Leistungsverteilungssystem: Was es ist und die verschiedenen Typen

Ein Stromverteilungssystem ist eine entscheidende Komponente des elektrischen Netzes, das die Abgabe von Strom vom Übertragungssystem an einzelne Verbraucher gewährleistet. Es spielt eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung der zuverlässigen Stromversorgung für Häuser, Branchen und Unternehmen. In diesem Artikel werden wir untersuchen, was ein Leistungsverteilungssystem ist, wie es funktioniert, und welche verschiedenen Arten von Systemen, die in modernen elektrischen Gittern verwendet werden.

1. Was ist a Leistungsverteilungssystem ?

Ein Stromverteilungssystem bezieht sich auf das Netzwerk elektrischer Komponenten und Infrastrukturen, die den Endbenutzern elektrische Energie von Umspannwerken liefert. Nachdem Strom in Kraftwerken erzeugt wurde, wandert er mit hoher Spannung durch die Übertragungsleitungen, um den Energieverlust zu minimieren. Sobald es den Umspannwerk erreicht, wird die Spannung für die Verteilung auf einen sichereren Niveau reduziert. Von dort aus wird die Leistung über Verteilungsleitungen an Häuser, Büros, Fabriken und andere Verbraucher übertragen.

Der Hauptzweck des Leistungsverteilungssystems besteht darin, die effiziente, sichere und kontinuierliche Stromversorgung zu gewährleisten und gleichzeitig stabile Spannungsniveaus in verschiedenen Stufen aufrechtzuerhalten. Ein gut konzipiertes System stellt sicher, dass der Strom die Benutzer ohne erheblichen Verlust oder Störungen erreicht.

2. Komponenten eines Stromverteilungssystems

Das Stromverteilungssystem besteht aus mehreren Schlüsselkomponenten, die jeweils eine wichtige Rolle bei der Abgabe von Strom spielen:

• Umspannwerke: Diese Einrichtungen senken die Hochspannungsleistung aus Übertragungsleitungen und wandeln sie zur Verteilung in eine nutzbare Spannung um. Sie verwalten auch den Stromfluss und können im Falle von Fehlern Abschnitte des Systems isolieren.
• Transformatoren: Diese werden verwendet, um die Spannung an verschiedenen Stellen im Verteilungssystem nach unten zu treten oder zu steigern. Verteilungstransformatoren reduzieren die Spannung von Umspannwerken auf die Sicherheitsniveaus für die Verwendung von Verbrauchern.
• Verteilungslinien: Dies sind das Netzwerk von Kabeln, die Strom von Umspannwerken zu Häusern und Unternehmen tragen. Sie können Overhead oder Underground sein.
• Leistungsschalter und Schalter: Diese Schutzgeräte überwachen das elektrische System auf Fehler und Trennleistung bei Kurzstrecken oder Überlastungen.
• Meter: In den Räumlichkeiten des Verbrauchers installiert, messen diese Geräte die für die Abrechnungszwecke verwendete Strommenge.

3. Arten von Stromverteilungssystemen

Stromverteilungssysteme sind auf der Grundlage der Bedürfnisse des Bereichs, dem gewünschten Bereich, der erforderlichen Zuverlässigkeit und der verfügbaren Infrastruktur unterschiedlich ausgelegt. Es gibt verschiedene Arten von Stromverteilungssystemen mit einzigartigen Merkmalen und Vorteilen.

A. Radialverteilungssystem

Das radiale Verteilungssystem ist eines der einfachsten und am weitesten verbreiteten Arten von Stromverteilungssystemen. In diesem System fließt der Strom von einer zentralen Quelle (Umspannwerk) über einen einzelnen Pfad zur Last. Das System ähnelt einem Baum mit Zweigen - wo der Hauptkoffer die Hauptlinie ist, und die Zweige repräsentieren Feeder, die zu Verbrauchern führen.

Vorteile:

• Einfach und kostengünstig zu entwerfen und zu implementieren.
• Einfach zu installieren und zu warten.
• Geeignet für kleine bis mittelgroße Bereiche mit geringem Stromanforderungen.

Nachteile:

• Anfällig für Stromausfälle: Wenn die Hauptlinie beschädigt ist, verliert der gesamte Bereich die Stromversorgung.
• Nicht geeignet für Bereiche mit hoher Nachfrage oder komplexer Lastverteilung.

B. Schleifenverteilungssystem

Das Schleifenverteilungssystem ist komplexer und zuverlässiger als das radiale System. In diesem System wird der Verbraucher über zwei oder mehr Pfade Strom versorgt, wodurch eine Schleife erstellt wird, die auch dann weiter funktioniert, wenn ein Pfad beschädigt ist. Die Leistung kann durch mehrere Routen fließen, wodurch Redundanz und Verbesserung der Systemzuverlässigkeit bereitgestellt werden.

Vorteile:

• Höhere Zuverlässigkeit aufgrund mehrerer Stromversorgungswege.
• Stromausfälle sind weniger wahrscheinlich und die Wiederherstellung ist schneller, da alternative Routen verwendet werden können.

Nachteile:

• Teurer zu installieren und zu warten, da zusätzliche Ausrüstung und Komplexität.
• Erfordert mehr Planung und Koordination, um zu vermeiden, dass ein Teil des Systems überlastet wirD.

C. Netzwerkverteilungssystem

Das Netzwerkverteilungssystem ist eines der zuverlässigsten und komplexesten Leistungsverteilungssysteme, die häufig in städtischen Gebieten oder in Gebieten mit dichten Populationen und hohen Stromanforderungen eingesetzt werden. In diesem System ist das Verteilungsnetzwerk miteinander verbunden, sodass mehrere Wege für den Fluss von Elektrizität werden. Das Netzwerk arbeitet wie ein Netz und sorgt dafür, dass immer Strom verfügbar ist, auch wenn eine bestimmte Route beschädigt ist.

Vorteile:

• Hohe Zuverlässigkeit und minimale Ausfallzeit, da der Strom aus mehreren Richtungen fließen kann.
• In der Lage, große, komplexe Stromanforderungen zu bewältigen, wodurch sie ideal für städtische Zentren und Gewerbegebiete ist.

Nachteile:

• Teuer im Umsetzung und Aufrechterhalten aufgrund der Komplexität des Systems.
• Erfordert komplexere Steuerungssysteme, um Überladungen zu verhindern und eine ordnungsgemäße Verteilung sicherzustellen.

d. Untergrundverteilungssystem

In einem unterirdischen Verteilungssystem werden elektrische Kabel unterirdisch vergraben, anstatt an Polen suspendiert zu werden. Dieses System wird hauptsächlich in städtischen Gebieten oder Regionen verwendet, in denen Ästhetik und Umweltfaktoren (wie häufige Stürme) ein Problem darstellen.

Vorteile:

• Reduziertes Schadensrisiko durch Wetterereignisse wie Stürme oder fallende Bäume.
• Verbesserter ästhetischer Wert, insbesondere in Gebieten mit hoher Bevölkerungsdichte oder landschaftlicher Standorte.

Nachteile:

• Höhere anfängliche Installationskosten aufgrund des Grabens von Gräben und der Verwendung von speziellen Geräten.
• Teurer zu reparieren, da unterirdische Kabel schwieriger zu erreichen und zu reparieren sind.

e. Primär- und Sekundärverteilungssysteme

In einigen Regionen wird das Verteilungssystem in primäre und sekundäre Ebenen aufgeteilt. Der Primärverteilungssystem verarbeitet den Großteil des Stroms und arbeitet mit höheren Spannungsniveaus. Es tritt dann die Spannung zur Lieferung durch die durch die Sekundärverteilungssystem an den Endverbraucher.

Vorteile:

• Ermöglicht ein effektives Stromverwaltung, wobei primäre Systeme auf große Bereiche und sekundäre Systeme konzentrieren, die einzelne Benutzer Strom liefern.

Nachteile:

• Kann komplexer sein und eine zusätzliche Infrastruktur erfordern, um das geteilte System zu verwalten.

4. Faktoren, die die Wahl des Verteilungssystems beeinflussen

Die Auswahl des Leistungsverteilungssystems hängt von verschiedenen Faktoren ab, darunter:

• Geografischer Standort: Städtische, ländliche oder industrielle Gebiete haben unterschiedliche Bedürfnisse der Stromverteilung.
• Lastanforderungen: Hochdarstellende Bereiche erfordern möglicherweise komplexere Systeme, um die Zuverlässigkeit zu gewährleisten und Stromausfälle zu verringern.
• Budget: Die Kosten für die Installation und Wartung variieren je nach Art des gewählten Systems.
• Zuverlässigkeitsbedürfnisse: Kritische Industrien benötigen möglicherweise robustere, fehlertolerante Systeme, um eine kontinuierliche Stromversorgung zu gewährleisten.

5. Herausforderungen in Stromverteilungssystemen

Während Stromverteilungssysteme für die Gewährleistung der zuverlässigen Stromversorgung von Strom entscheidend sind, stehen sie vor verschiedenen Herausforderungen:

• Alterungsinfrastruktur: Viele Stromverteilungsnetzwerke sind veraltet und führen zu häufigen Ausfällen und Ineffizienzen.
• Überlastung: Der erhöhte Strombedarf kann zu einer Überlastung des Systems führen, was zu Stromausfällen oder Systemfehlern führt.
• Instandhaltungskosten: Die regelmäßige Wartung und Reparatur des Verteilungsnetzes ist kostspielig und kann für Verbraucher störend sein.
• Umweltfaktoren: Extreme Wetterbedingungen wie Hurrikane oder Überschwemmungen können das System beschädigen und lange Ausfälle verursachen.

6. Schlussfolgerung

Das Leistungsverteilungssystem ist ein kritischer Bestandteil des elektrischen Netzes und sorgt dafür, dass der Strom, der bei Kraftwerken erzeugt wird, auf sichere und zuverlässige Weise die Verbraucher erreicht. Das Verständnis der verschiedenen Arten von Stromverteilungssystemen hilft bei der Auswahl der am besten geeigneten für bestimmte Bedürfnisse, sei es für eine kleine ländliche Gemeinde oder ein großes städtisches Zentrum. Angesichts der technologischen Fortschritte und der erhöhten Nachfrage nach Energie bleibt die Modernisierung und Aufrechterhaltung dieser Systeme für eine effiziente, nachhaltige Stromversorgung von wesentlicher Bedeutung.