سطح ولتاژ در انتقال و توزیع برق: راهنما

مقدمه

اهمیت سطوح ولتاژ در عملکرد کارآمد یک انتقال قدرت و سیستم توزیع اهمیت ولتاژ نمی تواند بیش از حد مورد توجه قرار گیرد، زیرا مدیریت ثبات ولتاژ شامل حفظ جریان ثابت برق است. راهنمای زیر یک قدم به سمت سطوح مختلف ولتاژ مورد استفاده در سیستم برق از تولید تا نقطه استفاده نهایی است.

اصول اساسی ولتاژ

ولتاژ تفاوت پتانسیل الکتریکی، اندازه گیری شده در ولت (V) ، که جریان را از طریق یک رسانا فشار می دهد. ولتاژ یکی از سه مقدار اساسی الکتریکی است، دو مورد دیگر جریان (آمپر، A) و ولتاژ (وات، W) هستند. ارتباط بین این دو می تواند با معادله بیان شود: قدرت (P) = ولتاژ (V) * جریان (I) این رابطه پایه مدیریت برق را تشکیل می دهد.

انواع ولتاژ در سیستم های برق

ولتاژ اسمی ولتاژ مرجعیه است که برای اهداف محاسبه و طراحی (برای سیستم های الکتریکی) قرار داده شده است. بنابراین ولتاژ اسمی یک مقدار است که برای نشان دادن مقدار قدرت شبکه استفاده می شود، در صورتی که ولتاژ واقعی ممکن است از شیر مشخص شده متفاوت باشد. سطح ولتاژ برای هر کشور/هر نوع سیستم استاندارد است اما برای انتقال و استفاده از قدرت کارآمد دارای منطق سلسله مراتبی است.

سطح ولتاژ انتقال

این کار با استفاده از انتقال ولتاژ بالا انجام می شود تا از دست دادن قدرت در مسافت های طولانی کاهش یابد. انتقال در ولتاژ های بالاتر اما همان قدرت می تواند جریان کمتری را در مقایسه با سطح پایین تر منتقل کند که به کاهش تلفات انرژی در خطوط ناشی از گرما ژول کمک می کند. 115 کیلو ولت، 230 کیلو ولت و 400 کیلو ولت سطوح ولتاژ انتقال رایج هستند (ممکن است با توجه به منطقه و نیازهای شبکه برق متفاوت باشد).

سطح ولتاژ توزیع

برق ولتاژ بالا باید به سطح توزیع به خانه ها و کسب و کارها کاهش یابد وقتی به مقصدش برسد. این کار در ایستگاه های فرعی با استفاده از ترانسفورماتورها انجام می شود. توزیع اولیه از ولتاژهای 11kV تا 33kV تشکیل شده است در حالی که توزیع ثانویه نزدیک به ولتاژ استفاده یعنی 415V/240V است.

سطح ولتاژ استفاده

سپس ولتاژ به سطوح مناسب برای موارد استفاده در نقطه استفاده کاهش می یابد. این الزامات ولتاژ برای کاربران نهایی صنعتی، تجاری و مسکونی متفاوت است. به عنوان مثال، مناطق مسکونی در 120/240V در ایالات متحده و 230V در اروپا خوانده می شود. استانداردهای ایمنی موجود هستند که ولتاژ های استفاده را مشخص می کنند و اطمینان حاصل می کنند که چنین ولتاژ هایی برای کاربران خطرناک نیستند.

مدیریت و تنظیم ولتاژ

سطح ولتاژ باید در محدوده های تنظیم شده باقی بماند تا عملکرد تجهیزات الکتریکی و سلامت و ثبات شبکه را تضمین کند. تنظیم ولتاژ، که فرآیند تنظیم ولتاژ برای اطمینان از این است که در محدوده های معقول باقی می ماند. این کار را می توان با دستگاه های محلی مانند تغییر دهنده های شیر در ترانسفورماتورها و جبران کننده VAR استاتیک انجام داد.

کاهش ولتاژ و از دست دادن خط

در هر انتقال یا خط توزیع ، ولتاژ به دلیل اجزای مقاوم در خط کاهش می یابد و این به عنوان کاهش ولتاژ شناخته می شود. این مورد تحت تاثیر مقاومت خط، مقدار جریان عبور از آن و همچنین طول خط قرار می گیرد. افت ولتاژ و زیان خط به طور مستقیم بر بهره وری تاثیر می گذارد و به همین دلیل باید با انتخاب دقیق هادی ها و مسیر خط به حداقل برسد.

ولتاگ ه روند مدیریت برای آینده

مدیریت ولتاژ در حال تبدیل شدن به یک فرآیند در حال تکامل است که توسط مالکیت فن آوری های شبکه هوشمند اداره می شود. این بدان معناست که این سازگاری پویا و پیشرفته می تواند سطح ولتاژ، ثبات و قابلیت اطمینان شبکه را کنترل کند. علاوه بر این، نفوذ بالا انرژی های تجدید پذیر نیاز به تنظیم ولتاژ پیشرفته برای مقابله با وقفه های آنها دارد. علاوه بر این، انتقال HVDC (انفجار مستقیم ولتاژ بالا) با علاقه زیادی برای انتقال قدرت در مسافت های طولانی و ظرفیت بالا با مقدار کمتری از دست دادن است.

نتیجه گیری

دانش انتقال و توزیع برق از سطح ولتاژ های مختلف برای تبدیل کننده ها برای اطمینان از قابلیت اطمینان و کارایی اجزای سیستم های الکتریکی ضروری است. هر سطح ولتاژ یک عملکرد مهم دارد، از انتقال ولتاژ بالا تا ولتاژ مصرف در ساختمان ها و خانه ها به ترتیب. مدیریت ولتاژ یک چالش شامل تنظیم، کنترل و کاهش ضرر است. با تطبیق بسیاری از فن آوری های جدید شبکه هوشمند و گسترش انرژی های تجدید پذیر، ولتاژ یکی از بسیاری از جنبه های مهم شبکه است که همیشه حیاتی خواهد بود. هدف این راهنما ایجاد این پایه به عنوان یک پله برای الهام بخشیدن به سطوح بیشتر مطالعه و قدردانی از اصول یکپارچگی در سیستم های انرژی ما است.