ระบบส่งผ่านพลังงานคืออะไร

ระบบส่งผ่านพลังงานไฟฟ้าคืออะไร?

คำนิยามของระบบส่งผ่านพลังงานไฟฟ้า

ระบบส่งผ่านพลังงานไฟฟ้าเป็นวิธีการส่งผ่านพลังงานไฟฟ้าจากสถานีกำเนิดไปยังศูนย์โหลดที่ใช้พลังงาน

 ระบบส่งผ่านพลังงานไฟฟ้าคือวิธีการส่งผ่านพลังงานจากแหล่งกำเนิดไปยังศูนย์โหลดต่าง ๆ (เช่น ที่ซึ่งกำลังใช้พลังงาน) สถานีกำเนิดสร้างพลังงานไฟฟ้า แต่สถานีเหล่านี้ไม่จำเป็นต้องตั้งอยู่ในพื้นที่ที่มีการใช้พลังงานมากที่สุด (เช่น ศูนย์โหลด)

 ระยะทางไม่ได้เป็นปัจจัยเดียวในการเลือกสถานที่ตั้งสถานีกำเนิด บางครั้งสถานีกำเนิดจะตั้งอยู่ห่างจากที่ที่ใช้พลังงาน พื้นที่ที่อยู่ห่างจากพื้นที่ความหนาแน่นสูงมักจะมีราคาถูกกว่า และดีกว่าที่จะแยกสถานีที่มีเสียงรบกวนหรือมลภาวะออกจากพื้นที่ที่อยู่อาศัย นี่คือเหตุผลที่ระบบส่งผ่านพลังงานไฟฟ้ามีความสำคัญ

 ระบบจ่ายไฟส่งผ่านพลังงานจากแหล่งกำเนิด เช่น สถานีกำเนิดพลังงานความร้อน ไปยังผู้บริโภค ระบบส่งผ่านพลังงานไฟฟ้า ซึ่งรวมถึงสายส่งผ่านระยะสั้น ระยะกลาง และระยะยาว ทำให้ระบบการกระจายพลังงานทำงาน ระบบเหล่านี้แล้วจึงส่งมอบไฟฟ้าไปยังบ้านเรือนและธุรกิจ

 การส่งผ่านกระแสสลับกับกระแสตรง

โดยหลักการมีสองระบบในการส่งผ่านพลังงานไฟฟ้า:

• ระบบส่งผ่านพลังงานไฟฟ้ากระแสตรงแรงดันสูง

• ระบบส่งผ่านพลังงานไฟฟ้ากระแสสลับแรงดันสูง

ข้อดีของระบบส่งผ่านพลังงานไฟฟ้ากระแสตรง

 ระบบส่งผ่านพลังงานไฟฟ้ากระแสตรงต้องการเพียงสองสายนำ หากใช้พื้นดินเป็นเส้นทางกลับ ก็สามารถใช้สายนำเพียงเส้นเดียวได้

ความเครียดของฉนวนในระบบส่งผ่านพลังงานไฟฟ้ากระแสตรงประมาณ 70% ของระบบกระแสสลับที่เทียบเท่า ดังนั้นระบบส่งผ่านพลังงานไฟฟ้ากระแสตรงมีค่าใช้จ่ายในการฉนวนลดลง

ความเหนี่ยวนำ ความจุ ความเคลื่อนที่เฟส และปัญหาเกี่ยวกับคลื่นกระแทกสามารถกำจัดได้ในระบบกระแสตรง

 ข้อเสียของระบบส่งผ่านพลังงานไฟฟ้ากระแสสลับ

• ปริมาณสายนำที่ต้องการในระบบกระแสสลับสูงกว่าระบบกระแสตรง

• ความต้านทานของสายส่งมีผลกระทบต่อการควบคุมแรงดันของระบบส่งผ่านพลังงานไฟฟ้า

• ปัญหาของการกระจายสนามและผลกระทบจากการอยู่ใกล้กันพบเฉพาะในระบบกระแสสลับ

• ระบบส่งผ่านพลังงานไฟฟ้ากระแสสลับมีโอกาสได้รับผลกระทบจากประกายไฟโคโรนามากกว่าระบบกระแสตรง

• การก่อสร้างเครือข่ายส่งผ่านพลังงานไฟฟ้ากระแสสลับซับซ้อนกว่าระบบกระแสตรง

• ต้องทำการซิงโครไนซ์อย่างเหมาะสมก่อนเชื่อมต่อสายส่งผ่านสองสายหรือมากกว่าเข้าด้วยกัน ซึ่งสามารถละเว้นได้ในระบบกระแสตรง

ข้อดีของระบบส่งผ่านพลังงานไฟฟ้ากระแสสลับ

• แรงดันไฟฟ้าสลับสามารถปรับระดับขึ้นและลงได้ง่าย ซึ่งไม่สามารถทำได้ในระบบกระแสตรง

• การบำรุงรักษาสถานีไฟฟ้ากระแสสลับง่ายและประหยัดกว่าระบบกระแสตรง

• การแปลงพลังงานในสถานีไฟฟ้ากระแสสลับง่ายกว่าชุดมอเตอร์-เจเนเรเตอร์ในระบบกระแสตรง

ข้อเสียของระบบส่งผ่านพลังงานไฟฟ้ากระแสสลับ

• ปริมาณสายนำที่ต้องการในระบบกระแสสลับสูงกว่าระบบกระแสตรง

• ความต้านทานของสายส่งมีผลกระทบต่อการควบคุมแรงดันของระบบส่งผ่านพลังงานไฟฟ้า

• ปัญหาของการกระจายสนามและผลกระทบจากการอยู่ใกล้กันพบเฉพาะในระบบกระแสสลับ

• ระบบส่งผ่านพลังงานไฟฟ้ากระแสสลับมีโอกาสได้รับผลกระทบจากประกายไฟโคโรนามากกว่าระบบกระแสตรง

• การก่อสร้างเครือข่ายส่งผ่านพลังงานไฟฟ้ากระแสสลับซับซ้อนกว่าระบบกระแสตรง

• ต้องทำการซิงโครไนซ์อย่างเหมาะสมก่อนเชื่อมต่อสายส่งผ่านสองสายหรือมากกว่าเข้าด้วยกัน ซึ่งสามารถละเว้นได้ในระบบกระแสตรง

การสร้างสถานีกำเนิด

ในการวางแผนการก่อสร้างสถานีกำเนิด ต้องพิจารณาปัจจัยต่อไปนี้เพื่อการผลิตไฟฟ้าอย่างประหยัด

• ความสะดวกในการใช้น้ำสำหรับสถานีกำเนิดพลังงานความร้อน

• ความสะดวกในการใช้ที่ดินสำหรับการก่อสร้างสถานีกำเนิดและเมืองพนักงาน

• สำหรับสถานีพลังงานน้ำ จะต้องมีเขื่อนบนแม่น้ำ ดังนั้นต้องเลือกตำแหน่งที่เหมาะสมบนแม่น้ำเพื่อก่อสร้างเขื่อนอย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด

• สำหรับสถานีกำเนิดพลังงานความร้อน ความสะดวกในการใช้เชื้อเพลิงเป็นปัจจัยสำคัญที่ต้องพิจารณา

• การสื่อสารที่ดีสำหรับสินค้าและการขนส่งพนักงานของสถานีกำเนิดต้องพิจารณาด้วย

• สำหรับการขนส่งชิ้นส่วนทดแทนขนาดใหญ่ของเทอร์ไบน์ เจเนเรเตอร์ ฯลฯ ต้องมีถนนกว้าง การขนส่งรถไฟ และแม่น้ำที่ลึกและกว้างผ่านใกล้สถานีกำเนิด

• สำหรับโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ ต้องตั้งอยู่ห่างจากพื้นที่ทั่วไปเพื่อป้องกันผลกระทบที่อาจเกิดจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ต่อสุขภาพของคนทั่วไป

ยังมีปัจจัยอื่น ๆ อีกหลายประการที่ควรพิจารณา แต่อยู่นอกขอบเขตการสนทนาของเรา ปัจจัยทั้งหมดที่ระบุไว้ข้างต้นยากที่จะหาได้ที่ศูนย์โหลด สถานีกำเนิดหรือสถานีผลิตไฟฟ้าต้องตั้งอยู่ที่ที่มีสิ่งอำนวยความสะดวกเหล่านี้อย่างง่ายดาย สถานที่นี้อาจไม่จำเป็นต้องอยู่ที่ศูนย์โหลด ไฟฟ้าที่ผลิตขึ้นที่สถานีกำเนิดจะถูกส่งผ่านไปยังศูนย์โหลดโดยใช้ระบบส่งผ่านพลังงานไฟฟ้าตามที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้

พลังงานที่ผลิตขึ้นที่สถานีกำเนิดมีระดับแรงดันต่ำ เพราะการผลิตไฟฟ้าระดับแรงดันต่อมีคุณค่าทางเศรษฐกิจ การผลิตไฟฟ้าระดับแรงดันต่อมีค่าใช้จ่ายต่ำกว่าการผลิตไฟฟ้าระดับแรงดันสูง ที่ระดับแรงดันต่ำ น้ำหนักและฉนวนของเจเนเรเตอร์น้อยลง ซึ่งทำให้ลดค่าใช้จ่ายและขนาดของเจเนเรเตอร์ แต่พลังงานระดับแรงดันต่อมิอาจส่งผ่านไปยังผู้บริโภคโดยตรงได้เพราะการส่งผ่านพลังงานระดับแรงดันต่อมิได้มีความคุ้มค่า ดังนั้นแม้ว่าการผลิตไฟฟ้าระดับแรงดันต่อมีความคุ้มค่า แต่การส่งผ่านพลังงานไฟฟ้าระดับแรงดันต่อมิได้มีความคุ้มค่า

พลังงานไฟฟ้าเป็นสัดส่วนตรงกับผลคูณของกระแสไฟฟ้าและความดันของระบบ ดังนั้นในการส่งผ่านพลังงานไฟฟ้าจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง ถ้าแรงดันของพลังงานเพิ่มขึ้น กระแสไฟฟ้าที่เกี่ยวข้องจะลดลง กระแสไฟฟ้าที่ลดลงหมายถึงการสูญเสีย I2R ในระบบลดลง การลดลงของพื้นที่ตัดขวางของสายนำหมายถึงการลดลงของเงินลงทุน และกระแสไฟฟ้าที่ลดลงทำให้การควบคุมแรงดันของระบบส่งผ่านพลังงานไฟฟ้าดีขึ้น การควบคุมแรงดันที่ดีขึ้นหมายถึงพลังงานที่มีคุณภาพ ด้วยเหตุผลสามประการนี้ พลังงานไฟฟ้าส่วนใหญ่ถูกส่งผ่านที่ระดับแรงดันสูง

อีกครั้งที่ปลายทางของการกระจาย เพื่อการกระจายพลังงานที่ส่งผ่านมาอย่างมีประสิทธิภาพ มันจะถูกลดระดับลงเป็นระดับแรงดันต่ำที่ต้องการ

ดังนั้นสามารถสรุปได้ว่าพลังงานไฟฟ้าถูกผลิตขึ้นที่ระดับแรงดันต่ำ จากนั้นถูกเพิ่มระดับขึ้นเป็นแรงดันสูงเพื่อการส่งผ่านพลังงานไฟฟ้าอย่างมีประสิทธิภาพ สุดท้าย เพื่อการกระจายพลังงานไฟฟ้าหรือพลังงานให้แก่ผู้บริโภคต่าง ๆ มันจะถูกลดระดับลงเป็นระดับแรงดันต่ำที่ต้องการ