چه چیزی سیستمهای انتقال برق هستند
چه چیزی سیستمهای انتقال برق هستند؟
تعریف سیستمهای انتقال برق
سیستمهای انتقال برق انرژی الکتریکی را از ایستگاههای تولید به مراکز بار (جایی که انرژی مصرف میشود) منتقل میکنند.
سیستمهای انتقال برق روشی برای انتقال انرژی از منبع تولید به مراکز مختلف بار (جایی که انرژی استفاده میشود) هستند. ایستگاههای تولید برق الکتریکی را تولید میکنند. این ایستگاههای تولید لزوماً در جایی که بیشتر انرژی مصرف میشود (یعنی مرکز بار) قرار ندارند.
فاصله تنها عامل انتخاب محل ایستگاه تولید نیست. اغلب، ایستگاههای تولید دور از جایی هستند که انرژی مورد استفاده قرار میگیرد. زمینهای دور از مناطق پرجمعیت ارزانتر هستند و بهتر است ایستگاههای صوتی یا آلودهکننده از مناطق مسکونی دور باشند. این دلیلی است که سیستمهای انتقال برق ضروری هستند.
سیستمهای تأمین برق انرژی را از منابع تولید مانند ایستگاههای برق حرارتی به مصرفکنندگان ارسال میکنند. سیستمهای انتقال برق که شامل خطوط انتقال کوتاه، متوسط و بلند میشوند، انرژی را به سیستم توزیع میبرند. این سیستمها سپس برق را به خانهها و کسبوکارها تحویل میدهند.
انتقال AC در مقابل DC
در اساس دو سیستم برای انتقال انرژی الکتریکی وجود دارد:
سیستم انتقال برق DC با ولتاژ بالا.
سیستم انتقال برق AC با ولتاژ بالا.
مزایای سیستمهای انتقال DC
فقط دو رسانه برای سیستم انتقال DC نیاز است. اگر زمین به عنوان مسیر بازگشت سیستم استفاده شود، میتوان فقط یک رسانه از سیستم انتقال DC استفاده کرد.
تنش الکتریکی روی عایقهای سیستم انتقال DC حدود ۷۰٪ ولتاژ معادل سیستم AC است. بنابراین، هزینه عایقهای سیستمهای انتقال DC کمتر است.
اثرات القایی، ظرفیتی، اختلاف فاز و مشکلات نوسانی در سیستم DC حذف میشوند.
معایب سیستمهای انتقال AC
حجم رسانههای مورد نیاز در سیستمهای AC بسیار بیشتر از سیستمهای DC است.
واکنش خط تأثیر بر تنظیم ولتاژ سیستم انتقال برق دارد.
مشکلات اثر پوست و اثر نزدیکی فقط در سیستمهای AC وجود دارند.
سیستمهای انتقال AC بیشتر از تخلیه کرونایی تأثیر میپذیرند تا سیستمهای انتقال DC.
ساخت سیستم شبکه انتقال برق AC پیچیدهتر از سیستمهای DC است.
قبل از اتصال دو یا چند خط انتقال با یکدیگر، هماهنگی صحیح لازم است که در سیستم انتقال DC میتواند کاملاً حذف شود.
مزایای سیستمهای انتقال AC
ولتاژهای متناوب را میتوان به راحتی بالا و پایین برد که در سیستم انتقال DC امکانپذیر نیست.
نگهداری زیرстанیون AC نسبت به DC آسانتر و اقتصادیتر است.
تبدیل انرژی در زیرستانیون برق AC بسیار آسانتر از مجموعههای موتور-ژنراتور در سیستم DC است.
معایب سیستمهای انتقال AC
حجم رسانههای مورد نیاز در سیستمهای AC بسیار بیشتر از سیستمهای DC است.
واکنش خط تأثیر بر تنظیم ولتاژ سیستم انتقال برق دارد.
مشکلات اثر پوست و اثر نزدیکی فقط در سیستمهای AC وجود دارند.
سیستمهای انتقال AC بیشتر از تخلیه کرونایی تأثیر میپذیرند تا سیستمهای انتقال DC.
ساخت سیستم شبکه انتقال برق AC پیچیدهتر از سیستمهای DC است.
قبل از اتصال دو یا چند خط انتقال با یکدیگر، هماهنگی صحیح لازم است که در سیستم انتقال DC میتواند کاملاً حذف شود.
ساخت ایستگاه تولید
در طول برنامهریزی ساخت ایستگاه تولید، عوامل زیر باید برای تولید اقتصادی برق در نظر گرفته شوند.
دسترسی آسان به آب برای ایستگاه تولید برق حرارتی.
دسترسی آسان به زمین برای ساخت ایستگاه برق و شهرک کارمندان آن.
برای ایستگاه برق آبی، باید دیوارهای بر روی رودخانه وجود داشته باشد. بنابراین، مکان مناسب بر روی رودخانه باید به گونهای انتخاب شود که ساخت دیواره به بهترین شکل انجام شود.
برای ایستگاه برق حرارتی، دسترسی آسان به سوخت یکی از مهمترین عوامل است.
ارتباطات بهتر برای کالاها و کارمندان ایستگاه برق نیز باید در نظر گرفته شود.
برای حمل قطعات جایگزین بزرگ توربینها، ژنراتورها و غیره، باید جادههای وسیع، ارتباط ریلی و رودخانه عمیق و وسیع نزدیک ایستگاه برق باشد.
برای ایستگاه برق هستهای، باید در فاصلهای از مکانهای عمومی قرار گیرد تا اثرات واکنش هستهای بر سلامت مردم تأثیر نگذارد.
عوامل دیگری نیز وجود دارند که باید در نظر گرفته شوند، اما آنها خارج از محدوده بحث ما هستند. تمامی عوامل ذکر شده در مراکز بار آسان نیستند. ایستگاه برق یا تولید باید در جایی قرار گیرد که تمامی امکانات به راحتی در دسترس باشند. این مکان لزوماً در مراکز بار نیست. انرژی تولید شده در ایستگاه تولید سپس با استفاده از سیستم انتقال برق الکتریکی به مرکز بار منتقل میشود، مانند آنچه که قبلاً گفتیم.
انرژی تولید شده در ایستگاه تولید در سطح ولتاژ پایین است، زیرا تولید برق با ولتاژ پایین ارزش اقتصادی دارد. تولید برق با ولتاژ پایین اقتصادیتر (یعنی با هزینه کمتر) از تولید برق با ولتاژ بالا است. در سطح ولتاژ پایین، وزن و عایق در ژنراتور کمتر است؛ این امر مستقیماً هزینه و اندازه ژنراتور را کاهش میدهد. اما این انرژی با ولتاژ پایین نمیتواند مستقیماً به مصرفکننده منتقل شود زیرا انتقال برق با ولتاژ پایین اقتصادی نیست. بنابراین، اگرچه تولید برق با ولتاژ پایین اقتصادی است، انتقال برق با ولتاژ پایین اقتصادی نیست.
قدرت الکتریکی متناسب با حاصلضرب جریان و ولتاژ سیستم است. بنابراین، برای انتقال مقدار معینی از قدرت الکتریکی از یک نقطه به نقطه دیگر، اگر ولتاژ قدرت افزایش یابد، جریان مرتبط با این قدرت کاهش مییابد. کاهش جریان به معنای کاهش زیان I2R در سیستم، کاهش مقطع مقطعی رسانه به معنای کاهش سرمایهگذاری و کاهش جریان باعث بهبود تنظیم ولتاژ سیستم انتقال برق و بهبود تنظیم ولتاژ نشاندهنده کیفیت قدرت است. به دلیل این سه دلیل، قدرت الکتریکی اصلی در سطح ولتاژ بالا منتقل میشود.
دوباره در سمت توزیع، برای توزیع موثر قدرت منتقل شده، به ولتاژ پایین مورد نظر خود پایین میآید.
بنابراین میتوان نتیجه گرفت که ابتدا قدرت الکتریکی در سطح ولتاژ پایین تولید میشود، سپس برای انتقال موثر انرژی الکتریکی به ولتاژ بالا بالا میرود. در نهایت، برای توزیع انرژی یا قدرت به مصرفکنندگان مختلف، به ولتاژ پایین مورد نظر خود پایین میآید.
