Elektromos energiarendszer: Miben áll? (Az energiarendszer alapjai)

Mi az energia rendszer?

Az elektromos energia rendszer egy olyan hálózat, amely elektromos komponensekből áll, melyeket az elektromos energia szolgáltatására, átadására és felhasználására használnak. A szolgáltatást valamilyen generáció (pl. egy erőmű) formájában végezzük, az átadást pedig átadási (átviteli vezeték keresztül) és elosztási rendszerek révén, míg a felhasználást otthoni alkalmazásokon keresztül, mint például a lámpák vagy légkondicionálók működtetése, vagy ipari alkalmazásokon keresztül, mint nagy motorok működtetése.

Egy példa az energia rendszerre az elektromos hálózat, ami energiát szolgáltat az otthonoknak és az iparának egy területen belül. Az elektromos hálózat nagyjából három részre osztható: a generátorok, amelyek szolgáltatják az energiát, az átvitel, ami az energiát viszi a generáló központoktól a terhelés központjaiig, és az elosztás, ami az energiát a közelben lévő otthonokhoz és ipari célokhoz adja tovább.

Kisebb energia rendszereket találhatunk az iparban, kórházakban, kereskedelmi épületekben és otthonokban is. A legtöbb ilyen rendszer háromfázisú AC energiát használ – a modern világ nagy léptékű energiatovábbításának és elosztásának szabványát képezve.

Speciális energia rendszereket, amelyek nem mindig háromfázisú AC energiát használnak, találhatunk repülőgépekben, villamosvasutakban, óceán liners-ben, tengeralattjárókban és autókban.

A generációs erőművek alacsony feszültség szinten termelnek elektromos energiát. Alacsony feszültségi generációt használunk, mert bizonyos előnyei vannak. Az alacsony feszültség kevesebb stresszt okoz az alternátor armatúrájának. Ezért alacsony feszültségi generáció esetén kisebb alternátort, vékonyabb és könnyebb izolációval tudunk építeni.

Mérnöki és tervezési szempontból, a kisebb alternátorok gyakoribbak. Nem tudjuk ezt az alacsony feszültségű energiát a terhelés központjaiig továbbítani.

Az alacsony feszültségű átvitel több réz veszteséget, rosszabb feszültség regulációt és magasabb telepítési költségeket jelent. Ezek három nehézség elkerülése érdekében ki kell emelnünk a feszültséget egy meghatározott magas feszültségi szintre.

Nem lehet a rendszer feszültségét bizonyos szint felett emelni, mert a feszültség határon túl az izoláció költsége drasztikusan növekszik, és a megfelelő földtávolság fenntartása érdekében a vezeték támogató szerkezetének költsége is hirtelen növekszik.

Az átviteli feszültség attól függ, hogy mennyi energiát kell átvinni. A impulzus impedancia terhelés egy másik paraméter, ami meghatározza a rendszer feszültség-szintjét egy adott energiamennyiség átviteléhez.

A rendszer feszültségének növeléséhez emelő transzformátort és a hozzá kapcsolódó védelmi és operációs elrendezéseket használunk a generáló állomáson. Ezt generáló átalakító állomásnak nevezzük. A átviteli vezeték végén le kell csökkenteni az átviteli feszültséget egy alacsonyabb szintre a másodlagos átvitel és/vagy elosztás céljából.

Itt használunk leszállító transzformátort és a hozzá kapcsolódó védelmi és operációs elrendezéseket. Ez egy átviteli átalakító állomás. A primáris átvitel után az elektromos energia áthalad a másodlagos átvitel vagy elsődleges elosztás át. A másodlagos átvitel vagy elsődleges elosztás után újra le kell csökkenteni a feszültséget a kívánt alacsony feszültség szintre a fogyasztói helyeken való elosztáshoz.

Ez volt az alapvető szerkezete az elektromos energia rendszernek. Bár nem említettük minden eszköz részletes információját, amit egy elektromos energia rendszerben használnak. Kívül a három fő komponensre, az alternátor, transzformátor, és átviteli vezeték mellett, számos társított eszköz van.

Ezek közül néhány példa: átkapcsoló, villámvédelem, izolátor, áramerő-megszorító, feszültség-megszorító, kondenzátor feszültség-megszorító, hullám-trap, kondenzátor bank, relés rendszer, irányítási elrendezés, a vezeték és áralakító állomás eszközeinek földelése, stb.

Miért szükségünk van egy elektromos energia rendszerre?

Gazdasági szempontból mindig olyan helyen építünk generáló állomást, ahol a források könnyen elérhetőek. A fogyasztók elektromos energiát használnak, de ők olyan helyeken tartózkodhatnak, ahol az elektricitás termeléséhez szükséges források nem állnak rendelkezésre.

Nem csak ez, néha sok más korlátozás miatt sem építhetünk generáló állomást közel a sűrű fogyasztói területekhez vagy a terhelés központjaihoz.

Ezért inkább külső generáló forrásokat használunk, majd átadjuk ezt a generált energiát a terhelés központjaihoz egy hosszú átviteli vezeték és egy elosztási rendszer segítségével.

Az egész elrendezést, a generáló állomástól a fogyasztói végig, ahol elektromosságot hatékonyan és megbízhatóan szolgáltatunk, az elektromos energia rendszernek nevezzük.

Kijelentés: Tisztelettel bánni az eredeti cikkkel, a jó cikkek megosztásra méltóak, ha sértés történt, lépjen kapcsolatba a törlés érdekében.