Ο οικιακός ηλεκτρισμός είναι συνήθως μονοφασικός-220V, ενώ οι βιομηχανικές εφαρμογές συνήθως χρησιμοποιούν τρι-380V. Ωστόσο, η τάση που παράγεται από μια γεννήτρια σταθμού ηλεκτροπαραγωγής δεν είναι κανένα από αυτά τα δύο. Λοιπόν, πόσα βολτ παράγει πραγματικά μια γεννήτρια σταθμού παραγωγής ενέργειας;
1. Πόσα βολτ ηλεκτρικής ενέργειας παράγει πραγματικά μια γεννήτρια;
Η τάση εξόδου της γεννήτριας καθορίζεται από τη χωρητικότητα της μονάδας, τον σχεδιασμό μόνωσης και τη συμβατότητα του δικτύου. Η ονομαστική τάση εξόδου των κυρίαρχων γεννητριών στην Κίνα ταξινομείται στα ακόλουθα επίπεδα:
| Μικρές και μεσαίες-μονάδες παραγωγής (υδροηλεκτρική ενέργεια, συμπαραγωγή) | 6,3 kV, 10,5 kV |
| Θερμοηλεκτρικές μονάδες μεγάλου και μεσαίου μεγέθους (κατηγορία 300 MW) | 13,8 kV, 18,5 kV |
| 1 εκατομμύριο κιλοβάτ υπερ-υπερκρίσιμης μονάδας | 20kV, 24kV |
Ο βασικός λόγος για τον οποίο οι γεννήτριες δεν εξάγουν απευθείας 220V/380V είναι ότι το ρεύμα παραγωγής χαμηλής{{2} τάσης είναι εξαιρετικά υψηλό, με αποτέλεσμα οι απώλειες σε πηνία και γραμμή να εκτοξεύονται και το κόστος μόνωσης να αυξάνεται δραματικά, καθιστώντας αδύνατη τη μετάδοση ισχύος σε μεγάλες αποστάσεις. Επομένως, πρέπει να υιοθετηθεί μια λειτουργία "παραγωγής μέσης{{5}τάσης, μετασχηματισμού πολλαπλών- σταδίων".
II. Το ταξίδι του ηλεκτρισμού: Τέσσερα επίπεδα μετασχηματισμού τάσης, από το εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας στην πρίζα
Η ηλεκτρική ενέργεια ταξιδεύει από γεννήτρια σε χρήστη μέσω τεσσάρων βασικών σταδίων: ενίσχυση τάσης και μετάδοση, περιφερειακή μείωση τάσης, μείωση τάσης διανομής και μείωση τάσης τερματικού. Η όλη διαδικασία βασίζεται σε μετασχηματιστές για τη μετατροπή τάσης, καλύπτοντας τελικά τις οικιακές και βιομηχανικές ανάγκες ηλεκτρικής ενέργειας.
Βήμα 1: Ενίσχυση και μετάδοση τάσης – Από "Μέση Τάση" σε "Υπερ-Υψηλή τάση/Εξαιρετική-Υψηλή τάση"
Αφού η γεννήτρια παράγει ηλεκτρισμό μέσης-τάσης 6,3kV–24kV, συνδέεται αμέσως με τον κύριο μετασχηματιστή ανόδου, ο οποίος ανεβάζει την τάση στα 220kV, 500kV, και για δια{6}}τοπική μετάδοση, ακόμη και στα 1000kV ±8}DH{0}V0kV επίπεδα τάσης.
Βήμα δεύτερο: Περιφερειακή μείωση τάσης – Από "Υπερ-Υψηλή τάση" σε "Υψηλή Τάση"
Η ηλεκτρική ενέργεια εξαιρετικά{0}}υψηλής τάσης μεταδίδεται σε βασικούς υποσταθμούς σε όλη την πόλη, όπου μειώνεται στα επίπεδα υψηλής τάσης 110kV και 35kV βαθμιαία-μετασχηματιστές, εισερχόμενος στο δίκτυο διανομής της αστικής περιοχής για να προετοιμαστεί για παροχή ρεύματος υψηλής{{4} τάσης σε αστικές περιοχές και βιομηχανικά πάρκα.
Βήμα 3: Βήμα τάσης-Κάτω – Από "Υψηλή τάση" σε "Μέση Τάση"
Η ηλεκτρική ενέργεια υψηλής-τάσης εισέρχεται στον αστικό υποσταθμό διανομής, όπου μειώνεται ξανά στα 10 kV μέσης τάσης. Αυτή η τάση μεταδίδεται στη συνέχεια μέσω υπόγειων καλωδίων ή εναέριων γραμμών σε μετασχηματιστές διανομής κοντά σε κατοικημένες περιοχές, εργοστάσια και εμπορικές περιοχές. Αυτό είναι το πιο κοινό επίπεδο τάσης στα αστικά δίκτυα διανομής ηλεκτρικής ενέργειας.
Βήμα 4: Βήμα Τάσης Τερματικού-Κάτω – Από "Μέση Τάση" σε "Χαμηλή Τάση (Οικιακή/Βιομηχανική)"
Αυτό είναι το κρίσιμο βήμα πιο κοντά στον χρήστη. Η ηλεκτρική ενέργεια μέσης-τάσης 10kV μετατρέπεται σε 380/220V τρι-τετραφασική-καλωδιακή χαμηλή-τάση ηλεκτρικής ενέργειας μέσω μετασχηματιστών διανομής σε κατοικημένες περιοχές και εργοστάσια.
Χρησιμοποιεί καλώδια τριών φάσεων και ένα ουδέτερο καλώδιο για να παρέχει τριφασική ισχύ 380V σε εργοστάσια, εμπορικά κέντρα και μεγάλο εξοπλισμό και είναι συμβατό με εξοπλισμό υψηλής ισχύος, όπως κινητήρες, εργαλειομηχανές και κεντρικό κλιματισμό.
III. Εκλαΐκευση της βασικής επιστήμης: Η σχέση μεταξύ 220V και 380V
Τα οικιακά 220V και τα βιομηχανικά 380V δεν είναι δύο ανεξάρτητα συστήματα τροφοδοσίας, αλλά μάλλον δύο μορφές εξόδου του ίδιου τροφοδοτικού τριών-τέταρτης φάσης-: Σε τριφασικό ηλεκτρικό ρεύμα, η τάση μεταξύ των γραμμών φάσης είναι 380 V (τάση γραμμής) και η τάση ουδέτερης γραμμής (τάση 2 και ουδέτερη γραμμή φάσης 2 και 0V). Τα δύο ικανοποιούν μια μαθηματική σχέση «√3».
Από τα χιλιάδες βολτ ηλεκτρικής ενέργειας μέσης-τάσης από γεννήτριες έως την ηλεκτρική ενέργεια χαμηλής-τάσης 220V/380V μετά από πολλαπλούς μετασχηματισμούς, κάθε βήμα μετατροπής τάσης ακολουθεί επιστημονικές αρχές και εθνικά πρότυπα. Αυτό εξασφαλίζει αποτελεσματική-μετάδοση ισχύος σε μεγάλες αποστάσεις και ανταποκρίνεται στις ανάγκες ασφαλούς ενέργειας διαφορετικών σεναρίων, κάτι που είναι η εφευρετικότητα των σύγχρονων συστημάτων ισχύος.