overdracht AC/DC elektrisch vermogen

Elektrische distributiesystemen zijn een essentieel onderdeel van het elektrische energiesysteem. Om elektrische stroom van een wisselstroom (AC) of een gelijkstroom (DC) naar de plaats waar het zal worden gebruikt, moet een type distributienet worden gebruikt.

De methode gebruikt voor het verdelen van de macht, waar het wordt geproduceerd waar wordt het gebruikt kan heel eenvoudig zijn. Complexere energiedistributiesystemen worden gebruikt om elektriciteit van de centrale over te brengen naar industrieën, woningen en commerciële gebouwen.

inhoud:

1. Distributie systemen in het algemeen
2. Indeling
   1. AC distributie
      1. Primaire distributie-systeem
      2. Secundair distributie-systeem
   2. DC distribution
      1. 2-draads DC-systeem
      2. 3-draads DC-systeem
   3. het Meest gemeenschappelijke regelingen distributie
      1. Radiaal Systeem
      2. Ring main-systeem
      3. met elkaar Verbonden power systems
3. spanningsval berekening in een DC-systeem
4. Eisen van een goede distributie-systeem
5. Ontwerp

distributiesystemen in het algemeen maken gebruik van distributiesystemen zoals transformatoren, stroomonderbrekers en beveiligingsinrichtingen. Het door Thomas Edison ontwikkelde elektrische distributiesysteem was een ondergronds gelijkstroomsysteem.

Het bestaat over het algemeen uit feeders, distributeurs. Figuur 1 toont een enkellijnig diagram van een typisch distributiesysteem.

in principe kunnen we zeggen dat het deel van het elektriciteitssysteem dat elektrische stroom distribueert voor lokaal gebruik bekend staat als distributiesysteem.

Feeders

een feeder is een geleider die het onderstation (of gelokaliseerde generatorstation) verbindt met het gebied waar het vermogen moet worden verdeeld. In het algemeen worden er geen kranen uit de feeder genomen, zodat de stroom in het geheel hetzelfde blijft (Figuur 2).

de belangrijkste overweging bij het ontwerp van een feeder is de huidige draagkracht.

distributeur

Een Distributeur is een geleider waarvan de aftap wordt genomen voor levering aan de consument. De stroom door een verdeler is niet constant omdat tappings worden genomen op verschillende plaatsen langs de lengte.

dienstnet

een dienstmaim is over het algemeen een kleine kabel die de distributeur verbindt met de terminals van de consument.

Ga terug naar inhoud

2. Indeling

een distributiesysteem kan worden ingedeeld volgens:

afhankelijk van de aard van de stroom, kan het distributiesysteem worden ingedeeld als:

• gelijkstroom (DC) distributiesysteem
• alternatief stroom (AC) distributiesysteem.

nu-a-dagen wordt AC-systeem algemeen gebruikt voor de distributie van elektrische energie omdat het eenvoudiger en zuiniger is dan de gelijkstroommethode.

afhankelijk van het aansluitschema kan het distributiesysteem worden ingedeeld als:

1. radiaal systeem
2. Ring hoofdsysteem
3. onderling verbonden systeem.elke regeling heeft zijn eigen voor-en nadelen.

   Ga terug naar inhoud

   2.1 WISSELSTROOMVERDELING

   Nu-a-dagen wordt elektrische energie opgewekt, overgebracht en gedistribueerd in de vorm van wisselstroom. Een belangrijke reden voor het wijdverbreide gebruik van wisselstroom in plaats van gelijkstroom is het feit dat wisselspanning gemakkelijk in grootte kan worden veranderd door middel van een transformator.

   transformator heeft het mogelijk gemaakt om ac te verzenden. stroom bij hoogspanning en gebruik het op een veilig potentieel. Hoge transmissie-en distributiespanningen hebben de stroom in de geleiders en de resulterende lijnverliezen sterk verminderd.

   Er is geen duidelijke lijn tussen transmissie en distributie Volgens spanning of bulkcapaciteit. Deze lijn verschilt ook van land tot land.

   in het algemeen is het WISSELSTROOMDISTRIBUTIESYSTEEM echter het elektrische systeem tussen het door het transmissiesysteem gevoede onderstation en de verbruikersmeters (Figuur 3).

   Figuur 3-enkellijndiagram van het transmissie-en distributienet. Centraal station waar stroom wordt opgewekt door 3-fase dynamo ‘ s.

   het AC-distributiesysteem wordt ingedeeld in:

   1. primair distributiesysteem en
   2. secundair distributiesysteem.

   Ga terug naar inhoud

   2.1.1 primair distributiesysteem

   het is dat deel van het WISSELSTROOMDISTRIBUTIESYSTEEM dat werkt bij spanningen die iets hoger zijn dan het algemene gebruik en dat grote blokken elektrische energie verwerkt dan het gemiddelde laagspanningsverbruik van de verbruiker (Figuur 4).

   de spanning die wordt gebruikt voor de primaire distributie hangt af van de hoeveelheid te transporteren vermogen en de afstand van het te voeden onderstation. De meest gebruikte primaire distributiespanningen zijn 11 kV, 66 kV en 33 kV, maar dit verschilt van land tot land.

   Eén om economische redenen wordt de primaire distributie uitgevoerd door een 3-Fase 3-draads systeem.

   elektrisch vermogen van het productiestation wordt met hoogspanning naar het onderstation in of nabij de stad verzonden. Bij dit onderstation wordt de spanning verlaagd tot 11 kV met behulp van een step-down transformator.

   stroom wordt geleverd aan verschillende onderstations voor distributie of aan grote verbruikers bij deze spanning. Dit vormt de hoogspanningsdistributie of primaire distributie.

   

   Ga terug naar de inhoud

   2.1.2 Secundaire distributie-systeem

   Het is een onderdeel van AC distributie systeem waarin het bereik van de spanningen op die de uiteindelijke consument gebruik maakt van de elektrische energie geleverd aan hem.

   de secundaire distributie maakt gebruik van een 3-Fase 4-draads 400/230 V-systeem. Het primaire distributiecircuit levert stroom aan verschillende onderstations, distributieonderstations genaamd.

   de onderstations bevinden zich in de buurt van de consumentenlocaties en bevatten step-down transformatoren. Bij elk distributiestation wordt de spanning verlaagd tot 400 V en wordt de stroom geleverd door een 3-Fase 4-draads systeem.

   de spanning tussen elke twee fasen is 400 V en tussen elke fase en neutraal is 230 V (Figuur 5).

   de eenfasige binnenlandse belastingen zijn aangesloten tussen een fase en de neutrale, terwijl 3-fase 400 V motor, vermogenstransformator belastingen zijn aangesloten over 3-fase lijnen direct.

   

   Ga terug naar inhoud

   2.2 GELIJKSTROOMDISTRIBUTIE

   Het is algemeen bekend dat elektrische energie vrijwel uitsluitend als wisselstroom wordt opgewekt, verzonden en gedistribueerd, maar voor bepaalde toepassingen is GELIJKSTROOMVOORZIENING absoluut noodzakelijk.

   zo is GELIJKSTROOMTOEVOER nodig voor de werking van machines met variabel toerental (d.w.z. gelijkstroommotoren), voor elektrochemisch werk en voor overbelaste zones waar opslagbatterijreserves nodig zijn.

   hiervoor wordt wisselstroom in gelijkstroom in het onderstation omgezet met behulp van omzettingsmachines, bijvoorbeeld kwikbooggelijkrichters, roterende omvormers en motorgeneratorsets.

   De GELIJKSTROOMTOEVOER hum het onderstation kan worden verkregen in de vorm van:

   • 2-draads of
   • 3-draads voor distributie

   Ga terug naar inhoud

   2.2.1 2-draads gelijkstroomsysteem

   zoals de naam al aangeeft bestaat dit distributiesysteem uit twee draden (+ en -). De ene is de uitgaande of positieve draad en de andere is de terugkeer of negatieve draad. De belastingen zoals lampen, motoren etc. zijn parallel tussen de twee draden verbonden.

   Dit systeem wordt vanwege het lage rendement nooit gebruikt voor transmissiedoeleinden, maar kan worden gebruikt voor de distributie van gelijkstroom.

   Ga terug naar inhoud

   2.2.2 3-draads gelijkstroomsysteem

   Het bestaat uit twee buitenste en een middelste of neutrale draad die geaard is op het onderstation (zie Figuur 5). De spanning tussen de outers is tweemaal de spanning tussen de buitenste en neutrale draad.

   het belangrijkste voordeel van dit systeem is dat het twee spanningen op de verbruikersterminals tussen elke buiten-en de neutrale buiten-en tussen de buiten-aansluitingen ter beschikking stelt.

   belastingen die hoogspanning vereisen (bv. motoren) zijn aangesloten over de buitenboordmotoren, terwijl lampen en verwarmingscircuits die minder spanning vereisen, zijn aangesloten tussen de buiten-en de neutrale buitenzijde.

   

   Ga terug naar inhoud

   2.3 meest voorkomende distributiesystemen

   2.3.1 radiaal systeem

   in dit systeem stralen afzonderlijke feeders uit vanaf één onderstation en voeden de distributeurs slechts aan één uiteinde. Figuur 6 toont een enkellijndiagram van een radiaal distributiesysteem. Het radiale systeem wordt gebruikt bij lage spanning en het onderstation bevindt zich in het midden van de belasting.

   Dit is het eenvoudigste distributiecircuit en heeft de laagste initiële kosten.

   

   Het heeft echter de volgende nadelen:

   1. het uiteinde van de verdeler die zich het dichtst bij het voedingspunt bevindt, zal zwaar belast worden.
   2. de consumenten zijn afhankelijk van één enkele feeder en één enkele distributeur.
      daarom sluit elke storing aan de feeder of distributeur de levering af aan de consumenten die zich aan de kant van de storing buiten het onderstation bevinden.
   3. de verbruikers aan het Verre uiteinde van de distributeur zouden worden blootgesteld aan ernstige spanningsschommelingen wanneer de belasting van de distributeur verandert.

   vanwege deze beperkingen wordt dit systeem alleen voor korte afstanden gebruikt. Het radiale systeem kan worden uitgebreid door meer laterals en sub-laterals te introduceren.

   Ga terug naar inhoud

   2.3.2 Ring hoofdsysteem

   in dit systeem vormen de primaries van distributietransformatoren een lus. Het luscircuit begint bij de busbars van het substation, maakt een lus door het te bedienen gebied en keert terug naar het substation.

   het schema met één lijn van het hoofdsysteem van de ring is weergegeven in Figuur 7.

   

   Het ring hoofdsysteem heeft de volgende voordelen:

   1. Er zijn minder spanningsschommelingen bij de terminals van de consument.
   2. het systeem is zeer betrouwbaar omdat elke verdeler via twee toevoersystemen wordt gevoed. In geval van een storing op een deel van de feeder, wordt de continuïteit van de levering gehandhaafd.

   bijvoorbeeld, stel dat er een fout optreedt in een sectie van de feeder. Dan kan het foutieve gedeelte van de feeder worden geïsoleerd voor reparaties en tegelijkertijd wordt de continuïteit van de levering aan alle consumenten via de andere feeder gehandhaafd.

   Ga terug naar inhoud

   2.3.3 geïnterconnecteerde elektriciteitssystemen

   wanneer de feederring door twee of meer dan twee bronnen van energie wordt voorzien, wordt dit koppelingssysteem genoemd. Het schema met één lijn van het geïnterconnecteerde systeem is weergegeven in Figuur 8.

   

   het geïnterconnecteerde systeem heeft de volgende voordelen:

   1. Het verhoogt de betrouwbaarheid van de dienstverlening.
   2. elk gebied dat tijdens de piekbelasting van het ene productiestation wordt gevoed, kan van het andere productiestation worden gevoed. Dit vermindert de reservecapaciteit en verhoogt de efficiëntie van het systeem.

   Ga terug naar inhoud

   3. Spanningsvalberekening in gelijkstroomsysteem

   de spanningsval in het distributiesysteem wordt berekend volgens de Ohm,s-wet. Laten we eens kijken naar een eenvoudig doe radiaal distributiesysteem zoals weergegeven in Figuur 9.

   

   het systeem heeft geconcentreerde belasting Ia, Ib, Ic, Id en Ie op respectievelijk belastingpunt A,B,C,D en E. De weerstand van verschillende secties is weergegeven in Figuur 5 hierboven.

   de feeder wordt gevoed op punt O. laat de spanningen op verschillende knooppunten Va, Vb, Vc, Vd en Ve zijn en de feeder wordt gevoed op de spanning Vo . Vandaar de spanningsval wordt gegeven door:

   VDTotal =VDOA + VDAB +VDBC + VDCD + VDDE

   Stroom in secties:

   • De stroom die in de sectie ‘OA’ is: Ioa = Ia + Ib + Ic + Id + Ie
   • De stroom die in de sectie ‘AB’ is: Iab = Ib + Ic + Id + Ie
   • De stroom die in de sectie ‘BC’ is: Ibc = Ic + Id + Ie
   • de stroomstroom in de sectie ‘CD’ is: Icd = Id + Ie
   • de stroomstroom in de sectie ‘DE’ is: Ide = Ie

   de totale spanningsdaling wordt daarom gegeven door:

   VDTotal = IoaRoa + IabRab + IbcRbc + IcdRcd + IdeRde

   AC-distributiesysteem. In veel gevallen is de belasting in het systeem niet geconcentreerd, het kan een uniforme belasting zijn of een combinatie van een uniforme en geconcentreerde belasting.

   als de belasting gelijk is, wordt de spanningsdaling berekend voor een zeer kleine lengte van de feeder, zoals dx, en vervolgens geïntegreerd over de gehele lengte.

   Ga terug naar inhoud

   4. Eisen van een goed distributiesysteem

   een aanzienlijke inspanning is nodig om een elektrische stroomvoorziening binnen de behoeften van verschillende soorten verbruikers te houden. Enkele vereisten voor een goed distributiesysteem zijn:

   • juiste spanning,
   • beschikbaarheid van vermogen op aanvraag en
   • betrouwbaarheid.

   juiste spanning

   een belangrijke eis van een distributiesysteem is dat de spanningsvariaties aan de terminals van de consument zo laag mogelijk moeten zijn. De veranderingen in de spanning worden over het algemeen veroorzaakt door de variatie van de belasting op het systeem. Lage spanning veroorzaakt verlies van inkomsten, inefficiënte verlichting en mogelijk uitbranden van de motor.

   hoogspanning zorgt ervoor dat de lampen permanent uitbranden en kan leiden tot het uitvallen van andere apparaten.

   daarom moet een goed distributiesysteem ervoor zorgen dat de spanningsvariaties aan de terminals van de consument binnen de toegestane grenzen blijven. De voorgeschreven grens van spanningsvariaties is ± 5% van de nominale waarde bij de terminals van de consument.

   indien de opgegeven spanning 230 V bedraagt, mag de hoogste spanning van de consument dus niet hoger zijn dan 242 V, terwijl de laagste spanning van de consument niet lager mag zijn dan 218 V.

   beschikbaarheid van vermogen op aanvraag

   vermogen moet beschikbaar zijn voor de consumenten in elke hoeveelheid die zij van tijd tot tijd nodig hebben. Bijvoorbeeld, motoren kunnen worden gestart of uitgeschakeld, lichten kunnen worden ingeschakeld of uitgeschakeld, zonder voorafgaande waarschuwing aan het elektriciteitsbedrijf. Aangezien elektrische energie niet kan worden opgeslagen, is het distributiesysteem het meest in staat om de belasting van de consumenten te leveren.

   Dit maakt het noodzakelijk dat het bedieningspersoneel voortdurend belastingspatronen moet bestuderen om van tevoren de belangrijke veranderingen in de belasting te voorspellen die volgens de bekende schema ‘ s plaatsvinden.

   betrouwbaarheid

   De moderne industrie is voor haar werking bijna afhankelijk van elektriciteit. Woningen en kantoorgebouwen worden verlicht, verwarmd, gekoeld en geventileerd door elektrische stroom. Dit vraagt om betrouwbare service.

   helaas kan elektrische energie, net als al het andere dat door de mens is gemaakt, nooit absoluut en 100% betrouwbaar zijn.

   de betrouwbaarheid kan echter aanzienlijk worden verbeterd door:

   1. koppelingssysteem
   2. betrouwbaar automatisch regelsysteem
   3. met extra reservefaciliteiten.

   Ga terug naar inhoud

   5. Ontwerpoverwegingen

   goede spanningsregeling van een distributienet is waarschijnlijk de belangrijkste factor die verantwoordelijk is voor het leveren van een goede dienstverlening aan de consument. Voor dit doel, het ontwerp van feeders en distributeurs vereist zorgvuldige overweging.

   Feeders

   een feeder is ontworpen vanuit het oogpunt van zijn huidige draagvermogen, terwijl de aandacht voor spanningsval relatief onbelangrijk is. Het is omdat spanningsval in een feeder kan worden gecompenseerd door middel van spanningsregelapparatuur op het onderstation.

   distributeurs

   Een Distributeur wordt ontworpen vanuit het oogpunt van de spanningsval erin. Dit komt doordat een distributeur stroom levert aan de consumenten en er een wettelijke limiet is voor spanningsvariaties aan de terminals van de consument (±6% van de nominale waarde).

   De grootte en lengte van de verdeler moeten zodanig zijn dat de spanning aan de terminals van de consument binnen de toegestane grenzen ligt.

   Ga terug naar inhoud