چگونگی انتقال برق از نیروگاه

یکی از مهم ترین مزایای انرژی الکتریکی ، سهولت در نقل و انتقال و توزیع این انرژی بسیار ارزشمند در مسافت های طولانی است که آن را در مقایسه با سایر صور انرژی، سهل الوصول تر جلوه می دهد و احتمالا به پرمصرف ترین شکل انرژی تبدیل می نماید.

اولین موتور القایی جریان متناوب (AC)

در سال ۱۸۸۸، نیکولا تسلا مخترع و مهندس صرب تبار امریکایی، مقاله ای با عنوان «سیستم جدید موتورها و ترانسفورماتورهای متناوب» ارائه کرد و در نهایت با مجوز شرکت وستینگهاوس، اولین موتور القایی جریان متناوب (AC) را تولید نمود. در واقع استفاده از ترانسفورماتورها به عنوان یک مبدل، اتصال مولدهای جریان برق را به خطوط انتقال ولتاژ بالا و در نهایت امکان متصل شدن خطوط انتقال ولتاژ بالا به شبکه های توزیع محلی برق را میسر نمود. در واقع با این روش، امکان ایجاد یک شبکه بزرگ سراسری برای انتقال و توزیع انرژی الکتریکی فراهم گردید. در این روش، استفاده از نیروگاه های بزرگی که انتقال توان الکتریکی به مناطق گسترده ای را پوشش می دادند باعث کاهش هزینه ها و قیمت تمام شده تولید انرژی الکتریکی و افزایش ثبات تولید برق و کاهش یافتن هزینه های سرمایه گذاری در این فرایند شد که از هر لحاظ مزایای چشمگیری را فراهم می کرد.

انتقال و توزیع انرژی الکتریکی

در واقع ساختار شبکه های الکتریکی بر مبنای سه گروه از فعالیت ها شکل می گیرد:

• تولید (Generation)
• انتقال (Transmission)
• توزیع (Distribution)

به پروسه و فرآیند جابجایی توان الکتریکی، انتقال انرژی الکتریکی گفته می شود که در این فرایند، پس از تولید انرژی الکتریکی از مبدا، انتقال نیروی برق از نیروگاه یا مرکز مولد انرژی الکتریکی به پست های توزیع برق در نزدیکی شهرها انجام می گیرد. مرحله بعدی یعنی توزیع، فرایند رساندن انرژی الکتریکی به مصرف کنندگان است. انتقال انرژی الکتریکی به خاطر مزایایی همچون سهولت انتقال و عدم نیاز به تحمل هزینه های حمل انرژی که در مورد سایر انرژی ها و سوخت ها باید اعمال شود و همچنین آلودگی بسیار کمتر این شکل انرژی در مقایسه با سایر شکل های انرژی و سوخت، آن را به انرژی ارزشمند و در دسترسی تبدیل می کند، در عین حال انتقال بسیاری از منابع انرژی مثل آب پشت سدها و یا باد، عملا غیرممکن بوده و تنها انرژی قابل انتقال، در مقایسه با آنها، انرژی الکتریکی می باشد. در شبکه های سراسری انتقال و توزیع برق به دلیل محدودیت هایی که احداث نیروگاه ها و تولید برق در مناطق مختلف دارد، باید مساله بعد مسافت نیروگاه ها تا مصرف کننده ها به طریقی حل و فصل شود که همین مساله اهمیت خطوط انتقال انرژی الکتریکی را به وضوح نشان می دهد. در شبکه های انتقال و توزیع برق برای انتقال انرژی الکتریکی از نیروگاه ها تا مبادی شهری از خطوطی با سطح ولتاژ بالا استفاده می شود و روش انتقال برق به دلیل بالا بودن توان الکتریکی و زیاد بودن رشته سیم ها با استفاده از خطوط انتقال هوایی و دکل های برق است که در لینک ارائه شده به شرح و توضیح این روش پرداختیم.

توان ورودی شبکه انتقال

در نیروگاه‌های مولد جریان برق، توان الکتریکی با ولتاژ نسبتا پایین (حداکثر ۳۰ کیلوولت) تولید می شود و به  وسیله مبدل ها یا ترانسفورماتورهای افزاینده، براساس بعد مسافت تا ولتاژی در حدود ۱۱۵ تا ۷۶۵ کیلوولت (در ایران معمولا مقدار این ولتاژ ۴۰۰ کیلوولت است) افزایش می یابد تا انتقال انرژی در مسیرهای طولانی امکان پذیر شود.

توان خروجی شبکه انتقال

در نزدیکی مناطق مسکونی و مراکز تجمع جمعیت، برای ایجاد ایمنی و همچنین با توجه به توان مورد نیاز مصرف کنندگان، ولتاژ کاهش می یابد. ترتیب مراحل کاهش دادن این ولتاژ در شبکه های توزیع برق ایران معمولا به این صورت است: ۴۰۰/۲۳۰ کیلوولت، ۲۳۰/۱۳۲ کیلوولت، ۱۳۲/۶۳ کیلوولت و ۶۳/۲۰ کیلوولت در نهایت و در نقطه توزیع نهایی برق، ترانسفورماتورهای کاهنده، مقدار ولتاژ را از ۲۰ کیلوولت تا حد برق مصرفی (۴۰۰/۲۳۱ ولت) کاهش می دهند.