Elektriciteitsnet: Wat is het? (Basisprincipes van elektriciteitsnetten)

Wat is een elektriciteitsnetwerk?

Een elektrisch energienetwerk wordt gedefinieerd als een netwerk van elektrische componenten dat gebruikt wordt voor het leveren, overbrengen en verbruiken van elektrische energie. Het leveren gebeurt door middel van een vorm van opwekking (bijvoorbeeld een krachtcentrale), het overbrengen via een transmissielijn en distributiesysteem, en het verbruik kan zijn door middel van residentiële toepassingen zoals het aansturen van lichten of airconditioning in je huis, of via industriële toepassingen zoals het bedrijven van grote motoren.

Een voorbeeld van een elektriciteitsnetwerk is het elektriciteitsnet dat stroom levert aan huizen en industrieën binnen een uitgebreid gebied. Het elektriciteitsnet kan breed worden verdeeld in de generatoren die de stroom leveren, het transmissiesysteem dat de stroom vervoert van de opwekkingscentra naar de belastingscentra, en het distributiesysteem dat de stroom levert aan nabijgelegen huizen en industrieën.

Kleinere elektriciteitsnetwerken komen ook voor in de industrie, ziekenhuizen, commerciële gebouwen en huishoudens. De meeste van deze systemen vertrouwen op driefase wisselstroom - de standaard voor grootschalige stroomoverdracht en -distributie over de hele wereld.

Gespecialiseerde elektriciteitsnetwerken die niet altijd afhankelijk zijn van driefase wisselstroom, komen voor in vliegtuigen, elektrische spoorwegsystemen, oceaanlijners, onderzeeërs en automobielen.

De opwekkingscentrales produceren elektrische energie op een laag voltage-niveau. We houden het opwekkingsvoltage op een laag niveau omdat dit specifieke voordelen heeft. Laag voltage-opwekking veroorzaakt minder spanningen op de armatuur van de alternator. Daarom kunnen we bij laag voltage-opwekking een kleinere alternator bouwen met dunner en lichter isolatiemateriaal.

Vanuit technisch en ontwerpperspectief zijn kleinere alternators meer praktisch. We kunnen deze lage voltage-stroom niet naar de belastingscentra overbrengen.

Lage voltage-overdracht veroorzaakt meer koperverlies, slechte spanningsregeling en hogere installatiekosten van het transmissiesysteem. Om deze drie problemen te vermijden moeten we het voltage verhogen naar een specifiek hoog voltage-niveau.

We kunnen het systeemvoltage niet boven een bepaald niveau verhogen, omdat de isolatiekosten dan enorm stijgen en de kosten voor voldoende grondafstand van de lijnsteunconstructies ook plotseling toenemen.

Het transmissievoltage hangt af van de hoeveelheid te overbrengen energie. De surge impedantiebelasting is een andere parameter die het voltage-niveau van het systeem bepaalt voor het overbrengen van een bepaalde hoeveelheid energie.

Voor het verhogen van het systeemvoltage gebruiken we stroomopwaartse transformators en hun bijbehorende bescherming en bedrijfsvoorzieningen in het opwekkingsstation. Dit noemen we een opwekkingsonderstation. Aan het einde van de transmissielijn moeten we het transmissievoltage verlagen naar een lager niveau voor secundaire transmissie en/of distributiedoelen.

Hier gebruiken we stroomafwaartse transformators en hun bijbehorende bescherming en bedrijfsvoorzieningen. Dit is een transmissieonderstation. Na de primaire transmissie gaat de elektrische energie door secundaire transmissie of primaire distributie. Na secundaire transmissie of primaire distributie verlagen we het voltage weer tot een gewenst laag voltage-niveau om te distribueren op de consumentenlocaties.

Dit was de basisstructuur van een elektrisch energienetwerk. Hoewel we de details van elk stuk apparatuur dat in een elektrisch energienetwerk wordt gebruikt, niet hebben genoemd, zijn er naast de drie hoofdcomponenten (alternator, transformator en transmissielijn) nog vele andere gerelateerde apparaten.

Enkele van deze apparaten zijn circuitbrekers, bliksemafleiders, isolatoren, stroomtransformators, spanningstransformators, condensator-spanningstransformators, golftrechters, condensatorbanken, relaisystemen, besturingssystemen, aarding van lijnen en onderstationsapparatuur, enz.

Waarom hebben we een elektrisch energienetwerk nodig?

Vanuit economisch perspectief bouwen we altijd een opwekkingsstation waar de hulpbronnen gemakkelijk verkrijgbaar zijn. Consumenten verbruiken elektrische energie, maar ze kunnen zich bevinden op locaties waar de hulpbronnen voor het produceren van elektriciteit niet beschikbaar zijn.

Bovendien zijn er soms veel andere beperkingen waardoor we een opwekkingsstation niet dichter bij de dichtbevolkte consumentengebieden of belastingscentra kunnen bouwen.

Daarom gebruiken we in plaats daarvan een extern gelegen opwekkingsbron en zenden we deze geproduceerde stroom via een lange transmissielijn en een distributiesysteem naar de belastingscentra.

We noemen de gehele regeling van de opwekkingsinstallaties tot de consumenteneindpunten voor het efficiënt en betrouwbaar leveren van elektriciteit het elektrisch energienetwerk.

Verklaring: Respecteer het origineel, goede artikelen zijn de moeite waard om te delen, bij schending contact opnemen voor verwijdering.