Sähköjärjestelmä: Mikä se on? (Sähköjärjestelmien perusteet)

Mikä on sähköverkko

Sähköverkko määritellään sähkökomponenttien verkostoksi, jota käytetään sähkön tuotannon, siirtämisen ja kulutuksen tukemiseen. Tuotanto tapahtuu jonkinlaisessa voimalassa (esim. voimalassa), siirto tapahtuu siirtolinjalla ja jakelujärjestelmässä, ja kulutus voi tapahtua asuinrakennusten sovelluksissa, kuten kotitalouksien valaistuksen tai ilmastoinnin toimittamisessa, tai teollisuuden sovelluksissa, kuten suurten moottorien toiminnassa.

Esimerkki sähköverkosta on sähköverkko, joka tarjoaa sähköä kotitalouksille ja teollisuudelle laajassa alueessa. Sähköverkkoa voidaan yleisesti jakaa kolmeen osaan: voimaloihin, jotka tuottavat sähköä, siirtosysteemiin, joka kuljettaa sähköä tuotantokeskuksista kulutuskenttiin, ja jakelusysteemiin, joka toimittaa sähköä lähellä oleviin kotitalouksiin ja teollisuuteen.

Pienempiä sähköverkkoja löytyy myös teollisuudesta, sairaaloista, kaupparakennuksista ja kotitalouksista. Suurin osa näistä systeemeistä perustuu kolmivaiheiseen vaihtosähköön – nykyajan maailman laajalle levinnyksi standardiksi tunnustettuun sähköntuotannon ja -jakelun menetelmään.

Erikoissähköverkot, jotka eivät aina perustu kolmivaiheiseen vaihtosähköön, löytyvät lentokoneista, sähkörautoista, laivoista, sukellusveneistä ja autoista.

Voimalat tuottavat sähköenergiaa matalalla jännitteellä. Matalan jännitteen tuotanto on erityisesti edullista, koska se aiheuttaa vähemmän rasituksia vaihtojen armatuureille. Tämän vuoksi matalalla jännitteellä voimme rakentaa pienemmän vaihtojohtimen ohuemman ja kevyemmän eristyksen avulla.

Insinöörimielipiteen mukaan pienemmät vaihtojohtimet ovat käytännöllisempiä. Emme voi kuitenkaan siirtää matalajännitteistä sähköä kulutuskenttiin.

Matalajännitteinen siirto aiheuttaa enemmän kuparihäviöitä, huonon jänniteen säätelyn ja korkeammat siirtosysteemin asennuskustannukset. Nämä kolme ongelmaa vältetään nostamalla jännite tiettyyn korkeampaan tasoon.

Emme voi nostaa jännitettä tietyn rajan yli, koska tietyn jännitetasun ylittäessä eristyskustannukset kasvavat huomattavasti, ja linjan tukirakenteiden maapinta-erojen ylläpitokustannukset kasvavat nopeasti.

Siirtovoltti riippuu siirrettävän sähkön määrästä. Jännitysosoitus on toinen parametri, joka määrittelee jännitetasoa tietyssä energiamäärässä.

Jännitetasoa nostettaessa käytetään jännitteen nostojohtimia ja niiden liittyviä suoja- ja toimintajärjestelyjä tuotantolaitoksessa. Tätä kutsutaan tuotantopuolilaitoksaksi. Siirtolinjan päässä jännitettä on alennettava alempaan tasoon toissijaiseen siirtoon ja/tai jakeluun.

Tässä käytetään jännitteen alennusjohtimia ja niiden liittyviä suoja- ja toimintajärjestelyjä. Tämä on siirtopuolilaitos. Ensimmäisen siirron jälkeen sähköenergia kulkee toissijaisessa siirrossa tai ensisijaisessa jakelussa. Toissijaisen siirron tai ensisijaisten jakelun jälkeen jännitettä alennetaan taas haluttuun matalaan jännitteeseen kuluttajien paikoille.

Tämä oli perusmuodossa sähköverkon rakenne. Vaikka emme ole maininneet yksityiskohtaisesti kaikkia sähköverkon käyttämämpiä laitteita, vaihtojohtimen, johtimen ja siirtolinjan lisäksi on monia muita yhteisiä laitteita.

Näitä laitteita ovat esimerkiksi virtasulku, salamanvaroitus, erottaja, virtajohtin, jännitejohtin, kondensaattorijännitejohtin, aaltoluukko, kondensaattoripankki, relaay-järjestelmä, ohjausjärjestely, linjan ja puolilaitoksen laitteiden maapitojärjestely jne.

Miksi tarvitsemme sähköverkon?

Taloudellisesta näkökulmasta aina rakennamme tuotantolaitosta, jossa resursseja on helposti saatavilla. Kuluttajat kuluttavat sähköä, mutta he voivat asua sellaisissa paikoissa, joissa sähköä tuottavia resursseja ei ole saatavilla.

Lisäksi usein on monia muitakin rajoitteita, joista syystä emme voi rakentaa tuotantolaitosta lähelle tiheästi asuttuja alueita tai kulutuskenttiä.

Sen sijaan käytämme ulkopuolista tuotantolähdettä ja siirromme tämän tuotetun sähkön kulutuskenttiin pitkällä siirtolinjalla ja jakelujärjestelmällä.

Koko järjestely, joka ulottuu tuotantolaitoksista kuluttajien loppupisteisiin, jotta sähköä voidaan toimittaa tehokkaasti ja luotettavasti, kutsutaan sähköverkoksi.

Lausunto: Kunnioita alkuperäistä, hyviä artikkeleita on jaettava, jos on oikeudenvastaisuutta olehduta yhteydessä poistamaan.