Heb je je ooit afgevraagd hoe er elektriciteit bij je thuis komt of stel dat als de stroom uitvalt, je nog steeds elektriciteit in huis krijgt. Eigenlijk kunnen er veel manieren zijn om wisselstroom te krijgen zonder echt zonder elektriciteit te hoeven blijven.
4 bronnen van wisselstroom thuis
AC-netvoeding: In wezen vanwege het gemak van de overdracht en de lage kosten en gemakkelijk om te zetten naar gelijkstroom, heeft wisselstroom de voorkeur boven gelijkstroom voor levering aan huizen. Ooit afgevraagd hoe dit hele stroomverdeelsysteem werkt? Nee?
Laat me een kort idee geven van het hele systeem
Stroomverdeelsysteem
Het basisnet voor elektriciteitsdistributie bestaat uit de volgende onderafdelingen:
- Energiecentrale: De energiecentrale is de plaats waar de 3 fasen wisselstroom wordt opgewekt. De reden om 3 fasen te gebruiken is dat alle fasestromen elkaar opheffen, een gebalanceerde belasting behouden en een roterend magnetisch veld kunnen produceren dat wordt gebruikt voor elektromotoren. De energiecentrale bestaat doorgaans uit stoomturbinegeneratoren die werken op stoom die wordt verkregen door het verbranden van kolen, olie en aardgas of uit kerncentrales. De wisselstroom die door de generatoren wordt gegenereerd, wordt met behulp van grote step-up transformatoren omgezet in een hoge spanning van ongeveer 155 KV.
- Transmissie-onderstations: Het gegenereerde vermogen met een hoge spanning van 155 kV komt de transmissiestations binnen die bestaan uit een verlagingstransformator, stroomonderbrekers en regelapparatuur en zet de hoogspanning wisselstroom om in een laagspanning wisselstroom van 60 kV om naar de de stroomverdeeleenheid.
- Transmissie-eenheid: De transmissie-eenheid bestaat uit elke 3-draads torens die elk een fase dragen en ook een vierde draad die fungeert als aarde ter bescherming tegen blikseminslag. Normaal gesproken is de transmissieafstand ongeveer 400 km.
- Distributienet: Het bestaat uit step-down transformatoren die de inkomende hoogspannings-wisselstroomvoeding van 60 kV omzetten in 12 kV en distributiebussen om de wisselstroom door te geven.
- Transmissie-eenheden naar huis: De transmissie-eenheid bestaat uit 3 bekabelde torens die de wisselstroom in elke fase vervoeren en bestaat ook uit regulatorbanken om transiënten in spanningen en kranen te voorkomen om eenfasige of tweefasige voeding te verkrijgen van de driefasige voeding.
- AC-voedingseenheid in de buurt van huizen: De AC-voedingseenheid bestaat uit trapsgewijze transformatoren op de elektrische palen, die de wisselspanning van de transmissielijnen verlagen naar een normale wisselspanning van 240V voor thuisvoeding. De 240V-voeding wordt geleverd met drie draden, met twee draden met 120V elk met een faseverschil van 180 graden en de derde draad met een nul- of aardedraad.
Zonne-energie: Een andere bron van energie bij u thuis is het gebruik van zonne-energie. Vanwege de aanvulling en gemakkelijke beschikbaarheid, is zonne-energie in opkomst als een van de belangrijkste energiebronnen. Zonnestroomdistributie bij woningen bestaat uit de volgende componenten:
Zonne-energie naar huizen
- Zonnepanelen: Een reeks zonnepanelen bestaande uit zonnecellen wordt in een zodanige richting op het dak van de woningen geplaatst dat er maximaal zonlicht wordt bereikt en dit zonlicht wordt omgezet in elektrische energie.
- Laadregelaar: Het werk van de laadregelaar is om het opladen van de batterijen te regelen om ervoor te zorgen dat er geen overtollige gelijkspanning naar de batterijen gaat. Het zorgt ook voor het opladen van de batterij in het geval dat de batterij leeg is.
- Batterijen: Een set van bijna 12 batterijen wordt gebruikt om de gelijkstroom van zonnecellen op te slaan.
- Omvormer: Het wordt gebruikt om de gelijkstroom van batterijen om te zetten in wisselstroom om de apparaten te laten werken die wisselstroom nodig hebben voor hun werking.
Ononderbroken stroomvoorziening: In het vorige punt hebben we kennis gemaakt met het opslaan van zonne-energie en het vervolgens omzetten van gelijkstroom naar wisselstroom met behulp van omvormers. Hetzelfde kan worden gedaan voor wisselstroom via het lichtnet.
Ononderbroken stroomvoorzieningssysteem
In de normale modus komt de voeding van het wisselstroomnet en wordt deze aan de belastingen gegeven nadat deze is gereguleerd door de stabilisator. Deze wisselspanning wordt omgezet in gelijkspanning om de accu's op te laden.
In de back-upmodus wordt het opgeslagen DC-vermogen in batterijen met behulp van omvormers omgezet in wisselstroom. Een basisomvormer bestaat uit een transformator met in het midden afgetakte primaire wikkeling en schakelaars waarmee de stroom via de primaire wikkelingen terug kan stromen naar de batterij, waardoor een wisselspanning over de primaire wikkelingen kan ontstaan.
Een praktische UPS
Generatoren: Een noodgenerator voor woningen werkt op aardgas of diesel. Het bestaat uit een controller die de stroomstroom van de netvoeding bewaakt via de automatische omschakelaar. In het geval van een stroomstoring, sluit de automatische omschakelaar de netleidingen en opent de voedingskabel van de generator. Dus na een onderbreking van 10 seconden na het uitvallen van de stroomvoorziening, begint de generator te werken en levert hij stroom aan de huishoudelijke apparaten. Als er weer stroom komt, voelt de controller dit en schakelt automatisch de stroomtoevoer van de generator uit en begint de hoofdtoevoer weer te bewaken. Een generator is goedkoper en heeft minder verbruik, maar is luidruchtig in vergelijking met omvormers.
AC Backup Generator-systeem
Een praktische generator die bij Homes wordt gebruikt
Automatische selectie van voedingsbron bij huizen
We kunnen een eenvoudige automatische eenheid bouwen om een van de voedingsbronnen te selecteren. Wat we nodig hebben is een standaard microcontroller, een relaisstuurprogramma en 4 relais.
Het systeem bestaat uit 4 drukknoppen die gekoppeld zijn aan de microcontroller, die elk de toestand van de beschikbaarheid van elke voedingsbron weergeven. De microcontroller stuurt dienovereenkomstig de relaisstuurprogramma aan om het juiste relais te selecteren dat is aangesloten op de overeenkomstige stroombron.
Blokschema met automatische selectie van wisselstroomvoeding
Bij normaal gebruik stuurt de microcontroller de relaisstuurprogramma aan om de belasting via het overeenkomstige relais op de netvoeding te laten aansluiten. Wanneer de eerste drukknop die de netvoeding vertegenwoordigt, wordt ingedrukt, geeft dit aan dat de netvoeding is uitgevallen. In dit geval is de Microcontroller zo geprogrammeerd dat hij een logisch hoge input geeft aan een van de inputpinnen van de relaisstuurprogramma (verbonden met de corresponderende alternatieve stroombron) en de relaisdriver ontwikkelt dienovereenkomstig een logisch laag signaal op de corresponderende outputpin. Het relais dat op die alternatieve voedingsbron is aangesloten, is aangesloten en zorgt voor de stroomtoevoer naar de belasting. Wanneer een van de alternatieve stroomtoevoer samen met de netvoeding uitvalt, wordt de andere beschikbare voeding gekozen. Met andere woorden, als zowel de netvoeding-drukknop als de aangrenzende drukknop worden ingedrukt, komt de alternatieve stroombron overeen met de derde drukknop. Een LCD kan worden gebruikt om de belastingstoestand weer te geven.
Fotokrediet
