Kuinka oppia kuinka jakeluvoimat toimivat?

Nykypäivän modernissa maailmassa pidämme sähköä suurimmaksi osaksi itsestäänselvyytenä. Silti melkein kaikkea ympärillämme toimii se. Kotimme on lämmitetty ja valaistu sähköllä. Tietokoneita, televisioita, pelikonsoleita ja monia muita laitteita käytetään sähköllä. Usein kytket nämä asiat seinään, mietimättä juurikaan, mistä näitä asioita käyttävä sähkö tulee.

Sähköä tuotetaan voimalaitoksissa suuria määriä. Jokainen laitos voi tuottaa riittävästi sähköä tuottamaan sähköä tuhansille kodeille. Ongelmana on saada sähkö näistä voimalaitoksista koteihin ja yrityksiin, jotka käyttävät sitä. Täällä kuvaan tulee jakeluverkko. Alkaa voimalaitosten kuluttajille on laaja verkosto voimalinjojen ja sähkölaitteita. Itse asiassa kaikki kansakunnan voimalaitokset on kytketty muodostamaan yksi massiivinen jakeluverkko. Tämä verkko ei kuitenkaan yksinkertaisesti ole johtoja, jotka yhdistävät voimalaitoksia ja kuluttajia. Välillä on monia vaiheita.

Vaihdetaan jatkuvasti

Ensinnäkin meidän on ymmärrettävä siirrettävän voiman luonne. Voimansiirrossa käytetään kahden tyyppistä sähköä: vaihtovirta (AC) ja tasavirta (DC). Luonnossa sähkö on DC-muodossa. Salama on esimerkki tasavirrasta erittäin suurella jännitteellä. Tasavirta on sellainen, että sen napaisuus on vakio - se kulkee vain yhteen suuntaan, positiivisesta negatiiviseen. Vaihtovirta eroaa siinä mielessä, että napaisuus muuttuu jatkuvasti, positiivisesta negatiiviseksi ja takaisin. Tämä tarkoittaa, että virta kääntää suuntaa joka sykli.

Sekä tasa- että vaihtovirta voidaan siirtää jakeluvoiman kautta. Tasavirta on kuitenkin rajoitettu siinä, että sen jännitettä ei voida helposti muuttaa. Korkea jännite olisi tuhota kodinkoneet, kun taas vähäinen jännite olisi liian kallista lähettää. Mitä korkeampi jännite, sitä enemmän tehoa voidaan siirtää ja sitä enemmän tehoa voidaan siirtää ohuemmilla linjoilla. Tästä syystä teho jaetaan vaihtovirrana. AC-jännitettä voidaan helposti muuttaa muuntaja-laitteella. Jännitettä nostetaan helppoa siirtämistä varten voimajohtojen yli, ja sitten sitä pienennetään käytettäväksi kodeissa ja yrityksissä. AC: n takia teho voidaan helposti siirtää irtotavarana suurilla etäisyyksillä,vähentää merkittävästi jakelukustannuksia.

Lanka kytkee napaisuuden

Kustannusten säästämiseksi edelleen vaihtovirta lähetetään kolmivaiheisessa järjestelmässä. Tässä järjestelmässä käytetään kolmea johtoa. Jokainen johto vaihtaa napaisuuden eri aikaan kuin toinen, joten virta kulkee aina niiden välillä. Esimerkiksi kaksi johtoa voi olla positiivinen (+) ja toinen negatiivinen (-). Kaksi johtoa voi myös olla negatiivinen tiettynä ajankohtana ja yksi positiivinen. Tämä eliminoi palautusjohdon tarpeen. Muuten samanlainen järjestelmä tarvitsisi kuusi johtoa kolmen sijasta. Tämä taas vähentää merkittävästi energiansiirtokustannuksia pitkillä etäisyyksillä.

Nämä innovaatiot jakelujohdoissa mahdollistavat sähkön toimittamisen helposti kodeille ja yrityksille ympäri maata kohtuuhintaan.