System elektryczny: Co to jest? (Podstawy systemu energetycznego)

Co to jest system elektroenergetyczny?

System elektroenergetyczny definiuje się jako sieć komponentów elektrycznych używanych do dostarczania, przesyłania i zużywania energii elektrycznej. Dostarczanie odbywa się poprzez pewną formę generacji (np. elektrownia), przesyłanie odbywa się poprzez system transmisyjny (poprzez linię transmisyjną) i system dystrybucyjny, a zużycie może mieć miejsce poprzez zastosowania mieszkalne, takie jak oświetlenie lub klimatyzacja w domu, lub poprzez zastosowania przemysłowe, takie jak działanie dużych silników.

Przykładem systemu elektroenergetycznego jest sieć elektryczna, która dostarcza energię do domów i przemysłu na rozległym obszarze. Sieć elektryczna można szeroko podzielić na generatory, które dostarczają energię, system transmisyjny, który przewozi energię z centrów produkcyjnych do centrów obciążenia, oraz system dystrybucyjny, który zasila pobliskie domy i zakłady przemysłowe.

Mniejsze systemy elektroenergetyczne występują również w przemyśle, szpitalach, budynkach handlowych i domach. Większość tych systemów opiera się na trójfazowej energii AC – standardzie dla dużoskalowej transmisji i dystrybucji energii elektrycznej w nowoczesnym świecie.

Specjalistyczne systemy elektroenergetyczne, które nie zawsze polegają na trójfazowej energii AC, są stosowane w samolotach, systemach kolejowych, oceaniczych liniowcach, okrętach podwodnych i samochodach.

Elektrownie produkują energię elektryczną na niskim poziomie napięcia. Utrzymujemy niski poziom napięcia generowanego, ponieważ ma on pewne konkretne zalety. Niska wartość napięcia generowanego powoduje mniejsze obciążenia na armaturze alternatora. Dzięki temu przy niskim napięciu generowanym możemy skonstruować mniejszy alternator z cieńszym i lżejszym izolacją.

Z punktu widzenia inżynierii i projektowania mniejsze alternatory są bardziej praktyczne. Nie możemy jednak przesyłać tej niskiej wartości napięcia do centrów obciążenia.

Niska wartość napięcia transmisyjnego powoduje większe straty miedzi, słabe regulacje napięcia i wyższe koszty instalacji systemu transmisyjnego. Aby uniknąć tych trzech problemów, musimy podnieść napięcie do określonego wysokiego poziomu napięcia.

Nie możemy podnieść napięcia systemu ponad pewien poziom, ponieważ poza określonym limitem napięcia koszty izolacji gwałtownie rosną, a także aby zachować odpowiednią odległość od ziemi, koszty konstrukcji podpór linii również nagłe wzrastają.

Napięcie transmisyjne zależy od ilości mocy, która ma być przesyłana. Obciążenie impedancyjne jest innym parametrem, który określa poziom napięcia systemu do przesyłania określonej ilości energii.

Do podnoszenia napięcia systemu używamy transformatorów podnoszących napięcie oraz ich asocjowanych układów ochrony i operacyjnych w elektrowni. Nazywamy to podstacją generacyjną. Na końcu linii transmisyjnej musimy obniżyć napięcie transmisyjne do niższego poziomu w celach wtórnej transmisji lub dystrybucji.

Tutaj używamy transformatorów obniżających napięcie oraz ich asocjowanych układów ochrony i operacyjnych. To jest podstacja transmisyjna. Po pierwotnej transmisji energia elektryczna przechodzi przez wtórną transmisję lub pierwotną dystrybucję. Po wtórnej transmisji lub pierwotnej dystrybucji ponownie obniżamy napięcie do pożądanego niskiego poziomu napięcia, aby rozdzielić ją na miejscach konsumentów.

To była podstawowa struktura systemu elektroenergetycznego. Chociaż nie wymieniliśmy szczegółów każdego sprzętu używanego w systemie elektroenergetycznym. Oprócz trzech głównych komponentów: alternatora, transformatora i linii transmisyjnej, istnieje wiele asocjowanych urządzeń.

Niektóre z tych urządzeń to wyłącznik, aresztownik piorunowy, izolator, transformator prądowy, transformator napięciowy, transformator kondensatorowy, pułapka falowa, bank kondensatorów, system relacyjny, układ sterujący, uziemienie linii i sprzętu podstacji itp.

Dlaczego potrzebujemy systemu elektroenergetycznego?

Z ekonomicznego punktu widzenia zawsze budujemy elektrownię tam, gdzie zasoby są łatwo dostępne. Konsumentowie zużywają energię elektryczną, ale mogą mieszkać w takich lokalizacjach, gdzie zasoby do produkcji energii elektrycznej nie są dostępne.

Nie tylko to, czasami istnieje wiele innych ograniczeń, z powodu których nie możemy zbudować elektrowni bliżej gęsto zaludnionych obszarów konsumentów lub centrów obciążenia.

Dlatego zamiast tego korzystamy ze źródła generacji zewnętrznie położonego, a następnie przesyłamy tę wygenerowaną moc do centrów obciążenia poprzez długą linię transmisyjną i system dystrybucyjny.

Całą aranżację od elektrowni do końców konsumentów, służącą do efektywnego i niezawodnego dostarczania energii elektrycznej, nazywamy systemem elektroenergetycznym.

Oświadczenie: Szanuj oryginał, dobre artykuły są warte udostępniania, w przypadku naruszenia praw autorskich prosimy o kontakt w celu usunięcia.