Sieťové napájanie doma

Vyskúšajte Náš Nástroj Na Odstránenie Problémov





Už ste niekedy premýšľali, ako k vám prichádza elektrina, alebo ak je napájanie vypnuté, ako si ju stále získavate doma. V skutočnosti môže existovať mnoho spôsobov, ako získať zdroj striedavého prúdu bez toho, aby ste museli zostať bez elektriny.

4 Zdroje striedavého napájania doma

Sieťové napájanie: V zásade kvôli ľahkému prenosu a nízkym nákladom a ľahkej konverzii na jednosmerný prúd je na napájanie domov preferované striedavé napájanie pred jednosmerným prúdom. Zaujímalo vás, ako celý tento systém distribúcie energie funguje? Nie?




Dovoľte mi stručnú predstavu o celom systéme

Systém distribúcie energie

Systém distribúcie energie



Základná rozvodná sieť sa skladá z týchto pododdielov:

  • Elektráreň: Elektráreň je miesto, kde sa vyrába trojfázová striedavá energia. Dôvod použitia 3 fáz je ten, že všetky fázové prúdy majú tendenciu sa navzájom rušiť, udržiavať vyvážené zaťaženie a môžu vytvárať rotujúce magnetické pole používané pre elektrické motory. Elektráreň zvyčajne pozostáva z generátorov parných turbín, ktoré pracujú na pare získanej spaľovaním uhlia, ropy a zemného plynu alebo z jadrových elektrární. Striedavý prúd generovaný z generátorov sa pomocou veľkých zosilňovacích transformátorov prevádza na vysoké napätie pri asi 155 KV.
  • Rozvodne: Generovaná energia pri vysokom napätí 155 kV vstupuje do prenosových staníc, ktoré pozostávajú z transformátora, ističov a riadiaceho zariadenia a prevádzajú vysokonapäťový striedavý prúd na nízkonapäťový striedavý prúd 60 kV, ktorý sa má priviesť do prenosových obvodov na jednotka na distribúciu energie.
  • Prevodová jednotka: Prenosová jednotka sa skladá z všetkých 3-drôtových veží, z ktorých každá nesie fázu, a tiež zo štvrtého drôtu, ktorý slúži ako zem na ochranu pred bleskom. Normálne je prenosová vzdialenosť asi 400 km.
  • Distribučná mriežka: Skladá sa z krokových transformátorov, ktoré prevádzajú prichádzajúce vysokonapäťové striedavé napájanie 60 kV na 12 kV, a distribučných zberníc na prenos striedavého prúdu.
  • Prevodové jednotky do domácnosti: Prevodová jednotka sa skladá z 3 káblových veží, ktoré prenášajú striedavý prúd v každej fáze, a tiež sa skladá z regulátorových bánk, ktoré zabraňujú prechodným javom v napätí a odbočkách na získanie jednofázového alebo dvojfázového napájania z trojfázového napájania.
  • Sieťová napájacia jednotka v blízkosti domov: Jednotka na striedavý prúd sa skladá z transformátorov znižujúcich napätie na elektrických póloch, ktoré znižujú striedavé napätie z prenosových vedení na bežné striedavé napätie 240 V pre domáce napájanie. Napájanie 240 V sa dodáva s tromi vodičmi, pričom dva vodiče vedú vždy 120 V pri fázovom rozdiele 180 stupňov a tretí vodič je neutrálny alebo uzemňovací vodič.

Solárna energia: Ďalším zdrojom získavania energie vo vašom dome je solárna energia. Vďaka doplňovaniu a ľahkej dostupnosti sa slnečná energia stáva jedným z hlavných zdrojov energie. Distribúcia solárnej energie v domácnostiach sa skladá z nasledujúcich komponentov:

Solárna energia do domovov

Solárna energia do domovov

  • Solárne panely: Súbor solárnych panelov pozostávajúcich zo solárnych článkov je umiestnený na streche domov v takom smere, aby sa dosiahlo maximálne slnečné svetlo a premenilo sa toto svetlo na elektrickú energiu.
  • Ovládač nabíjania: Úlohou regulátora nabíjania je riadiť nabíjanie batérií, aby sa zabezpečilo, že k batériám nepreteká nadmerné jednosmerné napätie. Zaisťuje tiež nabíjanie batérie v prípade vybitia energie z batérie.
  • Batérie: Na skladovanie jednosmernej elektrickej energie zo solárnych článkov sa používa sada takmer 12 batérií.
  • Invertor: Používa sa na premenu jednosmerného prúdu z batérií na napájanie striedavým prúdom pre napájanie zariadení, ktoré na svoju prevádzku potrebujú napájanie zo siete.

Neprerušovaný zdroj napájania: V predchádzajúcom bode sme sa dozvedeli o ukladaní solárnej energie a následnom prevode jednosmerného prúdu na striedavý prúd pomocou invertorov. To isté je možné urobiť pre napájanie zo siete.


Systém nepretržitého napájania

Systém nepretržitého napájania

V normálnom režime napájanie pochádza zo siete striedavého prúdu a dodáva sa do záťaží po regulovaní stabilizátorom. Toto striedavé napätie sa prevádza na jednosmerné napätie, aby sa dobili batérie.

V záložnom režime sa uložená jednosmerná energia v batériách prevádza na striedavý prúd pomocou invertorov. Základný invertor pozostáva z transformátora so stredovým odbočením primárneho vinutia spolu so spínačmi, ktoré umožňujú prúdenie prúdu späť do batérie cez primárne vinutia, čo umožňuje vytváranie striedavého napätia cez primárne vinutia .

Praktický zdroj UPS

Praktický zdroj UPS

Generátory: Záložný generátor pre domácnosti pracuje na zemný plyn alebo naftu. Skladá sa z ovládača, ktorý monitoruje tok prúdu zo siete cez automatický prepínač. V prípade výpadku prúdu prepínač automatického prenosu uzavrie sieťové vedenia a otvorí elektrické vedenie z generátora. Takže po uplynutí 10 sekúnd od výpadku napájania generátor začne pracovať a napája domáce spotrebiče. Keď sa napájanie vráti, regulátor to zaznamená a automaticky vypne napájanie z generátora a začne opäť monitorovať hlavné napájanie. Generátor je lacnejší a má menšiu spotrebu, ale v porovnaní s invertormi je hlučný.

Systém zálohovania AC

Systém zálohovania AC

Praktický generátor používaný v domovoch

Praktický generátor používaný v domovoch

Automatický výber zdroja napájania v domácnostiach

Môžeme zostaviť jednoduchú automatickú jednotku na výber niektorého zo zdrojov napájania. Potrebujeme základný mikrokontrolér, budič relé a 4 relé.

Systém sa skladá zo 4 tlačidiel prepojených s mikrokontrolérom, z ktorých každé predstavuje podmienku dostupnosti každého zdroja energie. Mikrokontrolér príslušne poháňa ovládač relé, aby vybral správne relé pripojené k príslušnému zdroju energie.

Bloková schéma zobrazujúca automatický výber napájacieho zdroja

Bloková schéma zobrazujúca automatický výber napájacieho zdroja

Za normálnej prevádzky mikrokontrolér poháňa ovládač relé tak, aby cez príslušné relé vytváral záťaž pripojenú k sieťovému napájaniu. Po stlačení prvého tlačidla predstavujúceho sieťové napájanie to signalizuje poruchu sieťového napájania. V tomto prípade je mikrokontrolér naprogramovaný tak, aby poskytoval logicky vysoký vstup na jeden zo vstupných pinov budiča relé (pripojený k zodpovedajúcemu alternatívnemu zdroju energie) a budič relé podľa toho vyvíja logický nízky signál na zodpovedajúcom výstupnom kolíku. Relé pripojené k uvedenému alternatívnemu zdroju napájania je pripojené a umožňuje napájanie záťaže. Ak zlyhá ktorýkoľvek z alternatívnych zdrojov napájania spolu so sieťovým napájaním, zvolí sa iné dostupné napájanie. Inými slovami, ak sú stlačené tlačidlo Sieťové napájanie aj susedné tlačidlo, alternatívny zdroj napájania zodpovedá tretiemu tlačidlu. Na zobrazenie stavu zaťaženia je možné použiť LCD.

Fotografický kredit

  • Systém distribúcie energie od wikimedia
  • Solárna energia do domovov od cmacpower
  • Praktický generátor používaný v domoch z Flickr