Схема электроснабжения дома: Схемы подключения электроснабжения в частном доме

Содержание

Электроэнергетическая система или электрическая сеть известна как крупная сеть электростанций, подключенных к потребительским нагрузкам .

Как известно, « Энергия не может быть ни создана, ни уничтожена, но может быть только преобразована из одной формы энергии в другую форму энергии». Электрическая энергия — это форма энергии, при которой мы передаем эту энергию в виде потока электронов. Итак, электрическая энергия получается путем преобразования различных других форм энергии. Исторически мы делали это с помощью химической энергии, используя элементы или батареи.

Related Posts:

• Классификация систем распределения электроэнергии
• Почему передача электроэнергии кратна 11, т. е. 11 кВ, 22 кВ, 66 кВ и т. д.?

Однако с изобретением генератора появилась техника сначала преобразовывать некоторую форму энергии в механическую форму энергии, а затем преобразовывать ее в электрическую форму энергии с помощью генератора. Генераторы производят два типа мощности переменного и постоянного тока. Тем не менее, 99% современных энергосистем используют генераторы переменного тока.

Электрическая энергия значительно выросла за два столетия благодаря гибкости, которую она обеспечивает для ее использования. Разнообразие использования привело к монотонному увеличению спроса на него. Однако по мере увеличения нагрузки или спроса практически одно требование остается неизменным. То есть мы должны сгенерировать количество, необходимое для нагрузки, в этот самый момент, потому что это большое количество не может быть сохранено для обеспечения такого высокого уровня спроса.

• Связанный пост: Восстановление энергосистемы — программы отключения, падения напряжения и переключения

Следовательно, генерация электрической энергии происходит одновременно с ее использованием. Кроме того, наш спрос всегда меняется. Поэтому поколение также меняется вместе с ним. Помимо разного спроса, тип тока, который мы потребляем, также различается. Эти вариации накладывают множество ограничений и условий. Это причина сложных и больших диспетчерских во всей энергосистеме.

Сеть из линий между генерирующей станцией (электростанцией) и потребителем электроэнергии можно разделить на две части.

• Система передачи
• Распределительная система

Мы можем исследовать эти системы в других категориях, таких как первичная передача и s вторичная передача , а также первичное распределение и вторичное распределение . Это показано на рис. 1 ниже ( однолинейная или однолинейная схема типичной схемы энергосистем переменного тока ).

Нет необходимости, чтобы целые ступени, засеянные в ударе рис. 1, включались в другие силовые схемы. Может быть разница. Например, во многих схемах нет вторичной передачи, в других (малых) схемах энергосистемы нет передачи электроэнергии, а только распределение.

• Читайте также: Атомная энергетика. Почему это последний вариант в большинстве стран?

Основной задачей системы электроснабжения является получение электроэнергии и обеспечение ее безопасной доставки к точке нагрузки, где она используется в пригодной для использования форме. Это делается в пять этапов, а именно:

1. Электростанция
2. Первичная передача
3. Вторичная коробка передач
4. Первичное распределение
5. Вторичное распределение

Следующие части типовой схемы блока питания показаны на рис. 1.

После этих пяти уровней энергия должна быть доступна в установленной форме с точки зрения величины напряжения, частоты и согласованности. Генерация означает преобразование формы энергии в электрическую энергию. Передача подразумевает транспортировку этой энергии на очень большое расстояние с очень большой величиной напряжения. Кроме того, распределение удовлетворяет потребности потребителей на сертифицированном уровне напряжения и осуществляется по фидерам. Фидеры — это маленькие-маленькие куски нагрузки, физически распределенные в разных местах.

Похожие сообщения:

• Что такое интеллектуальная сеть? Приложения для смарт-сетей
• Интеграция возобновляемых источников энергии с энергосистемой

Давайте объясним все вышеперечисленные уровни один за другим.

Место, где электроэнергия вырабатывается параллельно подключенными трехфазными генераторами переменного тока/генераторами, называется Генераторной станцией (т.е. электростанцией).

Обычная мощность электростанции и генерирующее напряжение могут быть 11 кВ , 11,5 кВ 12 кВ или 13 кВ . Но экономически целесообразно увеличить производимое напряжение с (11 кВ, 11,5 кВ или 12 кВ) до 132 кВ , 220 кВ или 500 кВ или более (в некоторых странах до 1500 кВ ) с помощью Step up. трансформатор (силовой трансформатор).

Генерация — это часть энергосистемы, в которой мы преобразуем некоторую форму энергии в электрическую. Это источник энергии в энергосистеме. Он продолжает работать все время. Он вырабатывает электроэнергию при различных уровнях напряжения и мощности в зависимости от типа станции и используемых генераторов. Максимальное количество генераторов вырабатывает мощность на уровне напряжения около 11кВ-20кВ . Повышенный уровень напряжения приводит к увеличению размера требуемого генератора и, следовательно, к увеличению стоимости.

В настоящее время мы используем в основном следующие электростанции по всему миру:

1. Тепловая электростанция
2. Электростанция Hydel (гидроэлектростанция)
3. Атомная электростанция
4. Дизельная электростанция
5. Газовая электростанция
6. Солнечная электростанция
7. Приливная электростанция
8. Ветряная электростанция.

• Связанный пост: Почему мощность электростанции указана в МВт, а не в МВА?

С помощью этих электростанций мы вырабатываем электроэнергию при разных уровнях напряжения и в разных местах в зависимости от типа электростанции. Они используются для разных целей, т.

• Станция базовой нагрузки : — Когда установка используется для обработки потребности базовой нагрузки в системе
• Установка с пиковой нагрузкой :- Когда установка рассчитана на пиковую нагрузку системы

Соответственно, установка рассчитана на нагрузку. Эта категоризация важна для качества разрабатываемой электроэнергии. Это также важно для того факта, что мощность должна генерироваться в тот же момент, когда нагрузка принимает мощность. Итак, поскольку мы знаем тип нагрузки и приблизительную величину нагрузки на станции, выбирается другой тип генерирующей станции.

Например; Тепловые электростанции, электростанции Hydel, атомные электростанции, солнечные электростанции, ветряные электростанции и приливные электростанции выбираются для обработки базовой нагрузки на систему, тогда как газовые электростанции и дизельные электростанции используются для обработки пиковой нагрузки. Это в основном определяется характером времени, которое они тратят на начало подачи энергии. Станциям с базовой нагрузкой требуется больше времени для подачи электроэнергии, тогда как станции с пиковой нагрузкой должны запускаться очень быстро, чтобы удовлетворить спрос.

Сообщение по теме: Почему кабели и линии электропередачи не закреплены на опорах и опорах ЛЭП?

Электропитание (в 132 кВ , 220 кВ , 500 кВ или выше) передается к центру нагрузки по трем фазам по трем проводам ( 70 38 29 0 3 Phase ) Соединение треугольником ) воздушной системы передачи.

Поскольку уровень генерируемого напряжения составляет около ( 11-20 ) кВ и потребность в различных уровнях напряжения и в очень удаленных местах от генерирующей станции. Например, генерирующая станция может вырабатывать напряжение 11кВ, но центр нагрузки находится на расстоянии 1000км и на уровне 440В .

Таким образом, для доставки электроэнергии на такое большое расстояние необходимо предусмотреть соответствующие меры. Следовательно, система передачи имеет важное значение для доставки электрической энергии. Это стало возможным благодаря использованию линий передачи разной длины. Почти во всех случаях это воздушные линии электропередачи. Некоторые исключения случаются, когда необходимо пересечь океан. Затем возникает необходимость использовать подземные кабели.

Но по мере роста системы и увеличения требований к нагрузке задача в этом процессе стала очень сложной. При низком уровне напряжения количество тока, протекающего по линии для высокой нагрузки, больше, и, следовательно, падение напряжения из-за сопротивления и реактивного сопротивления линии передачи очень значительно. Это приводит к увеличению потерь в линиях передачи и снижению напряжения на стороне нагрузки.

• Связанная статья: Шины и соединители в установках высокого и сверхвысокого напряжения

Это влияет на стоимость системы и работу оборудования, которое используют потребители. Итак, трансформатор используется для повышения уровня напряжения на определенные значения в пределах от 220кВ до 765кВ . Это делает значение тока меньше для той же нагрузки, которая будет иметь более высокие значения тока при определенной нагрузке. Значение тока можно рассчитать по формуле:

Где = среднеквадратичное значение межфазного напряжения

= среднеквадратичное значение линейного тока

* обозначает сопряжение вектора.

Возросший спрос и ограниченное расположение генерирующих станций сделали возможной потребность в очень сложной системе под названием «Сеть». Эта система соединяет несколько генерирующих станций, генерирующих напряжение на разных уровнях, которые объединяются в единую систему.

• Связанный пост: Сравнение систем передачи переменного и постоянного тока (преимущества и недостатки)

Это позволяет системе работать с различными центрами нагрузки, что обеспечивает большую надежность системы. В настоящее время эта система выросла до размеров страны. Еще одна система, используемая в настоящее время, — это использование HVDC. HVDC используется для больших расстояний и иногда используется для соединения двух сетей с разными уровнями напряжения или частоты. HVDC также обеспечивает более низкие потери на корону, более низкие помехи связи, устранение индуктивного эффекта и устранение частоты работы.

Линии передачи различаются по размеру. Этот размер определяет его характеристики и поведение в системе. Например, в длинных линиях передачи напряжение на стороне потребителя становится выше своего номинального значения в условиях малой нагрузки из-за преобладания емкостной природы линий передачи.

• Сообщение по теме: Полезна ли реактивная мощность? Важность реактивной мощности

Район, удаленный от города (окраина), соединенный линиями с приемными станциями, называется вторичной передачей . На приемной станции уровень напряжения снижается понижающими трансформаторами до 132 кВ, 66 или 33 кВ , а электроэнергия передается по трехфазной трехпроводной ( 3-фазная – 3-проводная ) воздушной системе в разные подстанции .

• Связанная статья: Сети электропередачи – Воздушные линии сверхвысокого и высокого напряжения

На подстанции уровень вторичного напряжения передачи ( 132 кВ, 66 или 33 кВ ) уменьшен до 11 кВ с помощью понижающих преобразователей .

Как правило, электроснабжение осуществляется для тех потребителей с большой нагрузкой (коммерческое электроснабжение для промышленности), где потребность составляет 11 кВ, от линий, которые имеют напряжение 11 кВ (в трехфазной трехпроводной воздушной системе), и они составляют отдельную подстанцию ​​к контролировать и использовать тяжелую силу в промышленности и на фабриках.

В других случаях для потребителей с большей нагрузкой (в больших масштабах) потребность составляет до 132 кВ или 33 кВ. Таким образом, электроснабжение обеспечивалось ими напрямую путем вторичной передачи или первичного распределения (в 132 кВ, 66 кВ или 33 кВ), а затем понижало уровень напряжения с помощью понижающих трансформаторов на их собственной подстанции для использования (т.е. для электрической тяги и т. д.).

Когда линии электропередач приближаются к центрам потребления, уровень напряжения снижается, чтобы его можно было распределять по разным местам нагрузки. Поэтому мощность берется из сети и снижается до 30-33кВ , в зависимости от мест, куда она доставляется. Затем он передается на подстанции. Например, системное напряжение на уровне подстанции в Индии составляет 33 кВ .

Related Posts:

• Отказы в электрических системах, оборудовании и материалах
• Все о системах электрозащиты, устройствах и агрегатах

На подстанциях предусмотрено множество механизмов управления, чтобы обеспечить контролируемый и непрерывный процесс подачи электроэнергии без особых помех. Эти подстанции обеспечивают электроэнергией более мелкие блоки, называемые «Фидерами ». Это делается либо « Воздушные линии », либо « Подземные кабели ». Эти фидеры находятся в поселках, городах или деревнях, или это может быть какая-то группа предприятий, которые получают мощность от подстанции и преобразуют ее уровень напряжения в соответствии с собственным использованием.

Для бытового использования , напряжение дополнительно снижается на 110В-230В ( фаза-земля ) для использования отдельными лицами с другим коэффициентом мощности. Совокупный объем спроса является нагрузкой на всю систему и должен быть сгенерирован в данный момент.

В зависимости от схемы распределительной системы подразделяются на радиальные или кольцевые. Это придает разную степень надежности и устойчивости системе. Все эти системы защищены различными схемами защиты, состоящими из автоматических выключателей, реле, грозозащитных разрядников, заземляющих проводов и т. д.

Многие измерительные и чувствительные элементы также связаны, такие как «Трансформатор тока» и « Трансформатор напряжения », и измерения на всех местах от подстанций до фидеров и мест потребителей.

Электроэнергия передается (от первичной распределительной линии, т.е. 11 кВ) на распределительную подстанцию, известную как вторичное распределение . Эта подстанция расположена рядом с жилыми и потребительскими районами, где уровень напряжение снижено до 440В с помощью понижающих трансформаторов .

Эти трансформаторы называются Распределительные трансформаторы , трехфазная четырехпроводная система (3 фазы – 4 провода, также известная как Соединение звездой ). Таким образом, имеется 400 Вольт (трехфазная система питания) между любыми двумя фазами и 230 Вольт ( однофазное питание ) между нейтральным и фазным (под напряжением) проводами .

Жилая загрузка (т. е. вентиляторы, освещение, телевизор и т. д.) могут быть подключены между любыми однофазными и нейтральными проводами, в то время как трехфазная нагрузка может быть подключена непосредственно к трехфазным линиям.

Вкратце, вторичное распределение электроэнергии можно разделить на три секции, такие как , фидеры, распределители и сервисные линии (подробности ниже).

Связанный пост:

• Что такое распределенная система управления (DCS)?
• Распределение электроэнергии в промышленности — все, что вам нужно знать

Вся структура энергосистемы состоит из источника (генерирующей станции), передачи (передачи и распределения) и нагрузки (потребителя). Цели:-

• Номинальное напряжение и частота для центров нагрузки.
• Надежность системы, обеспечивающая непрерывную подачу питания.
• Гибкость системы, обеспечивающая питание при различных уровнях напряжения
• Более быстрое устранение неисправностей, чтобы устройство работало дольше и продлевалось срок службы
• Стоимость электроэнергии должна быть как можно ниже
• Потери в системе должны быть как можно меньше

Все эти цели достигаются за счет использования различных наборов генерирующих станций, систем передачи, систем распределения и повышенного качества оборудования для обеспечения безопасности.

В любой момент наша нагрузка меняется в разной степени. Поэтому, чтобы следовать спросу, поколение должно меняться и догонять спрос. Для этого существует множество механизмов управления, таких как регулирующий клапан на тепловых установках, регулирующие стержни на атомных станциях, которые изменяют количество вырабатываемой мощности. И для этой цели существует ряд мер, направленных на передачу запроса на генерирующую станцию. Это ПЛК, SCADA, волоконно-оптическая связь, связь GSM и т. д.

• Сообщение по теме: Интернет вещей (IOT) и его приложения в электроэнергетике

Кроме того, в энергосистеме используются некоторые методы оценки состояния для прогнозирования нагрузки в различные моменты времени. Это помогает в определении количества энергии, которая будет произведена в нужное время. Теперь, с появлением новых методов, очень перспективным является использование «методов мягких вычислений» для управления работой энергосистемы. Кроме того, он сопровождается различным программным обеспечением и численными методами. Следовательно, можно констатировать, что этапы работы энергосистемы следующие:0003

• Изменение нагрузки
• Связь между подстанцией и электростанцией
• Контрольные операции на генерирующих станциях
• Непрерывная оценка на подстанции изменений спроса

Современная энергосистема работает и буквально справляется с таким большим количеством электроэнергии с помощью этих четырех основных шагов. Чем больше контролируется подаваемая мощность, тем лучше будет ее качество, потому что качество электроэнергии — это просто поддержание номинального значения напряжения и частоты в каждом месте. Эта цель достигается только тогда, когда вся система работает в постоянной координации и эффективности.

• Связанная статья: Проектирование и монтаж подстанций СВН/СВН и СВН/ВН

Поскольку наша нагрузка меняется от состояния легкой нагрузки до состояния высокой нагрузки, подстанция связывается с генерирующей станцией, чтобы увеличить выработку электроэнергии, и она продолжает проверять требования, чтобы обеспечить непрерывную подачу энергии.

Связь осуществляется в соответствии с величиной нагрузки и стоимостью процесса. Кроме того, это увеличение спроса затем подтверждается генерирующей станцией путем изменения мощности, подводимой к генератору. Кроме того, от генерирующей станции до центров нагрузки существуют различные уровни (а именно передача и распределение).

Поэтому для обеспечения качества и надежности электроэнергии используется множество устройств для эффективного выполнения различных механизмов управления, состоящих из систем управления неисправностями, систем повышения коэффициента мощности, систем измерения и т. д.

Все эти операции выполняются непрерывно в любой энергосистеме по всему миру, чтобы сделать поставку электроэнергии возможной и эффективной. С увеличением спроса произошло увеличение изобретений различных устройств.

Кроме того, доход, полученный от распределения электроэнергии, дал возможность для дальнейших изобретений и использования новых технологий. Это позволяет нам использовать энергию в таком простом виде, в то время как в действительности постоянно выполняется множество сложных операций.

ниже приведена полная типовая схема системы электроснабжения переменного тока, другими словами, вся вышеизложенная история на рис. 4 ниже.

Нажмите на изображение, чтобы увеличить

Вторичное распределение можно разделить на три части следующим образом.

1. Питатели
2. Дистрибьюторы
3. Служебные линии или служебная сеть
Рис. 5. Элементы распределительной системы кормушки . Помните, что ток в фидерах (в каждой точке) постоянный, а уровень напряжения может быть разным. Ток, протекающий в фидерах, зависит от сечения проводника. Рис. 5.
• Связанная статья: Защита фидера кабелей — типы неисправностей, причины и дифференциальная защита
Распределители

Те ленты, которые извлекаются для подачи электроэнергии потребителям или линиям, откуда потребители получают прямое электроснабжение, называются распределителями, как показано на рис. напряжение может быть одинаковым. Выбор распределителей зависит от падения напряжения и может быть спроектирован в соответствии с разным уровнем падения напряжения. Это связано с тем, что потребители должны получать номинальное напряжение согласно правилам и конструкции.

Связанный пост: Техническое обслуживание трансформатора – Техническое обслуживание, диагностика и мониторинг силовых трансформаторов

Линии обслуживания или сеть обслуживания

Обычный кабель, который подключается между распределителями и терминалом нагрузки потребителя, называется линией обслуживания или сетью обслуживания. , другими словами, кабель, который был подключен к линиям электропередач 11 кВ (от понижающего трансформатора) для получения трехфазного или однофазного питания. Фаза или фаза до нейтральной мощности равна 230 В переменного тока (120 В или 240 В и т. д. в US ) и 440 В переменного тока (208 В, 240 В, 277 В или 480 В и т.