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

چه چیزی سیستم توان است؟

یک سیستم توان الکتریکی به عنوان یک شبکه از مولفه‌های الکتریکی تعریف می‌شود که برای تأمین، انتقال و مصرف توان الکتریکی استفاده می‌شود. تأمین انجام می‌شود از طریق نوعی تولید (مانند یک نیروگاه)، انتقال انجام می‌شود از طریق انتقال (از طریق یک خط انتقال) و سیستم توزیع، و مصرف می‌تواند از طریق کاربردهای مسکونی مانند تغذیه نورپردازها یا سیستم‌های هواکش در خانه شما یا از طریق کاربردهای صنعتی مانند عملیات موتورهای بزرگ باشد.

یک مثال از سیستم توان، شبکه الکتریکی است که توان را به خانه‌ها و صنایع در یک منطقه گسترده ارائه می‌دهد. شبکه الکتریکی می‌تواند به طور کلی به نیروگاه‌هایی 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 صنعت، 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 بعضی مزایای خاص دارد. تولید ولتاژ پایین فشارهای کمتری روی آرماتور مولد ایجاد می‌کند. بنابراین در تولید ولتاژ پایین، می‌توانیم یک مولد کوچک‌تر با عایق‌بندی نازک‌تر و سبک‌تر ساخته شده را ایجاد کنیم.

از نقطه نظر مهندسی و طراحی، مولدهای کوچک‌تر عملی‌تر هستند. نمی‌توانیم این توان ولتاژ پایین را به مراکز بار منتقل کنیم.

انتقال ولتاژ پایین باعث تلفات مس بیشتر، تنظیم ولتاژ ضعیف و هزینه‌های نصب بیشتر سیستم انتقال می‌شود. برای جلوگیری از این سه مشکل، باید ولتاژ را به سطح ولتاژ بالایی خاص بالا ببریم.

نمی‌توانیم ولتاژ سیستم را فراتر از حد معینی بالا ببریم زیرا فراتر از حد ولتاژ، هزینه عایق‌بندی به شدت افزایش می‌یابد و همچنین برای حفظ فاصله مناسب از زمین، هزینه‌های ساختارهای حمایت خط نیز به طور ناگهانی افزایش می‌یابد.

ولتاژ انتقال به مقدار توانی که باید منتقل شود بستگی دارد. بارگیری امپدانس شوک پارامتر دیگری است که سطح ولتاژ سیستم برای انتقال مقداری انرژی را تعیین می‌کند.

برای بالا بردن ولتاژ سیستم، از ترانسفورماتورهای بالا بردن ولتاژ و ترتیبات محافظت و عملیات مربوطه در نیروگاه تولید استفاده می‌کنیم. این را زیرстанیون تولید می‌نامیم. در انتهای خط انتقال، باید ولتاژ انتقال را به سطح کمتری برای انتقال ثانویه یا اهداف توزیع پایین ببریم.

در اینجا از ترانسفورماتورهای پایین بردن ولتاژ و ترتیبات محافظت و عملیات مربوطه استفاده می‌کنیم. این یک زیرستانیون 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 ولتاژ پایین مورد نظر برای توزیع در محل مصرف پایین می‌آوریم.

این ساختار پایه یک سیستم توان الکتریکی بود. با این حال، جزئیات هر تجهیزات استفاده شده در یک سیستم توان الکتریکی را ذکر نکردیم. علاوه بر سه مولفه اصلی مولد، ترانسفورماتور و خط انتقال، تعداد زیادی تجهیزات مرتبط وجود دارد.

بعضی از این تجهیزات شامل بازکننده مدار، گرفتار Blitz، جداکننده، ترانسفورماتور جریان، ترانسفورماتور ولتاژ، ترانسفورماتور ولتاژ خازنی، فخفاخ، بانک خازن، سیستم رله، ترتیبات کنترل، ترتیبات زمین‌کشی خط و تجهیزات زیرستانیون و غیره هستند.

چرا به یک سیستم توان الکتریکی نیاز داریم؟

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

نه تنها این، گاهی اوقات محدودیت‌های دیگری وجود دارد که به دلیل آن‌ها نمی‌توانیم نیروگاه را نزدیک به مناطق پرجمعیت یا مراکز بار ساخته کنیم.

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

کل ترتیبات از نیروگاه‌ها تا نقاط مصرف‌کننده برای تحویل برق به صورت کارآمد و قابل اعتماد را سیستم توان الکتریکی می‌نامیم.

Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.