Sustav opskrbe električnom energijom

Definicija sustava električne snabdjeve

Sustav električne snabdjeve definiran je kao mreža koja isporučuje struju od proizvodnih stanica potrošačima, uključujući prijenos i distribuciju.

U prošlosti, potražnja za električnom energijom bila je niska, i jedna mala proizvodna jedinica mogla je zadovoljiti lokalne potrebe. Sada, s modernim načinom života, potražnja je eksplodirala. Da bi se ova rastuća potražnja zadovoljila, potrebno je mnogo velikih elektrana.

 Međutim, građenje elektrana blizu centara opterećenja, gdje se nalazi mnogo potrošača, nije uvijek ekonomsko. Jeftinije ih je izgraditi blizu prirodnih izvora energije poput ugljena, plina i vode. To znači da su elektrane često daleko od mjesta gdje je struja najviše potrebna.

 Stoga moramo postaviti električne mreže kako bismo doveli generiranu električnu energiju od proizvodnih stanica do potrošača. Struja generirana u proizvodnim stanicama stiže do potrošača kroz sustave koje možemo podijeliti u dvije glavne komponente: prijenos i distribuciju.

 Mrežu preko koje potrošači dobivaju struju iz izvora nazivamo sustavom električne snabdjeve. Sustav električne snabdjeve ima tri glavne komponente: proizvodne stanice, prijenosne linije i sustavi distribucije. Proizvodne stanice proizvode struju na relativno nižem naponu. Proizvodnja struje na nižem naponu ekonomična je u mnogim aspektima.

 Step-up transformatori povezani na početku prijenosnih linija, povećavaju nivo napona struje. Zatim električni prijenosni sustavi prenose ovu struju visokog napona do najbližeg zona centara opterećenja. Prenos električne energije na visokim naponima ima mnoge prednosti. Visokonaponske prijenosne linije sastoje se od nadzemnih ili/ili podzemnih vodilaca. Step-down transformatori povezani na kraju prijenosnih linija smanjuju napon struje na željene niže vrijednosti za svrhe distribucije. Sustavi distribucije zatim distribuiraju struju različitim potrošačima prema njihovim potrebnim nivoima napona.

 Obično koristimo AC sustave za proizvodnju, prijenos i distribuciju. Za prijenos ultra-visokih napona, često se koriste DC sustavi. Obje mreže, prijenosne i distribucijske, mogu biti nadzemne ili podzemne. Nadzemni sustavi su jeftiniji, pa se preferiraju kad je to moguće. Koristimo trofazni, trožični sustav za prijenos AC-a i trofazni, četverozični sustav za distribuciju AC-a.

 Prijenosne i distribucijske mreže mogu se podijeliti u primarne i sekundarne faze: primarni prijenos, sekundarni prijenos, primarna distribucija i sekundarna distribucija. Ne svi sustavi imaju ove četiri faze, ali ovo je općenita slika električne mreže.

 Neki sustavi možda nemaju sekundarne faze prijenosa ili distribucije. U nekim lokaliziranim sustavima možda uopće nema prijenosnog sustava. Umjesto toga, generatori direktno distribuiraju struju na različite točke potrošnje.

Razmotrimo praktičan primjer sustava električne snabdjeve. Ovdje proizvodna stanica proizvodi trofaznu struju na 11 kV. Zatim 11/132 kV step-up transformator povezan s proizvodnom stanicom povećava ovu struju na 132 kV. Prijenosna linija prenosi ovu struju od 132 kV do 132/33 kV step-down podstanice sastavljene od 132/33 kV step-down transformatora, smještene na rubu grada. Taj dio sustava električne snabdjeve, od 11/132 kV step-up transformatora do 132/33 kV step-down transformatora, nazivamo primarnim prijenosom. Primarni prijenos je trofazni, trožični sustav, što znači da postoje tri vodilca za sve tri faze u svakoj liniji.

 Nakon toga u sustavu, sekundarna struja od 132/33 kV transformatora prenosi se trofaznim, trožičnim prijenosnim sustavom do različitih 33/11 kV donjih podstanci smještenih na različitim strategskim lokacijama u gradu. Taj dio mreže nazivamo sekundarnim prijenosom.

 11 kV, trofazni, trožični feederi koji prolaze uz ceste grada nosile su sekundarnu struju od 33/11 kV transformatora sekundarnog prijenosnog podstanice. Ovi 11 kV feederi čine primarnu distribuciju sustava električne snabdjeve.

 11/0.4 kV transformatori u lokalitetima potrošača smanjuju struju primarne distribucije na 0.4 kV ili 400 V. Ovi transformatori zovu se distribucijski transformatori, a to su stožerni transformatori. Od distribucijskih transformatora, struja ide do potrošača putem trofaznog, četverozičnog sustava. U trofaznom, četverozičnom sustavu, tri vodilca koriste se za sve tri faze, a četvrti vodilac koristi se kao neutralni vodilac za neutralne spojeve.

 Potrošač može uzeti snabdevanje ili u trofaznom ili u jednofaznom obliku, ovisno o njegovoj potrebi. U slučaju trofaznog snabdevanja, potrošač dobiva 400 V faza do faze (linijski napon), a za jednofazno snabdevanje, potrošač dobiva 400 / korijen iz 3 ili 231 V faza do neutrala na svojoj glavnoj snabdevanju. Glavna snabdevanja su krajnja točka sustava električne snabdjeve. Taj dio sustava, od sekundarnog dijela distribucijskog transformatora do glavnog snabdevanja, nazivamo sekundarnom distribucijom. Glavna snabdevanja su terminali instalirani na lokaciji potrošača, s kojih potrošač uzima spoj za svoje potrebe.