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Stromnetz - Aufbau und Arbeitsweise

Eine elektrische Stromnetz ist ein Verbundnetz, das die erzeugte Energie an die Verbraucher liefert. Es wird manchmal auch als bezeichnet Stromversorgungssystem. Ein Stromnetz besteht aus Erzeugungsanlagen (Kraftwerken), Übertragungs- und Verteilungssystem.

Kraftwerke befinden sich in MachbarkeitOrte - je nach Verfügbarkeit des Brennstoffs, des Staudamms oder eines effizienten Ortes für erneuerbare Energiequellen. Daher befinden sie sich oft weit weg von den besiedelten Gebieten. Das ist seit dem sehr praktisch Übertragung elektrischer Energie über längere Strecken ist viel wirtschaftlichals die relative Übertragung eines anderen Kraftstoffs. Eine Wasserkraftanlage muss auch entsprechend einem geeigneten Dammstandort aufgestellt werden, oder eine Windkraftanlage kann sich an Land befinden, um zusätzliche Energie aus dem Wind zu gewinnen. Daher ist ein Fernübertragungssystem erforderlich, um die erzeugte Elektrizität in die besiedelten Gebiete zu übertragen. Und ein Vertriebssystem wird benötigt, um den Strom bei geeigneten Spannungen an jeden Verbraucher zu verteilen.

Wie funktioniert ein Stromnetz?

Das folgende Diagramm zeigt a typischer Aufbau eines Stromnetzes.

Stromnetz

Ein Stromnetz kann in drei Stufen unterteilt werden: Stromerzeugung, -übertragung und -verteilung. Jede dieser Stufen wird nachstehend ausführlich erläutert.

Stromerzeugung:

Strom wird in Kraftwerken erzeugtsind oft weit weg von den besiedelten Gebieten. Es gibt verschiedene Arten von Kraftwerken wie thermische, nukleare, Wasserkraft-, Solar-, Windkraftanlagen usw. Ein Kraftwerk kann aus zwei oder mehr dreiphasigen Generatoren bestehen, die parallel betrieben werden. Strom wird in Kraftwerken mit Spannungen von 11 kV bis 25 kV erzeugt. Die Erzeugungsspannung kann aufgrund technischer Einschränkungen nicht viel höher sein.

Getriebe:

Für die Übertragung von Strom längerEntfernungen werden die erzeugten Spannungen auf ein viel höheres Niveau gebracht. Zu diesem Zweck wird ein Aufwärtstransformator verwendet, der den Spannungspegel mit der entsprechenden Abnahme des Stroms erhöht. Ein Anheben der Spannung ist notwendig, um die Übertragungseffizienz durch Verringern von I zu erhöhen2R Verluste in den Übertragungsleitungen. Je höher die Übertragungsspannung, desto geringer ist der Strom und damit auch das I2R Verlust. Die Übertragungsspannungen betragen im Allgemeinen 220 kV oder mehr bis 765 kV. Oft sieht man Übertragungsleitungen, die am Stadtrand über hohe Türme laufen.

Am häufigsten wird ein 3-Phasen-Wechselstrom mit sehr hoher Spannung verwendet Kraftübertragung. Aber aufgrund der Fortschritte in der MachtIn der Elektronikelektronik hat HVDC (High Voltage DC) viele Vorteile für die Übertragung über größere Entfernungen gezeigt. So werden HGÜ-Übertragungssysteme für die Übertragung von Strom über sehr große Entfernungen eingesetzt. Wechselstrom wird an einer Umrichterstation für die Übertragung in HGÜ umgewandelt und dann am anderen Ende wieder in Wechselstrom umgewandelt. Außerdem ist die HVDC-Verbindung heute die einzige Möglichkeit, Netze mit unterschiedlichen Frequenzen miteinander zu verbinden.

Verteilung:

Strom aus dem Übertragungssystem geht dannmit einem Abwärtstransformator in einer primären Abspannstation auf eine erheblich niedrigere Spannung (z. B. 33 bis 66 kV) heruntergefahren. Der Strom wird dann zu Verteilerstationen oder direkt zu großen industriellen Verbrauchern geleitet. In Verteilstationen wird die Leistung weiter heruntergefahren (z. B. bei 11kV). Machtverteilung wird über Kopf oder unterirdisch durchgeführtVerteilungsleitungen, die normalerweise in einem Ring- oder Maschennetz miteinander verbunden sind. Verteiltransformatoren werden verwendet, um die Spannung weiter auf die Nutzungsspannung (120 Volt oder 230 Volt) abzusenken und mehrere Verbraucher über die sekundären Verteilerleitungen zu versorgen.

Dies ist jedoch ein allgemeiner Überblick über ein Stromnetz. In der Praxis ist ein Stromnetz jedoch viel komplexer. Die Spannungspegel für Übertragung und Verteilung variieren stark.

Bemerkungen