Elektriciteitsvoorzieningssysteem

Definitie van elektriciteitsvoorzieningssysteem

Een elektriciteitsvoorzieningssysteem wordt gedefinieerd als het netwerk dat elektriciteit van opwekkingseenheden naar consumenten levert, inclusief transport en distributie.

In het verleden was de vraag naar elektrische energie laag, en een enkele kleine opwekkingseenheid kon de lokale behoeften al voldoende dekken. Tegenwoordig, met moderne levensstijlen, is de vraag explosief gestegen. Om aan deze groeiende vraag te voldoen, hebben we veel grote krachtcentrales nodig.

 Het bouwen van krachtcentrales in de buurt van belastingscentra, waar veel consumenten zijn, is echter niet altijd economisch verantwoord. Het is goedkoper om ze te bouwen in de buurt van natuurlijke energiebronnen zoals steenkool, gas en water. Dit betekent dat krachtcentrales vaak ver weg zijn van waar de elektriciteit het meest nodig is.

 Daarom moeten we elektriciteitsnetwerksystemen opzetten om de opgewekte elektrische energie van de opwekkingseenheden naar de consumenten te brengen. De elektriciteit die in de opwekkingseenheid wordt opgewekt, komt bij de consumenten terecht via systemen die we kunnen indelen in twee hoofdonderdelen: transport en distributie.

 We noemen het netwerk waardoor de consumenten elektriciteit krijgen van de bron het elektriciteitsvoorzieningssysteem. Een elektriciteitsvoorzieningssysteem heeft drie hoofdcomponenten: de opwekkingseenheden, de transportlijnen en de distributiesystemen. Opwekkingseenheden produceren elektriciteit op een relatief lager voltage-niveau. Het produceren van elektriciteit op een lager voltage-niveau is op vele manieren economisch voordelig.

 De stroomoptransformators die aan het begin van de transportlijnen zijn aangesloten, verhogen het voltage-niveau van de stroom. Elektriciteitstransportsystemen zenden vervolgens deze hogere voltage-elektrische stroom naar de dichtstbijzijnde zone van belastingscentra. Het verzenden van elektrische stroom op hogere voltage-niveaus biedt op vele manieren voordelen. Hoog voltage-transportlijnen bestaan uit bovengrondse of/ en ondergrondse elektrische geleiders. De stroomaftransformators die aan het einde van de transportlijnen zijn aangesloten, verlagen het voltage van de elektriciteit tot de gewenste lage waarden voor distributiedoeleinden. De distributiesystemen verdelen vervolgens de elektriciteit naar verschillende consumenten volgens hun vereiste voltage-niveaus.

 We gebruiken doorgaans wisselstroomsystemen voor opwekking, transport en distributie. Voor ultra-hoge voltage-transport worden vaak gelijkstroomsystemen gebruikt. Zowel transport- als distributienetwerken kunnen bovengronds of ondergronds zijn. Bovengrondse systemen zijn goedkoper, dus ze worden gebruikt wanneer mogelijk. We gebruiken een driefase, drie-wiresysteem voor wisselstroomtransport en een driefase, vier-wiresysteem voor wisselstroomdistributie.

 Transport- en distributiesystemen kunnen worden verdeeld in primaire en secundaire fasen: primaire transport, secundaire transport, primaire distributie en secundaire distributie. Niet alle systemen hebben deze vier fasen, maar dit is een algemeen overzicht van een elektriciteitsnetwerk.

 Sommige netwerken hebben misschien geen secundaire transport- of distributiefasen. In sommige geografisch beperkte systemen kan er helemaal geen transportsysteem zijn. In plaats daarvan distribueren generatoren de stroom direct naar verschillende consumptiepunten.

Laten we een praktijkvoorbeeld van het elektriciteitsvoorzieningssysteem bespreken. Hier produceert de opwekkingseenheid driefase-stroom op 11 kV. Vervolgens stapt een 11/132 kV stroomoptransformator die is gekoppeld aan de opwekkingseenheid, deze stroom op naar 132 kV. De transportlijn zorgt voor het transport van deze 132 kV-stroom naar een 132/33 kV stroomafsubstation, bestaande uit 132/33 kV stroomaftransformators, gelegen aan de rand van de stad. We noemen dat deel van het elektriciteitsvoorzieningssysteem, van de 11/132 kV stroomoptransformator tot de 132/33 kV stroomaftransformator, de primaire transport. De primaire transport is een driefase, drie-wiresysteem, wat betekent dat er drie geleiders zijn voor de drie fases in elk lijncircuit.

 Na dat punt in het voorzieningssysteem wordt de secundaire stroom van de 132/33 kV-transformator getransporteerd door een driefase, drie-wiretransportsysteem naar verschillende 33/11 kV downstream-substations, gelegen op strategische locaties in de stad. We noemen dit deel van het netwerk de secundaire transport.

 De 11 kV driefase, drie-wirevoeders die langs de wegen van de stad lopen, dragen de secundaire stroom van de 33/11 kV-transformators van het secundaire transportsubstation. Deze 11 kV-voeders vormen de primaire distributie van het elektriciteitsvoorzieningssysteem.

 De 11/0,4 kV-transformators in de consumentenlocaties stappen de primaire distributiestroom af naar 0,4 kV of 400 V. Deze transformators worden distributietransformators genoemd, en deze zijn paalgeplaatste transformators. Vanaf de distributietransformators gaat de stroom naar de consumenteneinden via een driefase, vier-wiresysteem. In een driefase, vier-wiresysteem worden drie geleiders gebruikt voor de drie fases, en de vierde geleider wordt gebruikt als neutrale draad voor neutrale verbindingen.

 Een consument kan de voorziening ontvangen in driefase of enkele fase, afhankelijk van zijn behoefte. Bij driefasevoorziening ontvangt de consument 400 V fase-tot-fase (lijnspanning), en bij enkele fasevoorziening ontvangt de consument 400 / wortel 3 of 231 V fase-tot-neutraalspanning op zijn voorzieningshoofdschakelaar. De voorzieningshoofdschakelaar is het eindpunt van het elektriciteitsvoorzieningssysteem. We noemen dit deel van het systeem, van de secundaire zijde van de distributietransformator tot de voorzieningshoofdschakelaar, de secundaire distributie. Voorzieningshoofdschakelaars zijn de terminals die op de consumentenlocaties zijn geïnstalleerd, waar de consument verbinding neemt voor zijn gebruik.