Σύστημα Ηλεκτρικής Διανομής

Ορισμός Συστήματος Ηλεκτρικής Παροχής

Ένα σύστημα ηλεκτρικής παροχής ορίζεται ως το δίκτυο που μεταφέρει την ηλεκτρική ενέργεια από τις εγκαταστάσεις παραγωγής στους καταναλωτές, περιλαμβάνοντας τη μεταφορά και την κατανομή.

Στο παρελθόν, η ζήτηση για ηλεκτρική ενέργεια ήταν χαμηλή, και ένα μόνο μικρό μονάδα παραγωγής μπορούσε να καλύψει τις τοπικές ανάγκες. Τώρα, με τον σύγχρονο τρόπο ζωής, η ζήτηση έχει αυξηθεί δραματικά. Για να καλύψει αυτή την αυξανόμενη ζήτηση, χρειαζόμαστε πολλές μεγάλες εγκαταστάσεις παραγωγής ενέργειας.

 Ωστόσο, η κατασκευή εγκαταστάσεων παραγωγής ενέργειας κοντά σε κέντρα φορτίου, όπου βρίσκονται πολλοί καταναλωτές, δεν είναι πάντα οικονομικά εφικτή. Είναι φθηνότερο να τις κατασκευάσουμε κοντά σε φυσικές πηγές ενέργειας, όπως άνθρακας, αέριο και νερό. Αυτό σημαίνει ότι οι εγκαταστάσεις παραγωγής ενέργειας είναι συχνά μακριά από την περιοχή όπου η ηλεκτρική ενέργεια είναι πιο απαραίτητη.

 Επομένως, πρέπει να δημιουργήσουμε ηλεκτρικά δίκτυα που θα μεταφέρουν την παραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια από τις εγκαταστάσεις παραγωγής στους καταναλωτές. Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας στις εγκαταστάσεις παραγωγής προσφέρεται σε σχετικά χαμηλό επίπεδο τάσης. Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας σε χαμηλό επίπεδο τάσης είναι οικονομικά επικερδής σε πολλές πτυχές.

 Οι επιτακτικοί μετατροπείς που είναι συνδεδεμένοι στην αρχή των γραμμών μεταφοράς, αυξάνουν το επίπεδο τάσης της ενέργειας. Τα συστήματα ηλεκτρικής μεταφοράς μεταφέρουν αυτή την υψηλότερη τάση ηλεκτρική ενέργεια στην πιο κοντινή περιοχή κέντρων φορτίου. Η μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας σε υψηλότερα επίπεδα τάσης είναι επωφελής σε πολλές πτυχές. Οι γραμμές υψηλής τάσης περιλαμβάνουν αέριες ή/και υπόγειες ηλεκτρικές διαγωνίσεις. Οι επιτακτικοί μετατροπείς που είναι συνδεδεμένοι στο τέλος των γραμμών μεταφοράς μειώνουν την τάση της ηλεκτρικής ενέργειας σε χαμηλότερες τιμές για λόγους κατανομής. Τα συστήματα κατανομής μετά το διανέμουν την ηλεκτρική ενέργεια σε διάφορους καταναλωτές σύμφωνα με τα απαιτούμενα επίπεδα τάσης.

 Συνήθως χρησιμοποιούμε συστήματα CA (συνεχής ροή) για παραγωγή, μεταφορά και κατανομή. Για υψηλή τάση μεταφορά, συχνά χρησιμοποιούμε συστήματα CD (διακοπή). Και τα δίκτυα μεταφοράς και κατανομής μπορούν να είναι αέρια ή υπόγεια. Τα αέρια συστήματα είναι φθηνότερα, οπότε προτιμούνται όταν είναι δυνατό. Χρησιμοποιούμε ένα σύστημα CA με τρεις φάσεις και τρία σύρματα για τη μεταφορά και ένα σύστημα CA με τρεις φάσεις και τέσσερα σύρματα για την κατανομή.

 Τα συστήματα μεταφοράς και κατανομής μπορούν να χωριστούν σε πρωτογενή και δευτερογενή στάδια: πρωτογενής μεταφορά, δευτερογενής μεταφορά, πρωτογενής κατανομή και δευτερογενής κατανομή. Δεν όλα τα συστήματα έχουν αυτά τα τέσσερα στάδια, αλλά αυτή είναι μια γενική άποψη ενός ηλεκτρικού δικτύου.

 Κάποια δίκτυα μπορεί να μην έχουν δευτερογενή μεταφορά ή κατανομή. Σε κάποια τοπικά συστήματα, μπορεί να μην υπάρχει καθόλου σύστημα μεταφοράς. Αντίθετα, οι γεννήτριες μεταφέρουν άμεσα την ενέργεια σε διάφορα σημεία κατανάλωσης.

Ας συζητήσουμε έναν πρακτικό παράδειγμα του συστήματος ηλεκτρικής παροχής. Εδώ, η εγκατάσταση παραγωγής παράγει τριφασική ενέργεια σε 11 kV. Στη συνέχεια, ένας επιτακτικός μετατροπέας 11/132 kV που είναι συνδεδεμένος με την εγκατάσταση παραγωγής, αυξάνει αυτή την ενέργεια σε 132 kV. Η γραμμή μεταφοράς μεταφέρει αυτή την ενέργεια 132 kV σε μια υποσταθμό μετατροπής 132/33 kV, που περιλαμβάνει επιτακτικούς μετατροπείς 132/33 kV, και βρίσκεται στα άκρα της πόλης. Θα ονομάσουμε αυτό το τμήμα του συστήματος ηλεκτρικής παροχής, από τον επιτακτικό μετατροπέα 11/132 kV μέχρι τον επιτακτικό μετατροπέα 132/33 kV, ως πρωτογενή μεταφορά. Η πρωτογενής μεταφορά είναι ένα σύστημα τριφασικό-τρία-σύρματο, δηλαδή υπάρχουν τρία σύρματα για τις τρεις φάσεις σε κάθε γραμμή.

 Μετά από αυτό το σημείο στο σύστημα παροχής, η δευτερογενής ενέργεια 132/33 kV μεταφέρεται μέσω ενός τριφασικού-τρία-σύρματο συστήματος μεταφοράς σε διάφορες υποσταθμούς 33/11 kV που βρίσκονται σε διαφορετικά στρατηγικά σημεία της πόλης. Αναφέρουμε αυτό το τμήμα του δικτύου ως δευτερογενή μεταφορά.

 Οι 11 kV τριφασικοί-τρία-σύρματοι παροχοδότες που περνούν μέσα από τις παραμονής της πόλης μεταφέρουν τη δευτερογενή ενέργεια 33/11 kV των μετατροπέων 33/11 kV των υποσταθμών δευτερογενής μεταφοράς. Αυτοί οι 11 kV παροχοδότες αποτελούν την πρωτογενή κατανομή του συστήματος ηλεκτρικής παροχής.

 Οι 11/0.4 kV μετατροπείς στις περιοχές των καταναλωτών μειώνουν την πρωτογενή κατανομή σε 0.4 kV ή 400 V. Αυτοί οι μετατροπείς ονομάζονται μετατροπείς κατανομής και είναι πυλώνιοι. Από τους μετατροπείς κατανομής, η ενέργεια φθάνει στους καταναλωτές μέσω ενός τριφασικού-τέσσερα-σύρματο συστήματος. Σε ένα τριφασικό-τέσσερα-σύρματο σύστημα, τα τρία σύρματα χρησιμοποιούνται για τις τρεις φάσεις, και το τέταρτο σύρμα χρησιμοποιείται ως το ουδέτερο σύρμα για τις συνδέσεις ουδετερότητας.

 Ένας καταναλωτής μπορεί να παίρνει την παροχή είτε σε τρεις φάσεις είτε σε μία φάση, ανάλογα με τις ανάγκες του. Σε περίπτωση τριφασικής παροχής, ο καταναλωτής παίρνει 400 V φάση-σε-φάση (τάση γραμμής), και για μονοφασική παροχή, ο καταναλωτής παίρνει 400 / √3 ή 231 V φάση-σε-ουδέτερο τάση στην πηγή της παροχής. Η πηγή παροχής είναι το τέλος του συστήματος ηλεκτρικής παροχής. Αναφέρουμε αυτό το τμήμα του συστήματος, από το δεύτερο μέρος του μετατροπέα κατανομής μέχρι την πηγή παροχής, ως δευτερογενή κατανομή. Οι πηγές παροχής είναι οι επαφές που είναι εγκατεστημένες στις ιδιοκτησίες των καταναλωτών, από τις οποίες ο καταναλωτής παίρνει σύνδεση για τις χρήσεις του.