksi joskus on useita muita rajoitteita, joista syystä emme voi rakentaa tuotantolaitosta lähelle tiheästi asuttuja kuluttajapaikkoja tai kulutuskenttiä.

Sen sijaan käytämme ulkopuolista tuotantolähdettä ja siirromme tämän tuotetun sähköenergian kulutuskenttiin pitkän siirtolinjan ja jakelujärjestelmän kautta.

Kutsutaan koko järjestelyä tuotantolaitoksista kuluttajien loppupisteisiin sähköntoimittamiseksi tehokkaasti ja luotettavasti sähköjärjestelmäksi.

Lausunto: Kunnioita alkuperäistä, hyviä artikkeleita on jakamisen arvoisia, jos on tekijänoikeusrikkomus ota yhteyttä poistoasiaksi.