Hvad er strømtransmissionsystemer?
Hvad er strømtransmissionsystemer?
Definition af strømtransmissionsystemer
Strømtransmissionsystemer transmitterer elektrisk strøm fra produktionsanlæg til forbrugscentre, hvor den bliver forbrugt.
Elektriske strømtransmissionsystemer er midlerne til at transmittere strøm fra en produktionssource til forskellige forbrugscentre (dvs. steder, hvor strømmen bliver brugt). Produktionsstationer producerer elektrisk strøm. Disse produktionsstationer er ikke nødvendigvis beliggende, hvor det meste af strømmen bliver forbrugt (dvs. forbrugscentret).
Afstand er ikke den eneste faktor, der påvirker placeringen af et produktionsanlæg. Ofte er produktionsstationer langt fra, hvor strømmen bliver brugt. Land, som ligger længere væk fra højtbebyggede områder, er billigere, og det er bedre at holde støjende eller forurenende stationer væk fra boligområder. Dette er, hvorfor strømtransmissionsystemer er essentielle.
Elektriske forsyningsystemer leverer strøm fra produktionskilder, som f.eks. termisk kraftværk, til forbrugere. Strømtransmissionsystemer, som inkluderer korte transmissionslinjer, medium transmissionslinjer, og lange transmissionslinjer, flytter strømforsyningsystemet. Disse systemer leverer derefter strøm til hjem og virksomheder.
AC vs DC Transmission
Der findes to fundamentale systemer, hvormed elektrisk energi kan transmitteres:
Højspænding DC elektrisk transmissionsystem.
Højspænding AC elektrisk transmissionsystem.
Fordele ved DC transmissionsystemer
Kun to ledere er nødvendige for DC transmissionsystemer. Det er endda muligt at bruge kun en leder i DC transmissionsystemet, hvis jorden anvendes som returvej for systemet.
Spændingsbelastningen på isolatorerne i et DC transmissionsystem er ca. 70% af den ækvivalente spænding i et AC transmissionsystem. Derfor har DC transmissionsystemer lavere isolationsomkostninger.
Induktans, kapacitans, faseforskydning og pulseringsproblemer kan udelukkes i et DC system.
Ulemper ved AC transmissionsystemer
Mængden af leder, der kræves i AC systemer, er meget større sammenlignet med DC systemer.
Linjens reaktans påvirker spændingsreguleringen i elektriske strømtransmissionsystemer.
Problemer med huds-effekt og nærhedseffekt findes kun i AC systemer.
AC transmissionsystemer er mere berørt af koronadischarge end et DC transmissionsystem.
Konstruktionen af AC elektriske strømtransmissionsnetværk er mere kompleks end DC systemer.
Rigtig synkronisering er nødvendig, før to eller flere transmissionslinjer kan forbindes, mens synkronisering helt kan udelades i et DC transmissionsystem.
Fordele ved AC transmissionsystemer
Alternativ spænding kan let skiftes op og ned, hvilket ikke er muligt i et DC transmissionsystem.
Vedligeholdelse af AC understations er ganske nem og økonomisk sammenlignet med DC.
Omdannelsen af effekt i AC elektriske understations er meget nemmere end motor-generator-sæt i et DC system.
Ulemper ved AC transmissionsystemer
Mængden af leder, der kræves i AC systemer, er meget større sammenlignet med DC systemer.
Linjens reaktans påvirker spændingsreguleringen i elektriske strømtransmissionsystemer.
Problemer med huds-effekt og nærhedseffekt findes kun i AC systemer.
AC transmissionsystemer er mere berørt af koronadischarge end et DC transmissionsystem.
Konstruktionen af AC elektriske strømtransmissionsnetværk er mere kompleks end DC systemer.
Rigtig synkronisering er nødvendig, før to eller flere transmissionslinjer kan forbindes, mens synkronisering helt kan udelades i et DC transmissionsystem.
Opbygning af et produktionsanlæg
Under planlægningen af opførelsen af et produktionsanlæg skal følgende faktorer tages i betragtning for økonomisk strømproduktion.
Let adgang til vand for termiske kraftværker.
Let adgang til land til opførelse af kraftværk, herunder dets personaleby.
For et vandkraftværk, skal der være en dam i floden. Så et passende sted på floden skal vælges på en måde, så konstruktionen af dammen kan gøres på den mest optimale måde.
For et termisk kraftværk, er let adgang til brændstof en af de vigtigste faktorer, der skal tages i betragtning.
Bedre kommunikation for varer samt ansatte ved kraftværket skal også tages i betragtning.
For transport af meget store reservepartier af turbine, alternatorer osv., skal der være brede veje, togkommunikation, og en bred og dyb flod skal løbe tæt på kraftværket.
For et nuklearkraftværk, skal det placeres i en sådan afstand fra et almindeligt sted, at der ikke er nogen effekt fra nuklearreaktionen på folkets sundhed.
Der er mange andre faktorer, vi også bør tage i betragtning, men de ligger uden for vores diskussion. Alle de ovennævnte faktorer er svære at få til rådighed i forbrugscentre. Kraftværket eller produktionsanlægget skal placeres, hvor alle faciliteterne let kan fås. Dette sted behøver ikke at være i forbrugscentre. Den producerede strøm transmitteres derefter til forbrugscentret ved hjælp af et elektrisk strømtransmissionsystem, som vi sagde tidligere.
Den producerede strøm ved et produktionsanlæg er på et lavt spændingsniveau, da lavt spændingsniveau har en vis økonomisk værdi. Lavt spændingsniveau er mere økonomisk (dvs. lavere omkostninger) end højt spændingsniveau. Ved et lavt spændingsniveau er både vægt og isolation mindre i alternatoren; dette reducerer direkte omkostningerne og størrelsen af en alternator. Men denne lavt spændingsniveau strøm kan ikke transmitteres direkte til forbrugerenden, da denne lavt spændingsniveau transmission overhovedet ikke er økonomisk. Derfor, selvom lavt spændingsniveau-produktion er økonomisk, er lavt spændingsniveau elektrisk strømtransmission ikke økonomisk.
Elektrisk effekt er proportionalt til produktet af elektrisk strøm og spænding i systemet. Så for at transmittere en bestemt elektrisk effekt fra ét sted til et andet, hvis spændingen på strømmen øges, så reduceres den associerede strøm. Reduceret strøm betyder mindre I2R tab i systemet, mindre tværsnitarealet af lederen betyder mindre kapitalindblanding, og reduceret strøm forbedrer spændingsreguleringen i strømtransmissionsystemet, og forbedret spændingsregulering indikerer kvalitetsstrøm. På grund af disse tre årsager transmitteres elektrisk effekt hovedsageligt på højt spændingsniveau.
Igen ved distributionsenden for effektiv distribution af den transmitterede strøm, trædes den ned til det ønskede lavt spændingsniveau.
Så det kan konkluderes, at først produceres elektrisk effekt på et lavt spændingsniveau, derefter trædes den op til højt spænding for effektiv transmission af elektrisk energi. Til sidst, for at distribuere elektrisk energi eller effekt til forskellige forbrugere, trædes den ned til det ønskede lavt spændingsniveau.
