Kerncentrales hebben veel kenmerken gemeen met traditionele elektriciteitscentrales; het belangrijkste verschil is dat ze energie produceren met radioactieve materialen in plaats van conventionele brandstoffen. Hetzelfde commerciële elektriciteitsnet vervoert elektriciteit van kerncentrales en fossiele brandstoffen, evenals hernieuwbare bronnen. Een reeks stroomdistributielijnen transporteert de elektriciteit van de bronnen naar de eindgebruikers, waaronder woningen, commerciële klanten, de overheid en de industrie.
Kernreactie en warmte
Een kernreactor produceert grote hoeveelheden warmte door het gecontroleerde radioactieve verval van elementen als uranium en plutonium. De kernen van deze zware elementen zijn onstabiel; ze zenden straling uit in de vorm van neutronen, alfa- en bètadeeltjes en gammastralen en worden daarbij stabieler. Omdat ze straling produceren, worden ze ook erg heet. In een kernreactor wordt de warmte gebruikt ter vervanging van de verbranding van steenkool of aardgas. Zowel fossiele brandstoffen als kerncentrales gebruiken warmte om water te koken en stoom te maken.
Stoom en generator
Pijpen voeren stoom onder hoge druk van de kernreactor naar een door stoom aangedreven turbine. De stoom stuwt de bladen van de turbine voort, waardoor de turbine-as snel draait, waardoor een generator draait die elektriciteit produceert. De stoom condenseert tot water, dat wordt teruggevoerd naar de reactor om weer stoom te worden. Een typische kerncentrale heeft verschillende turbines en generatoren die in tandem werken.
Step-up transformator en hoogspanningslijnen
Een apparaat dat een transformator wordt genoemd, gebruikt principes van elektromagnetische inductie om twee wisselstroomcircuits (AC) met elkaar te verbinden. Bovendien kan een transformator de spanning van de AC aan zijn ingang verhogen of verlagen; nutsbedrijven gebruiken hoogspanningslijnen om elektriciteit efficiënt over lange afstanden te vervoeren, dus gebruiken ze step-up transformatoren in de buurt van de elektriciteitscentrale om het vermogen van een generator te vergroten. De uitgangsspanning van de transformator is ingesteld om overeen te komen met de capaciteit van lokale hoogspanningslijnen, die kunnen variëren van 230.000 tot 765.000 volt.
Step-Down Transformers en Distributie
Energiebedrijven transporteren elektriciteit met hoogspanning om energieverliezen te verminderen, maar de hoogspanning is voor de meeste klanten niet nuttig of veilig. De hoogspanningslijnen zijn aangesloten op onderstations met step-down transformatoren die de spanning verlagen voor commerciële en industriële gebruikers. Zodra de hoogspanningslijnen het niveau van buurten bereiken, worden de spanningen verder verlaagd voor thuisgebruik. In de VS bieden nutsbedrijven 120-, 208- en 240-voltservice voor huizen en kleine bedrijven.
