Електрична енергетична система: що це таке? (Основи енергетичних систем)

Що таке електрична система?

Електрична система живлення визначається як мережа електричних компонентів, що використовуються для постачання, передачі та споживання електричної енергії. Постачання здійснюється через деякий вид генерації (наприклад, електростанція), передача — через систему передачі (через лінію передачі) та розподілу, а споживання може бути через різноманітні застосування, такі як освітлення чи кондиціонування повітря в вашому будинку, або через промислові застосування, такі як робота великих двигунів.

Прикладом електричної системи є електрична мережа, яка забезпечує електроенергією будинки та промисловість на великій території. Електричну мережу можна узагальнено поділити на генератори, що забезпечують електроенергію, систему передачі, що переносить електроенергію від центрів генерації до центрів навантаження, і систему розподілу, що підводить електроенергію до поблизу розташованих будинків та промислових об'єктів.

Менші електричні системи також знайшли застосування в промисловості, лікарнях, комерційних будівлях та будинках. Більшість таких систем базується на трифазному струмі постійного струму — стандарті для масштабної передачі та розподілу електроенергії в сучасному світі.

Спеціалізовані електричні системи, які не завжди засновані на трифазному струмі, можна знайти в авіації, електричних залізничних системах, океанських лайнерах, підводних човнах та автомобілях.

Електростанції виробляють електроенергію на нижньому напрузі. Ми тримаємо напругу генерації на нижньому рівні через певні переваги. Нижній напруга генерації створює менше напруження на роторі альтернатора. Тому при нижньому напрузі генерації ми можемо побудувати менший альтернатор з тоншою та легшою ізоляцією.

З точки зору інженерії та проектування, менші альтернатори є більш практичними. Ми не можемо передавати цю електроенергію з нижнім напрузом до центрів навантаження.

Передача з нижнім напрузом спричиняє більші втрати меді, погану регуляцію напруги та більші витрати на встановлення системи передачі. Щоб уникнути цих труднощів, ми повинні підвищити напругу до певного високого рівня.

Ми не можемо підвищити напругу системи понад певний рівень, оскільки за межами певного рівня напруги вартість ізоляції значно зростає, а також для забезпечення достатнього заземлення витрати на підтримку ліній також швидко зростають.

Напруга передачі залежить від кількості передаваної енергії. Завантаження стрибкової імпедансу є ще одним параметром, який визначає напругу системи для передачі певної кількості енергії.

Для підвищення напруги системи ми використовуємо підвищувальні трансформатори та їхні захисні та експлуатаційні схеми на електростанції. Ми називаємо це підстанцією генерації. На кінці лінії передачі нам потрібно знизити напругу передачі до нижчого рівня для вторинної передачі або розподілу.

Тут ми використовуємо знижувальні трансформатори та їхні захисні та експлуатаційні схеми. Це підстанція передачі. Після первинної передачі електроенергія проходить через вторинну передачу або первинний розподіл. Після вторинної передачі або первинного розподілу знову знижуємо напругу до бажаного нижнього рівня для розподілу на місцях споживачів.

Це була основна структура електричної системи живлення. Хоча, ми не згадали деталі кожного обладнання, що використовується в електричній системі живлення. Окрім трьох основних компонентів — альтернатора, трансформатора та лінії передачі — існує багато додаткового обладнання.

Серед цього обладнання знаходяться вимикачі, загрозозахисні пристрої, ізолятори, трансформатори струму, трансформатори напруги, конденсаторні трансформатори напруги, фільтри хвиль, банки конденсаторів, системи реле, керуючі пристрої, заземлюючі системи ліній та обладнання підстанцій тощо.

Чому нам потрібна електрична система живлення?

З економічної точки зору, ми завжди будуємо електростанції там, де ресурси доступні. Споживачі споживають електроенергію, але вони можуть жити в таких місцях, де ресурси для виробництва електроенергії недоступні.

Крім того, іноді є багато інших обмежень, через які ми не можемо побудувати електростанцію ближче до густонаселених районів або центрів навантаження.

Тому замість цього ми використовуємо зовнішній джерело генерації та передаємо цю вироблену енергію до центрів навантаження через довгу лінію передачі та систему розподілу.

Ми називаємо весь цей процес від електростанцій до споживачів для ефективного та надійного доставлення електроенергії електричною системою живлення.

Заява: Поважайте оригінал, добре написані статті варті поширення, якщо є порушення авторських прав, будь ласка, зв'яжіться для видалення.