Megatro Распределение электроэнергии

Распределение электроэнергии

Упрощенная схема распределения переменного тока от электростанций до потребителей. Элементы системы электропередачи показаны синим цветом, элементы системы распределения - зеленым.

В начале развития распределения электроэнергии генераторы постоянного тока (ПТ) были подключены к нагрузкам при одинаковом напряжении. Генерация, передача и нагрузка должны были иметь одинаковое напряжение, поскольку не существовало способа изменения уровней напряжения постоянного тока, кроме неэффективных двигательно-генераторных установок. Использовались низкие напряжения постоянного тока (около 100 вольт), поскольку это было практичным напряжением для накаловых ламп, которые были основным электрическим нагрузом. Низкое напряжение также требовало меньше изоляции для безопасного распределения электроэнергии внутри зданий. Потери в кабеле пропорциональны квадрату тока и сопротивлению кабеля. Более высокое напряжение передачи позволило бы уменьшить размер медных проводников для передачи заданной мощности, но не существовало эффективного метода изменения напряжения цепей постоянного тока. Чтобы держать потери на экономически приемлемом уровне, система постоянного тока Эдисона требовала толстых кабелей и локальных генераторов. Ранние электростанции с генераторами постоянного тока должны были находиться в пределах примерно 1,5 мили (2,4 км) от самого удаленного потребителя, чтобы избежать чрезмерно крупных и дорогих проводников.

Введение в переменный ток

Общая схема электросетей

Конкуренция между постоянным током (ПТ) и переменным током (ПТ) (в США, поддерживаемыми соответственно Томасом Эдисоном и Джорджем Вестингхаусом^[2]) была известна как Война токов. В результате этой кампании ПТ стал доминирующей формой передачи электроэнергии. Трансформаторы электроэнергии, установленные на электростанциях, могут использоваться для повышения напряжения от генераторов, а трансформаторы на местных подстанциях могут снижать напряжение для питания нагрузок. Повышение напряжения уменьшает ток в линиях передачи и распределения, а следовательно, и размер проводников и потери распределения. Это делает распределение электроэнергии на большие расстояния более экономичным. Генераторы (например, гидроэлектрические sites) могут быть расположены далеко от нагрузок.