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Grundlagen des Stromübertragungssystems

Elektrische Energie nach der Produktion anErzeugungsstationen (TPS, HPS, NPS usw.) werden zur Verwendung an die Verbraucher übermittelt. Dies liegt daran, dass sich die Erzeugungsstationen in der Regel außerhalb der Lastzentren befinden. Das Netzwerk, das Strom von den Erzeugern an die Verbraucher überträgt und liefert, wird als das Netzwerk bezeichnet Übertragungssystem. Diese Energie kann in Wechselstrom- oder Gleichstromform übertragen werden. Traditionell wird Wechselstrom seit Jahren verwendet, aber HVDC (High Voltage DC) erfreut sich immer größerer Beliebtheit.

Einzeiliges Diagramm des Wechselstromnetzes

Ein typisches Diagramm mit einer einzelnen Linie, das den Energiefluss in einem bestimmten Energiesystem darstellt, ist unten dargestellt:
einzeiliges Diagramm des elektrischen Kraftübertragungssystems

Die elektrische Energie wird normalerweise bei 11 kV in erzeugtein Kraftwerk. In einigen Fällen kann Strom mit 33 kV erzeugt werden. Diese Erzeugungsspannung wird dann auf 132 kV, 220 kV, 400 kV oder 765 kV usw. erhöht. Das Anheben des Spannungspegels hängt von der Entfernung ab, in der die Leistung übertragen werden soll. Je länger der Abstand ist, desto höher ist der Spannungspegel. Das Erhöhen der Spannung soll das I reduzieren2R Verluste in Übertragen der Kraft (Wenn die Spannung erhöht wird, verringert sich der Strom um einen relativen Betrag, so dass die Leistung konstant bleibt und somit I2R-Verlust reduziert auch). Diese Phase wird als bezeichnet Primärübertragung.
Die Spannung wird an einer Empfangsstation auf 33kV oder 66kV abgesenkt. Sekundärübertragung Von dieser Empfangsstation gehen Leitungen aus, um Nebenstationen in der Nähe von Lastzentren (Städten usw.) zu verbinden.
Die Spannung wird bei a wieder auf 11 kV abgesenktUnterstation. Große industrielle Verbraucher können mit 11kV direkt von diesen Umspannwerken versorgt werden. Aus diesen Umspannstationen entstehen auch Speiseleitungen. Diese Phase wird als bezeichnet Primärverteilung.
Feeder sind entweder Freileitungen oder U-BahnKabel, die Strom in der Nähe der Lastpunkte (Endverbraucher) bis zu einigen Kilometern führen. Schließlich wird die Spannung durch einen Mastverteiler auf 415 Volt herabgesetzt und den Verteilern zugeführt. Die Endverbraucher werden von einem Verteiler aus über ein Versorgungsnetz versorgt. Das Sekundärverteilung Das System besteht aus Abzweigen, Verteilern und Versorgungsnetzen.

Verschiedene Arten von Übertragungssystemen

  1. Einphasen-Wechselstromsystem
    • einphasig, zwei Drähte
    • einphasig, zwei Drähte mit Mittelpunkt geerdet
    • einphasig, drei Drähte
  2. Zweiphasiges Wechselstromsystem
    • Zweiphasig, drei Drähte
    • Zweiphasig, vieradrig
  3. Dreiphasen-Wechselstromsystem
    • dreiphasig, drei Drähte
    • dreiphasig, vieradern
  4. DC-System
    • Gleichstrom zwei Drähte
    • Gleichstrom zwei Drähte mit Mittelpunkt geerdet
    • Gleichstrom drei Drähte
Elektrische Kraftübertragung kann auch mit Erdkabeln durchgeführt werden. Der Bau einer unterirdischen Übertragungsleitung kostet jedoch im Allgemeinen das 4- bis 10-Fache einer gleichwertigen Freileitung. Es ist jedoch zu beachten, dass die Kosten für den Bau unterirdischer Übertragungsleitungen stark von der örtlichen Umgebung abhängen. Auch die Kosten für das Leitermaterial sind eine der bedeutendsten Gebühren in einem Übertragungssystem. Da die Leiterkosten einen großen Teil der Gesamtkosten ausmachen, müssen sie bei der Planung berücksichtigt werden. Bei der Wahl des Übertragungssystems werden verschiedene Faktoren wie Zuverlässigkeit, Effizienz und Wirtschaftlichkeit berücksichtigt. Üblicherweise wird ein Overhead-Übertragungssystem verwendet.

Hauptelemente einer Übertragungsleitung

Aus wirtschaftlichen Gründen wird ein dreiphasiges dreidrahtiges Freileitungssystem häufig für die elektrische Energieübertragung verwendet. Nachfolgend sind die Hauptelemente eines typischen Energiesystems aufgeführt.
  • Dirigenten: drei für eine einzelne leitung und sechs für eineZweikreisleitung. Leiter müssen die richtige Größe haben (d. H. Die Querschnittsfläche). Dies hängt von seiner aktuellen Kapazität ab. Üblicherweise werden ACSR-Leiter (mit Aluminiumkern mit Stahlverstärkung) verwendet.
  • Transformer: Aufwärtstransformatoren werden zum Erhöhen der Spannungsstufe und Abwärtstransformatoren zum Absenken verwendet. Transformatoren ermöglichen die Übertragung von Energie mit höherer Effizienz.
  • Leitungsisolatoren: um die leitungsleiter mechanisch zu unterstützen und gleichzeitig von den tragetürmen elektrisch zu isolieren.
  • Stützmasten: um die in der Luft schwebenden Leitungsleiter zu unterstützen.
  • Schutzvorrichtungen: zum Schutz des Übertragungssystems und zur Gewährleistung eines zuverlässigen Betriebs. Dazu gehören Erdungskabel, Blitzableiter, Trennschalter, Relais usw.
  • Spannungsregler: die Spannung auf der Empfängerseite innerhalb zulässiger Grenzen zu halten.

Bemerkungen