Prenos električne energije od elektrane do potrošača

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 10:20

Od direktnih izvora proizvodnje do potrošača, električna energija prolazi kroz mnoge tehnološke tačke. Istovremeno, sami njegovi nosioci u obliku vodova sa provodnicima su neophodni u ovoj infrastrukturi. Oni na mnogo načina čine višeslojni i složeni sistem prenosa električne energije, gde je potrošač konačna karika.

Odakle dolazi struja?

U prvoj fazi ukupnog procesa snabdijevanja energijom dolazi do proizvodnje, odnosno proizvodnje električne energije. Za to se koriste posebne stanice koje proizvode energiju iz drugih izvora. Toplota, voda, sunčeva svjetlost, vjetar, pa čak i zemlja se mogu koristiti kao potonje. U svakom slučaju koriste se generatorske stanice koje pretvaraju prirodnu ili umjetno proizvedenu energiju u električnu. To mogu biti tradicionalne nuklearne ili termoelektrane, te vjetrenjače sa solarnom energijombaterije. Za prijenos električne energije do većine potrošača koriste se samo tri vrste stanica: nuklearne elektrane, termoelektrane i hidroelektrane. Shodno tome, nuklearne, termalne i hidrološke instalacije. Oni proizvode oko 75-85% energije širom svijeta, iako zbog ekonomskih, a posebno ekoloških faktora, postoji rastući trend smanjenja ovog pokazatelja. Na ovaj ili onaj način, upravo ove glavne elektrane proizvode energiju za njen dalji prijenos do potrošača.

Mreže za prenos električne energije

Transport proizvedene energije vrši se mrežnom infrastrukturom koja predstavlja kombinaciju različitih električnih instalacija. Osnovna struktura za prijenos električne energije do potrošača uključuje transformatore, pretvarače i trafostanice. Ali vodeće mjesto u njemu zauzimaju dalekovodi koji direktno povezuju elektrane, međuinstalacije i potrošače. U isto vrijeme, mreže se mogu razlikovati jedna od druge - posebno po namjeni:

• Javne mreže. Snabdijevanje kućanskih, industrijskih, poljoprivrednih i transportnih objekata.
• Mrežna komunikacija za autonomno napajanje. Obezbedite napajanje autonomnim i mobilnim objektima, koji uključuju avione, brodove, stalne stanice, itd.
• Mreže za napajanje objekata koji obavljaju pojedinačne tehnološke operacije. U istom proizvodnom objektu, pored glavnog snabdevanja električnom energijom, može se predvideti i vod za održavanje operativnosti određenogoprema, transporter, fabrika za inženjering, itd.
• Kontaktirajte vodove napajanja. Mreže dizajnirane za isporuku električne energije direktno u vozila u pokretu. Ovo se odnosi na tramvaje, lokomotive, trolejbuse, itd.

Klasifikacija prenosnih mreža po veličini

Najveće su okosne mreže koje povezuju izvore proizvodnje energije sa potrošačkim centrima širom zemalja i regiona. Takve komunikacije karakteriziraju velika snaga (u količini od gigavata) i napon. Na sljedećem nivou nalaze se regionalne mreže, koje su grane sa magistralnih vodova i, zauzvrat, same imaju manje ogranke. Kroz takve kanale električna energija se prenosi i distribuira u gradove, regije, velika transportna čvorišta i udaljena polja. Iako se mreže ovog kalibra mogu pohvaliti visokim performansama snage, njihova glavna prednost nije u obimnoj opskrbi energetskim resursima, već u udaljenosti transporta.

Na sljedećem nivou su regionalne i interne mreže. Oni uglavnom obavljaju i funkcije distribucije energije između određenih potrošača. Okružni kanali se napajaju direktno iz regionalnih, opslužujući zone urbanih blokova i seoske mreže. Što se tiče internih mreža, one distribuiraju energiju unutar kvarta, sela, fabrike i manjih objekata.

Trafostanice u mrežama napajanja

Između odvojenih segmenata dalekovoda električne energije ugrađuju se transformatori u formatu trafostanica. Njihov glavni zadatak je povećati napon na pozadini smanjenja struje. A tu su i postavke koje smanjuju izlazni napon u uvjetima povećanja jačine struje. Potreba za ovakvom regulacijom parametara električne energije na putu do potrošača određena je potrebom da se nadoknade gubici na aktivnom otporu. Činjenica je da se prijenos električne energije vrši kroz žice s optimalnom površinom poprečnog presjeka, što je određeno isključivo odsutnošću koronskog pražnjenja i jačinom struje. Nemogućnost regulacije ostalih parametara dovodi do potrebe za dodatnom upravljačkom opremom u vidu istog transformatora. Ali postoji još jedan razlog zašto bi se napon trebao povećati na račun trafostanice. Što je ovaj indikator veći, to je možda veća udaljenost prijenosa energije uz održavanje visokog potencijala snage.

Karakteristike digitalnih transformatora

Moderna vrsta trafostanice, omogućava digitalno upravljanje. Dakle, standardni transformator ovog tipa predviđa uključivanje sljedećih komponenti:

• Operativna kontrolna soba. Operativno osoblje, preko posebnog terminala povezanog preko daljinske (ponekad bežične) veze, kontroliše rad stanice u teškim i normalnim režimima. Može se prijavitipomoćnih uređaja automatike, a brzina prenosa komandi varira od nekoliko minuta do sati.
• Upravljačka jedinica protiv nužde. Ovaj modul se aktivira u slučaju jakih smetnji na liniji. Na primjer, ako se prijenos električne energije od elektrane do potrošača odvija u uvjetima prolaznih elektromehaničkih procesa (sa iznenadnim isključenjem vlastite struje, generatora, značajnim padom opterećenja, itd.).
• Relejna zaštita. Po pravilu, automatski modul sa nezavisnim napajanjem, čija lista zadataka uključuje lokalnu kontrolu elektroenergetskog sistema brzim otkrivanjem i izolacijom neispravnih delova mreže.

Pomoćne električne instalacije na dalekovodima

Trafostanica, pored transformatorskog bloka, predviđa prisustvo rastavljača, separatora, mjernih i drugih pomoćnih uređaja. Oni nisu direktno povezani sa kontrolnim kompleksom i rade po defaultu. Svaka od ovih instalacija je dizajnirana za obavljanje određenih zadataka:

• Rastavljač otvara/zatvara strujni krug ako nema opterećenja na strujnim žicama.
• Razdjelnik automatski isključuje transformator iz mreže za vrijeme potrebno za hitni rad trafostanice. Za razliku od upravljačkog modula, u ovom slučaju se prelazak u hitnu fazu rada vrši mehanički.
• Mjerni uređaji određuju vektore napona i struje na kojima se električna energija prenosi od izvora do potrošača uodređeno vreme. Ovo su takođe automatski alati koji podržavaju obračun metroloških grešaka.

Problemi u prijenosu električne energije

Prilikom organizovanja i rada mreža za napajanje postoje mnoge poteškoće tehničke i ekonomske prirode. Na primjer, već spomenuti gubici struje zbog otpora u provodnicima smatraju se najvažnijim problemom ove vrste. Ovaj faktor se kompenzira transformatorskom opremom, ali je zauzvrat potrebno održavanje. Tehničko održavanje mrežne infrastrukture, preko koje se električna energija prenosi na daljinu, u principu je skupo. Zahtijeva i materijalne i organizacione troškove resursa, što u konačnici utiče na povećanje tarifa za potrošače energije. S druge strane, najnovija oprema, materijali za provodnike i optimizacija procesa upravljanja i dalje omogućavaju smanjenje dijela operativnih troškova.

Ko je potrošač električne energije?

U velikoj mjeri, zahtjeve za snabdijevanje energijom određuje potrošač. I u tom svojstvu mogu djelovati proizvodna preduzeća, javna komunalna preduzeća, transportna preduzeća, vlasnici seoskih vikendica, stanovnici višestambenih gradskih zgrada itd. Glavna razlika između različitih grupa potrošača može se nazvati snagom njegove linije napajanja. Po ovom kriterijumu mogu biti svi kanali za prenos električne energije do potrošača različitih grupapodijeljeno u tri tipa:

• Do 5 MW.
• Od 5 do 75 MW.
• Od 75 do 1 hiljade MW.

Zaključak

Naravno, gore navedena infrastruktura za snabdijevanje energijom neće biti potpuna bez direktnog organizatora procesa distribucije energetskih resursa. Učesnici veleprodajnog tržišta energije koji imaju odgovarajuću licencu provajdera djeluju kao dobavljači. Ugovor o pružanju usluga prenosa električne energije zaključuje se sa energetskom organizacijom ili drugim snabdjevačem koji garantuje snabdijevanje u navedenom obračunskom periodu. Istovremeno, zadaci održavanja i rada mrežne infrastrukture, koja obezbjeđuje određeni potrošački objekt prema ugovoru, mogu biti u odjelu potpuno drugačije organizacije treće strane. Isto važi i za izvor proizvodnje energije.