Grundlagen des elektrischen Energieübertragungssystems

By | September 23, 2022

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Elektrische Energie wird, nachdem sie in Kraftwerken (TPS, HPS, NPS usw.) erzeugt wurde, zur Nutzung an die Verbraucher übertragen. Dies liegt daran, dass Erzeugungsanlagen in der Regel abseits der Lastzentren liegen. Das Netz, das Strom von den Erzeugern zu den Verbrauchern überträgt und liefert, wird als das bezeichnet Übertragungssystem. Diese Energie kann in AC- oder DC-Form übertragen werden. Traditionell wird seit Jahren Wechselstrom verwendet, aber HGÜ (Hochspannungsgleichstrom) gewinnt schnell an Popularität.

Einzeiliges Diagramm des Wechselstromübertragungssystems

Ein typisches einzeiliges Diagramm, das den Energiefluss in einem bestimmten Stromsystem darstellt, ist unten dargestellt:

Einliniendiagramm des elektrischen Energieübertragungssystems

Elektrischer Strom wird üblicherweise (oder normalerweise) mit 11 kV in Kraftwerken in Indien und Europa erzeugt. In einigen Fällen kann die Generatorspannung höher oder niedriger sein. Generatoren für den Einsatz in Kraftwerken sind von einigen großen Herstellern zwischen 6 kV und 25 kV erhältlich. Diese Erzeugungsspannung wird dann auf 132 kV, 220 kV, 400 kV oder 765 kV usw. erhöht. Das Erhöhen des Spannungspegels hängt von der Entfernung ab, über die Energie übertragen werden soll. Je größer die Entfernung, desto höher ist der Spannungspegel. Durch Erhöhen der Spannung wird der I verringert2R Verluste ein Übertragung der Kraft (Wenn die Spannung erhöht wird, verringert sich der Strom um einen relativen Betrag, so dass die Leistung konstant bleibt und daher I2Der R-Verlust wird ebenfalls reduziert). Diese Phase wird als bezeichnet primäre Übertragung.

Die Spannung wird dann an einer Empfangsstation auf 33kV oder 66kV heruntertransformiert. Sekundäre Übertragung Von dieser Empfangsstation gehen Leitungen aus, um Unterstationen in der Nähe von Lastzentren (Städte usw.) anzuschließen.

An einem Umspannwerk wird die Spannung wieder auf 11kV heruntertransformiert. Große Industrieverbraucher können direkt aus diesen Umspannwerken mit 11kV versorgt werden. Aus diesen Umspannwerken gehen auch Abzweige hervor. Diese Phase wird als bezeichnet Primärverteilung.

Zubringer sind entweder Freileitungen oder Erdkabel, die den Strom in der Nähe der Verbraucher (Endverbraucher) bis zu einigen Kilometern weit transportieren. Schließlich wird die Spannung durch einen am Mast montierten Ortsnetztransformator auf 415 Volt heruntertransformiert und an die Verteiler geliefert. Endverbraucher werden über eine Hausanschlussleitung von Verteilern versorgt. Das sekundäre Verteilung System besteht aus Einspeisungen, Verteilern und Versorgungsleitungen.

Verschiedene Arten von Übertragungssystemen

  1. Einphasiges Wechselstromsystem
    • einphasig, zwei Drähte
    • einphasig, zwei Drähte mit geerdetem Mittelpunkt
    • einphasig, drei Drähte
  2. Zweiphasen-Wechselstromsystem
    • zweiphasig, drei Drähte
    • zweiphasig, vier Drähte
  3. Dreiphasen-Wechselstromsystem
    • dreiphasig, drei Drähte
    • dreiphasig, vier Drähte
  4. DC-System
    • DC zwei Drähte
    • DC zwei Drähte mit geerdetem Mittelpunkt
    • DC drei Drähte

Elektrische Energieübertragung kann auch mit Erdkabeln durchgeführt werden. Der Bau einer unterirdischen Übertragungsleitung kostet jedoch im Allgemeinen das 4- bis 10-fache einer entsprechenden Entfernung einer Freileitung. Es ist jedoch zu beachten, dass die Kosten für den Bau unterirdischer Übertragungsleitungen stark von der örtlichen Umgebung abhängen. Auch die Kosten des erforderlichen Leitermaterials sind eine der beträchtlichsten Belastungen in einem Übertragungssystem. Da die Leiterkosten einen Großteil der Gesamtkosten ausmachen, müssen sie bei der Konstruktion berücksichtigt werden. Die Wahl des Übertragungssystems erfolgt unter Berücksichtigung verschiedener Faktoren wie Zuverlässigkeit, Effizienz und Wirtschaftlichkeit. Normalerweise wird ein Freileitungssystem verwendet.

Hauptelemente einer Übertragungsleitung

Aufgrund wirtschaftlicher Erwägungen wird das Dreiphasen-Dreidraht-Freileitungssystem weithin für die elektrische Energieübertragung verwendet. Im Folgenden sind die Hauptelemente eines typischen Stromversorgungssystems aufgeführt.

  • Dirigenten: drei für eine Einkreisleitung und sechs für eine Zweikreisleitung. Leiter müssen die richtige Größe (dh Querschnittsfläche) haben. Dies hängt von seiner aktuellen Kapazität ab. Üblicherweise werden ACSR-Leiter (Aluminium-Core Steel-Armified) verwendet.
  • Transformer: Aufwärtstransformatoren werden zum Hochsetzen des Spannungspegels und Abwärtstransformatoren zum Heruntersetzen verwendet. Transformatoren ermöglichen eine Energieübertragung mit höherem Wirkungsgrad.
  • Leitungsisolatoren: um die Linienleiter mechanisch zu stützen, während sie elektrisch von den Stütztürmen isoliert werden.
  • Stütztürme: um die in der Luft schwebenden Linienleiter zu stützen.
  • Schutzvorrichtungen: um das Übertragungsnetz zu schützen und einen zuverlässigen Betrieb zu gewährleisten. Dazu gehören Erdungskabel, Blitzableiter, Leistungsschalter, Relais usw.
  • Spannungsregler: um die Spannung auf der Empfangsseite innerhalb zulässiger Grenzen zu halten.