Definicja: System elektroenergetyczny to sieć, która składa się z systemu wytwarzania, dystrybucji i przesyłu. Wykorzystuje on formę energii (jak węgiel i olej napędowy) i przekształca ją w energię elektryczną. System elektroenergetyczny obejmuje urządzenia podłączone do systemu, takie jak generator synchroniczny, silnik, transformator, wyłącznik automatyczny, przewodnik itp.
Elektrownia, transformator, linia przesyłowa, podstacje, linia dystrybucyjna i transformator dystrybucyjny to sześć głównych elementów systemu elektroenergetycznego.Elektrownia wytwarza energię, która jest step-up lub step-down przez transformator do transmisji.
Linia przesyłowa przenosi energię do różnych podstacji.Przez podstacje, moc jest przekazywana do transformatora dystrybucyjnego, który obniża moc do odpowiedniej wartości, która jest odpowiednia dla odbiorców.
Struktura systemu elektroenergetycznego
System elektroenergetyczny jest złożonym przedsięwzięciem, które może być podzielone na następujące podsystemy.Podsystemy systemu elektroenergetycznego są szczegółowo opisane poniżej.
Stacja wytwórcza
W stacji wytwórczej paliwo (węgiel, woda, energia jądrowa, itp.) jest przekształcane w energię elektryczną. Energia elektryczna wytwarzana jest w zakresie napięć od 11kV do 25kV, które są stepowane w celu przesyłu na duże odległości. Elektrownia podstacji generującej jest głównie klasyfikowana do trzech typów, tj. elektrowni cieplnej, elektrowni wodnej i elektrowni jądrowej.
Generator i transformator są głównymi elementami stacji generującej. Generator przekształca energię mechaniczną w energię elektryczną. Energia mechaniczna pochodzi ze spalania węgla, gazu i paliwa jądrowego, turbin gazowych lub czasami silnika spalinowego.
Transformator przenosi moc z bardzo wysoką sprawnością z jednego poziomu na drugi. Moc przekazywana z wtórnika jest w przybliżeniu równa pierwotnej, z wyjątkiem strat w transformatorze. Transformator step-up zmniejszy straty w linii, co umożliwi przesyłanie energii na duże odległości.
Stacja przesyłowa
Stacja przesyłowa prowadzi linie napowietrzne, które przenoszą wytworzoną energię elektryczną z generacji do stacji rozdzielczych. Dostarcza ona jedynie duże ilości energii do stacji elektroenergetycznych lub bardzo dużych odbiorców.
Linie przesyłowe spełniają głównie dwie funkcje
- Transportują energię ze stacji wytwórczych do stacji odbiorczych.
- Połącza dwie lub więcej stacji wytwórczych.Sąsiednie stacje elektroenergetyczne są również połączone ze sobą za pośrednictwem linii przesyłowych.
Napięcie przesyłowe pracuje na poziomie powyżej 66kv i jest znormalizowane na poziomie 69kv, 115KV, 138KV, 161KV, 230KV, 345KV, 500KV i 765KV, linia do linii. Linia przesyłowa powyżej 230KV jest zwykle określana jako linia najwyższego napięcia (EHV).
Linia wysokiego napięcia jest zakończona w podstacjach, które są nazywane podstacjami wysokiego napięcia, podstacjami odbiorczymi lub podstacjami pierwotnymi. W podstacji wysokiego napięcia napięcie jest obniżane do odpowiedniej wartości dla następnej części przepływu w kierunku obciążenia. Bardzo duzi odbiorcy przemysłowi mogą być obsługiwani bezpośrednio przez system przesyłowy.
Podstacje przesyłowe
Część systemu przesyłowego, która łączy podstacje wysokiego napięcia poprzez transformator step-down z podstacjami dystrybucyjnymi, nazywana jest systemem podtransmisyjnym.
Poziom napięcia podtransmisyjnego waha się od 90 do 138KV. System podtransmisyjny obsługuje bezpośrednio niektóre duże zakłady przemysłowe. Kondensator i dławik znajdują się w podstacjach w celu utrzymania napięcia linii przesyłowej.
Działanie systemu podtransmisyjnego jest podobne do działania systemu dystrybucyjnego. Różni się on od systemu dystrybucyjnego w następujący sposób.
- System podtransmisyjny ma wyższy poziom napięcia niż system dystrybucyjny.
- Zasila on tylko większe odbiorniki.
- Zasila on tylko kilka podstacji w porównaniu z systemem dystrybucyjnym, który zasila kilka odbiorników.
Podstacja dystrybucyjna
Komponent systemu elektroenergetycznego łączący wszystkich odbiorców na danym obszarze ze źródłami energii masowej nazywany jest systemem dystrybucyjnym.Stacje elektroenergetyczne masowe połączone są z podstacjami wytwórczymi liniami przesyłowymi. Zasilają one niektóre podstacje, które są zwykle usytuowane w dogodnych punktach w pobliżu ośrodków obciążenia.
Podstacje dystrybuują energię do odbiorców domowych, komercyjnych i stosunkowo małych. Odbiorcy wymagają dużych bloków mocy, które są zwykle dostarczane w systemie podtransmisyjnym lub nawet przesyłowym.