سیستم برق: این چیست؟ (اصول پایه سیستم برق)

چه چیزی به عنوان سیستم توان شناخته می‌شود؟

سیستم توان الکتریکی به شبکه‌ای از اجزای الکتریکی که برای تأمین، انتقال و مصرف توان الکتریکی استفاده می‌شود، اشاره دارد. تأمین از طریق نوعی تولید (مانند یک نیروگاه) صورت می‌گیرد، انتقال از طریق خطوط انتقال (از طریق خط انتقال) و سیستم توزیع انجام می‌شود و مصرف می‌تواند از طریق کاربردهای مسکونی مانند تأمین نور یا کولر در خانه یا از طریق کاربردهای صنعتی مانند عملکرد موتورهای بزرگ باشد.

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

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

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

نیروگاه‌ها انرژی الکتریکی را در سطح ولتاژ پایین تولید می‌کنند. ما ولتاژ تولید را در سطح پایین نگه می‌داریم زیرا مزایای خاصی دارد. تولید با ولتاژ پایین فشار کمتری را روی آرماتور جایگزین می‌آورد. بنابراین در تولید با ولتاژ پایین، می‌توانیم یک جایگزین کوچک‌تر با عایق‌بندی نازک‌تر و سبک‌تر ساخته شود.

از دیدگاه مهندسی و طراحی، جایگزین‌های کوچک‌تر عملی‌تر هستند. نمی‌توانیم این توان با ولتاژ پایین را به مراکز بار منتقل کنیم.

انتقال با ولتاژ پایین باعث تلفات مس بیشتر، تنظیمات ولتاژ ضعیف‌تر و هزینه‌های نصب بیشتر سیستم انتقال می‌شود. برای جلوگیری از این سه مشکل، باید ولتاژ را به سطح ولتاژ بالایی معین افزایش دهیم.

نمی‌توانیم ولتاژ سیستم را فراتر از حد معین افزایش دهیم زیرا فراتر از حد ولتاژ، هزینه عایق‌بندی به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد و همچنین برای حفظ فاصله زمینی کافی، هزینه‌های ساختارهای پشتیبان خط نیز به طور ناگهانی افزایش می‌یابد.

ولتاژ انتقال به مقدار توانی که باید منتقل شود بستگی دارد. بار اضافی مقاومت داخلی نیز یک پارامتر دیگر است که ولتاژ سیستم را برای انتقال مقداری انرژی تعیین می‌کند.

برای افزایش ولتاژ سیستم، از ترانسفورماتورهای افزایش دهنده ولتاژ و ترتیبات محافظت و عملیات مربوطه در نیروگاه تولید استفاده می‌کنیم. این را یک زیرстан تولید می‌نامیم. در انتهای خط انتقال، باید ولتاژ انتقال را به سطح پایین‌تر برای انتقال ثانویه یا توزیع کاهش دهیم.

در اینجا از ترانسفورماتورهای کاهش دهنده ولتاژ و ترتیبات محافظت و عملیات مربوطه استفاده می‌کنیم. این یک زیرستان 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 اساسی یک سیستم توان الکتریکی بود. اگرچه جزئیات هر تجهیزات استفاده شده در یک سیستم توان الکتریکی را ذکر نکرده‌ایم. علاوه بر سه مؤلفه اصلی جایگزین، ترانسفورماتور و خط انتقال، تعداد زیادی تجهیزات مرتبط وجود دارد.

بعضی از این تجهیزات شامل برش‌کننده، محافظ برق، جداکننده، ترانسفورماتور جریان، ترانسفورماتور ولتاژ، ترانسفورماتور ولتاژ خازنی، فخ موج، بانک خازن، سیستم رله، ترتیبات کنترل، ترتیبات زمین‌بندی خط و تجهیزات زیرستان و غیره می‌باشند.

چرا به یک سیستم توان الکتریکی نیاز داریم؟

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

نه تنها این، گاهی اوقات محدودیت‌های دیگری نیز وجود دارد که ما نمی‌توانیم یک نیروگاه تولید را نزدیک به مناطق پرجمعیت یا مراکز بار ساخته شود.

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

کل ترتیبات از نیروگاه‌های تولید تا مصرف‌کنندگان برای تحویل برق به طور موثر و قابل اعتماد را سیستم توان الکتریکی می‌نامیم.

بیانیه: احترام به اصل، مقالات خوبی که ارزش به اشتراک‌گذاری دارند، اگر تخلف حق تکثیر وجود دارد لطفاً تماس بگیرید تا حذف شود.