Stromversorgungssystem

Definition des elektrischen Versorgungssystems

Ein elektrisches Versorgungssystem wird definiert als das Netzwerk, das Strom von den Erzeugungsanlagen zu den Verbrauchern liefert, einschließlich Übertragung und Verteilung.

In der Vergangenheit war die Nachfrage nach elektrischer Energie gering, und eine einzelne kleine Erzeugereinheit konnte die lokalen Bedürfnisse decken. Heute, mit modernen Lebensstilen, ist die Nachfrage explodiert. Um diese wachsende Nachfrage zu decken, benötigen wir viele große Kraftwerke.

 Allerdings ist es nicht immer wirtschaftlich, Kraftwerke in Nähe von Lastzentren, wo viele Verbraucher sind, zu bauen. Es ist billiger, sie in der Nähe natürlicher Energieressourcen wie Kohle, Gas und Wasser zu errichten. Das bedeutet, dass Kraftwerke oft weit entfernt von den Orten liegen, an denen der Strom am dringendsten benötigt wird.

 Daher müssen wir elektrische Netzwerksysteme aufbauen, um die erzeugte elektrische Energie vom Kraftwerk zu den Verbrauchern zu bringen. Der Strom, der im Kraftwerk erzeugt wird, gelangt über Systeme, die wir in zwei Hauptteile unterteilen können: Übertragung und Verteilung, zu den Verbrauchern.

 Wir nennen das Netzwerk, durch das die Verbraucher Strom aus der Quelle beziehen, das elektrische Versorgungssystem. Ein elektrisches Versorgungssystem hat drei Hauptkomponenten: die Erzeugungsanlagen, die Übertragungsleitungen und die Verteilersysteme. Die Kraftwerke erzeugen Strom auf einem vergleichsweise niedrigeren Spannungsniveau. Die Erzeugung von Strom auf niedrigerem Spannungsniveau ist in vielen Aspekten wirtschaftlicher.

 Die Spannungswandler, die am Anfang der Übertragungsleitungen angeordnet sind, erhöhen das Spannungsniveau der Energie. Die elektrischen Übertragungssysteme leiten dann diesen höheren Spannungsstrom zu den möglichst nächsten Lastzentren weiter. Die Übertragung von elektrischem Strom bei hohen Spannungen bietet viele Vorteile. Hochspannungsübertragungsleitungen bestehen aus Freileitungen oder/und Erdkabeln. Die Spannungswandler, die am Ende der Übertragungsleitungen angeordnet sind, verringern die Spannung des Stroms auf die gewünschten niedrigen Werte für Verteilungszwecke. Die Verteilersysteme verteilen den Strom dann an verschiedene Verbraucher gemäß ihren erforderlichen Spannungsniveaus.

 Wir verwenden in der Regel Wechselstromsysteme für Erzeugung, Übertragung und Verteilung. Für ultra-hohe Spannungsübertragung werden oft Gleichstromsysteme verwendet. Sowohl Übertragungs- als auch Verteilungsnetze können oberirdisch oder unterirdisch sein. Oberirdische Systeme sind preisgünstiger und daher, wenn möglich, bevorzugt. Wir verwenden ein Dreiphasen-Dreileitersystem für die Wechselstromübertragung und ein Dreiphasen-Vierleitersystem für die Wechselstromverteilung.

 Übertragungs- und Verteilersysteme können in primäre und sekundäre Stufen unterteilt werden: Primäre Übertragung, Sekundäre Übertragung, Primäre Verteilung und Sekundäre Verteilung. Nicht alle Systeme haben diese vier Stufen, aber dies ist eine allgemeine Sicht eines elektrischen Netzes.

 Manche Netze haben möglicherweise keine sekundären Übertragungs- oder Verteilstufen. In manchen lokalisierten Systemen gibt es möglicherweise überhaupt kein Übertragungssystem. Stattdessen verteilen Generatoren den Strom direkt an verschiedene Verbrauchspunkte.

Lassen Sie uns ein praktisches Beispiel für ein elektrisches Versorgungssystem betrachten. Hier erzeugt die Erzeugungsanlage Drehstrom mit 11 kV. Dann steigert ein 11/132 kV-Spannungswandler, der mit der Erzeugungsanlage verbunden ist, diese Leistung auf ein Niveau von 132 kV. Die Übertragungsleitung überträgt diesen 132-kV-Strom zum 132/33-kV-Umspannwerk, das aus 132/33-kV-Spannungswandlern besteht und sich am Stadtrand befindet. Wir bezeichnen den Teil des elektrischen Versorgungssystems, der vom 11/132-kV-Spannungswandler bis zum 132/33-kV-Spannungswandler reicht, als primäre Übertragung. Die primäre Übertragung ist ein dreiphasiges dreileiteriges System, was bedeutet, dass es für jede Leitung drei Leiter für drei Phasen gibt.

 Nach diesem Punkt im Versorgungssystem wird die sekundäre Leistung des 132/33-kV-Transformators durch ein dreiphasiges dreileiteriges Übertragungssystem zu verschiedenen 33/11-kV-Niederdruckunterwerken, die an strategischen Standorten in der Stadt angeordnet sind, weitergeleitet. Wir bezeichnen diesen Teil des Netzes als sekundäre Übertragung.

 Die 11-kV-dreiphasigen-dreileiterigen Speisungsleitungen, die entlang der Straßen der Stadt verlaufen, tragen die sekundäre Leistung der 33/11-kV-Transformator der sekundären Übertragungsunterwerke. Diese 11-kV-Speisungsleitungen bilden die primäre Verteilung des elektrischen Versorgungssystems.

 Die 11/0,4-kV-Transformator in den Verbraucherbereichen reduzieren die primäre Verteilungsleistung auf 0,4 kV oder 400 V. Diese Transformator werden als Verteilungstransformator bezeichnet und sind meistens stehend montiert. Von den Verteilungstransformatoren geht die Leistung über ein dreiphasiges vierleiteriges System zu den Verbrauchern. Im dreiphasigen vierleiterigen System werden drei Leiter für die drei Phasen und der vierte Leiter als Neutralleiter für neutrale Verbindungen verwendet.

 Ein Verbraucher kann den Strom entweder in Drehstrom oder Einphasenstrom abhängig von seinen Bedürfnissen beziehen. Bei Drehstromversorgung erhält der Verbraucher 400 V Phasen-zu-Phasen (Netzspannung), und bei Einphasenversorgung erhält der Verbraucher 400 / Wurzel 3 oder 231 V Phasen-zu-Neutral-Spannung an seiner Versorgung. Die Versorgungshauptleitung ist der Endpunkt eines elektrischen Versorgungssystems. Wir bezeichnen diesen Teil des Systems, der vom sekundären Teil des Verteilungstransformators bis zur Versorgungshauptleitung reicht, als sekundäre Verteilung. Versorgungshauptleitungen sind die Anschlüsse, die an den Verbrauchsstellen installiert sind, von denen der Verbraucher seine Verbindung für seine Zwecke herstellt.