Elektrisches Energieübertragungsverfahren, Prinzip und Prozess der elektrischen Energieübertragung

Elektrische Energieübertragung bezieht sich auf eine Methode zur Übertragung von einem Kraftwerk oder einer Stromquelle von einem Ort zum anderen. Aufgrund der unausgereiften frühen Technologie verwendet die elektrische Energieübertragung hauptsächlich eine Gleichstromübertragung und entwickelt sich später zu einer Wechselstromübertragung. Die Wechselstromübertragung hat viele Vorteile, da sie die Verluste beim Stromtransport reduziert, die Geschwindigkeit und die Übertragungslänge erhöht. Was sind die Übertragungsmethoden für elektrische Energie? Im Folgenden werden das Prinzip und der Prozess der elektrischen Energieübertragung vorgestellt.

1. Übertragung

Die Übertragung elektrischer Energie bildet zusammen mit Umspannwerk, Energieverteilung und Stromverbrauch die Gesamtfunktion des Energiesystems. Durch die Stromübertragung werden weit entfernte Kraftwerke und Lastzentren (bis zu Tausenden von Kilometern) miteinander verbunden, so dass die Entwicklung und Nutzung elektrischer Energie die geografischen Beschränkungen überschreitet. Im Vergleich zur Übertragung anderer Energiequellen (z. B. Kohle- und Ölübertragung) weist die Kraftübertragung weniger Verluste, einen hohen Wirkungsgrad, Flexibilität, einfache Regulierung und weniger Umweltverschmutzung auf. Stromübertragung kann auch Kraftwerke an verschiedenen Standorten verbinden, um Spitzen und Täler auszugleichen. Die Energieübertragung ist ein wichtiger Ausdruck der Überlegenheit der Nutzung elektrischer Energie. In einer modernen Gesellschaft ist es eine wichtige Energieader.
Übertragungsleitungen können je nach Struktur in Freileitungen und unterirdische Übertragungsleitungen unterteilt werden. Ersteres besteht aus Leitungsmasten, Drähten, Isolatoren usw. und wird auf dem Boden errichtet; Letzteres wird hauptsächlich mit Kabeln unterirdisch (oder unter Wasser) verlegt. Die Übertragung kann entsprechend der Art des übertragenen Stroms in Gleichstromübertragung und Wechselstromübertragung unterteilt werden. In den 1880er Jahren wurde die Gleichstromübertragung erstmals erfolgreich durchgeführt. Später wurde sie Ende des 19. Jahrhunderts aufgrund der Begrenzung des Niederspannungsanstiegs durch die Wechselstromübertragung ersetzt (die Übertragungskapazität war ungefähr proportional zum Quadrat der Übertragungsspannung). Der Erfolg der Wechselstromübertragung leitete im 20. Jahrhundert die Ära der Elektrifizierung ein. Seit den 1960er Jahren gab es aufgrund der Entwicklung der Leistungselektroniktechnologie neue Entwicklungen in der Gleichstromübertragung, die mit der Wechselstromübertragung kombiniert wurde, um ein AC-DC-Hybrid-Energiesystem zu bilden.

Die Höhe der Übertragungsspannung ist der Hauptindikator für den Entwicklungsstand der Übertragungstechnik. In den 1990er Jahren waren die üblicherweise in verschiedenen Ländern der Welt verwendeten Übertragungsspannungen Hochspannungsübertragung von 220 kV und mehr, Ultrahochspannungsübertragung von 330–765 kV und Ultrahochspannungsübertragung von 1000 kV und mehr.

2. Unterstation

Im Stromnetz wandeln Kraftwerke natürliche Primärenergie in elektrische Energie um und liefern Strom an entfernte Stromverbraucher. Um den Leistungsverlust auf der Übertragungsleitung und den Spannungsabfall der Leitungsimpedanz zu reduzieren, muss die Spannung erhöht werden; Um die Sicherheit von Power-Usern zu gewährleisten, muss die Spannung reduziert und an jeden Benutzer verteilt werden. Dazu ist eine Umspannstation erforderlich, die die Spannung anheben und absenken und elektrische Energie verteilen kann. Das Umspannwerk ist somit ein elektrisches Gerät im Stromnetz, das Spannung transformiert, elektrische Energie empfängt und verteilt, es ist ein Zwischenglied zwischen Kraftwerk und Verbraucher und verbindet gleichzeitig die Stromnetze verschiedener Spannungsebenen das Umspannwerk, das Umspannwerk Die Aufgabe besteht darin, Spannung umzuwandeln, elektrische Energie zu übertragen und zu verteilen. Die Umspannstation besteht aus einem Leistungstransformator, einem Stromverteilungsgerät, einem Sekundärsystem und der erforderlichen Hilfsausrüstung.

Der Transformator ist die zentrale Ausrüstung des Umspannwerks, und der Transformator verwendet das Prinzip der elektromagnetischen Induktion.

Das Energieverteilungsgerät ist ein Gerät, das alle Schaltgeräte und stromführenden Leiterhilfsgeräte in der Unterstation verbindet. Seine Aufgabe ist es, elektrische Energie zu empfangen und zu verteilen. Das Stromverteilungsgerät besteht hauptsächlich aus Sammelschienen, Hochspannungs-Leistungsschaltern, Drosselspulen, Transformatoren, Leistungskondensatoren, Überspannungsableitern, Hochspannungssicherungen, Sekundärausrüstung und anderen notwendigen Hilfsausrüstungen.

Sekundäre Ausrüstung bezieht sich auf die Ausrüstung und Geräte für die Zustandsmessung, Steuerung, Überwachung und den Schutz des primären Systems. Der von diesen Geräten gebildete Stromkreis wird als Sekundärkreis bezeichnet und wird allgemein als Sekundärsystem bezeichnet.
Die Ausrüstung des Sekundärsystems umfasst Messgeräte, Steuergeräte, Relaisschutzgeräte, automatische Steuergeräte, DC-Systeme und notwendige Hilfsgeräte.

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