Elektromos ellátási rendszer

Elektromos ellátási rendszer definíciója

Az elektromos ellátási rendszert az a hálózatként definiáljuk, amely az áramot a termelő telepekről a fogyasztókig szállítja, beleértve az átadást és elosztást.

Múltban alacsony volt az elektromos energia igénye, és egyetlen kis termelő egység is meg tudta kielégíteni a helyi igényeket. Ma, a modern életmódokkal, az igény drámai módon növekedett. A növekvő igény kielégítéséhez szükségünk van sok nagy erőműre.

 Azonban nem mindig gazdaságos az erőművek építése a terhelés központjainak közelében, ahol sok fogyasztó található. Olcsóbb építeni őket természeti energiák, például szén, gáz és víz forrásaival közel. Ez azt jelenti, hogy az erőművek gyakran messze vannak attól a helytől, ahol a legnagyobb az áramigény.

 Ezért ki kell építenünk elektromos hálózati rendszereket, hogy a termelt elektromos energiát az erőművektől a fogyasztókig hozzuk. Az áramot a generáló állomásokban termeljük, majd átadjuk és elosztjuk a rendszerek révén, amelyeket két fő részre oszthatunk: átadásra és elosztásra.

 Az elektromos ellátási rendszernél az a hálózat, amelyen keresztül a fogyasztók kapják meg az áramot a forrásból. Egy elektromos ellátási rendszernek három fő komponense van: a generáló állomások, az átadási vezetékek és az elosztási rendszerek. A generáló állomások viszonylag alacsony feszültségi szinten termelnek áramot. Az alacsony feszültségi szinten történő termelés számos szempontból gazdaságos.

 A léptető transzformátorok, amelyeket az átadási vezetékek kezdetén csatlakoztatnak, növelik az áram feszültségi szintjét. Az elektromos átadási rendszerek ezt a magasabb feszültségi szintű áramot továbbítják a lehető legközelebbi terhelési központokhoz. A magas feszültségi szinten történő átadás számos szempontból előnyös. A magas feszültségi átadási vezetékek felette vagy/és alatt haladó elektromos vezetékből állnak. A léptető transzformátorok, amelyeket az átadási vezetékek végén csatlakoztatnak, csökkentik az áram feszültségét a kívánt alacsony értékre az elosztási célokra. Az elosztási rendszerek ezután elosztják az áramot a különböző fogyasztók között a szükséges feszültségi szintek szerint.

 Általában AC-rendszereket használunk a termelés, átadás és elosztás során. Az ultra-magasan feszültségi átadás esetén gyakran DC-rendszereket alkalmaznak. Mind az átadási, mind az elosztási hálózatok lehetnek felettir vagy alattir. A felettir rendszerek olcsóbbak, ezért amikor lehetséges, azokat preferálják. Harmadfázisú, háromvezetékű rendszert használunk az AC-átadásra, és harmadfázisú, négyvezetékű rendszert az AC-elosztásra.

 Az átadási és elosztási rendszereket elsődleges és másodlagos szakaszokra oszthatjuk: elsődleges átadás, másodlagos átadás, elsődleges elosztás, és másodlagos elosztás. Nem minden rendszer tartalmaz ezeket a négy szakaszt, de ez egy általános nézet az elektromos hálózatra.

 Néha nincsenek másodlagos átadási vagy elosztási szakaszok. Néhány helyi rendszerben talán egyáltalán nincs átadási rendszer. Ehelyett a generátorok közvetlenül elosztják az áramot a különböző fogyasztási pontokhoz.

Vizsgáljuk meg egy gyakorlati példát az elektromos ellátási rendszerre. Itt a generáló állomás 11 kV-os háromfázisú áramot termel. Ezután egy 11/132 kV-os léptető transzformátor, amely a generáló állomáshoz csatlakoztatva van, a teljesítményt 132 kV-os szintre emeli. Az átadási vezeték ezt a 132 kV-os teljesítményt továbbítja a város peremére található 132/33 kV-os léptető alattir állomáshoz, amely 132/33 kV-os léptető transzformátorokat tartalmaz. Az elektromos ellátási rendszer ezt a részét, ami a 11/132 kV-os léptető transzformátortól a 132/33 kV-os léptető transzformátorig terjed, elsődleges átadásnak nevezzük. Az elsődleges átadás harmadfázisú, háromvezetékű rendszer, ami azt jelenti, hogy mindegyik vezetéken három vezeték van a három fázishoz.

 Ezen a ponton a rendszerben a 132/33 kV-os léptető transzformátor által létrehozott másodlagos teljesítményt 3 fázisú, 3 vezetékű átadási rendszerrel továbbítják a város különböző stratégiai helyein található 33/11 kV-os alsóbb szintű alattir állomásokhoz. Ezt a hálózat részét másodlagos átadásnak nevezzük.

 A város utcáin haladó 11 kV-os, 3 fázisú, 3 vezetékű tápellátók a másodlagos átadási alattir állomás 33/11 kV-os léptető transzformátorai által létrehozott másodlagos teljesítményt hordozzák. Ezek a 11 kV-os tápellátók az elektromos ellátási rendszer elsődleges elosztását képezik.

 A fogyasztói helyeken található 11/0,4 kV-os transzformátorok az elsődleges elosztási teljesítményt 0,4 kV-ra (400 V) csökkentik. Ezeket a transzformátorokat elosztó transzformátoroknak nevezzük, és ezek raktártranszformátorok. Az elosztó transzformátoroktól a fogyasztókig 3 fázisú, 4 vezetékű rendszerrel halad az áram. A 3 fázisú, 4 vezetékű rendszerben 3 vezeték van a 3 fázishoz, és a 4. vezeték a neutrális kapcsolatokhoz használt neutrális vezeték.

 A fogyasztó a szükségeinek megfelelően háromfázisú vagy egyfázisú ellátást vehet. Háromfázisú ellátás esetén a fogyasztó 400 V-os fázis-fázis (vonalközti) feszültséget, egyfázisú ellátás esetén pedig 400 / gyök 3 vagy 231 V-os fázis-neutrális feszültséget kap a szolgáltatásmagján. A szolgáltatásmag az elektromos ellátási rendszer végpontja. Ezt a rendszer részét, ami az elosztó transzformátor második oldalától a szolgáltatásmagig terjed, másodlagos elosztásnak nevezzük. A szolgáltatásmagok a fogyasztói helyeken telepített terminálak, ahonnan a fogyasztó kapcsolatot vesz fel a használatához.