Prijenos električne energije od elektrane do potrošača

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 10:29

Od izravnih izvora proizvodnje do potrošača, električna energija prolazi kroz mnoge tehnološke točke. Pritom su u ovoj infrastrukturi bitni i sami njegovi nosači u obliku vodova s vodičima. Oni na mnogo načina čine višerazinski i složeni sustav prijenosa električne energije, gdje je potrošač konačna karika.

Odakle dolazi struja?

U prvoj fazi cjelokupnog procesa opskrbe energijom dolazi do proizvodnje, odnosno proizvodnje električne energije. Za to se koriste posebne postaje koje proizvode energiju iz drugih izvora. Toplina, voda, sunčeva svjetlost, vjetar, pa čak i zemlja mogu se 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 solarnimbaterije. Za prijenos električne energije do većine potrošača koriste se samo tri vrste stanica: nuklearne elektrane, termoelektrane i hidroelektrane. Sukladno tome, nuklearna, toplinska i hidrološka postrojenja. Oni proizvode oko 75-85% energije u cijelom svijetu, iako zbog ekonomskih, a posebno ekoloških čimbenika, postoji rastući trend smanjenja ovog pokazatelja. Na ovaj ili onaj način, upravo te glavne elektrane proizvode energiju za njezin daljnji prijenos do potrošača.

Mreže za prijenos električne energije

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

• Javne mreže. Opskrba kućanskih, industrijskih, poljoprivrednih i transportnih objekata.
• Mrežna komunikacija za autonomno napajanje. Omogućuje napajanje autonomnim i mobilnim objektima, koji uključuju zrakoplove, brodove, nestabilne stanice, itd.
• Mreže za napajanje objekata koji izvode pojedine tehnološke operacije. U istom proizvodnom pogonu, uz glavnu opskrbu električnom energijom, može se predvidjeti i vod za održavanje operativnosti određenogoprema, transporter, postrojenje za inženjering, itd.
• Kontaktirajte vodove napajanja. Mreže dizajnirane za isporuku električne energije izravno vozilima u pokretu. Ovo se odnosi na tramvaje, lokomotive, trolejbuse, itd.

Klasifikacija prijenosnih mreža prema veličini

Najveće su okosne mreže koje povezuju izvore proizvodnje energije sa središtima potrošnje u različitim zemljama i regijama. Takve komunikacije karakteriziraju velika snaga (u količini od gigavata) i napon. Na sljedećoj razini nalaze se regionalne mreže, koje su grane od glavnih pruga i, zauzvrat, same imaju manje ogranke. Kroz takve kanale električna energija se prenosi i distribuira u gradove, regije, velika prometna čvorišta i udaljena polja. Iako se mreže ovog kalibra mogu pohvaliti visokim performansama snage, njihova glavna prednost nije u količini opskrbe energetskim resursima, već u udaljenosti transporta.

Na sljedećoj razini su regionalne i interne mreže. Uglavnom, oni također obavljaju funkcije distribucije energije između određenih potrošača. Okružni kanali se napajaju izravno iz regionalnih, opslužujući zone urbanih blokova i seoske mreže. Što se tiče internih mreža, one distribuiraju energiju unutar kvarta, sela, tvornice i manjih objekata.

Trafostanice u mrežama napajanja

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

Značajke digitalnih transformatora

Moderna vrsta trafostanice, omogućuje digitalno upravljanje. Dakle, standardni transformator ove vrste predviđa uključivanje sljedećih komponenti:

• Operativna kontrolna soba. Operativno osoblje, preko posebnog terminala povezanog putem daljinske (ponekad bežične) veze, kontrolira rad stanice u teškim i normalnim režimima. Može se prijavitipomoćnih uređaja automatike, a brzina prijenosa naredbi 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 (s iznenadnim isključenjem vlastite struje, generatora, značajnim padom opterećenja i sl.).
• Relejna zaštita. U pravilu, automatski modul s neovisnim napajanjem, čiji popis zadataka uključuje lokalnu kontrolu elektroenergetskog sustava brzim otkrivanjem i izolacijom neispravnih dijelova mreže.

Pomoćne električne instalacije na dalekovodima

Trafostanica, osim transformatorskog bloka, predviđa prisutnost rastavljača, separatora, mjernih i drugih pomoćnih uređaja. Nisu izravno povezani s kontrolnim kompleksom i rade prema zadanim postavkama. Svaka od ovih instalacija dizajnirana je 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 se slučaju prijelaz u hitnu fazu rada izvodi mehanički.
• Mjerni uređaji određuju vektore napona i struje na kojima se električna energija prenosi od izvora do potrošača uodređenom trenutku u vremenu. Ovo su također automatski alati koji podržavaju obračunavanje mjeriteljskih grešaka.

Problemi u prijenosu električne energije

Prilikom organiziranja i upravljanja elektroenergetskim mrežama postoje brojne poteškoće tehničke i ekonomske prirode. Na primjer, već spomenuti gubici struje zbog otpora u vodičima smatraju se najvažnijim problemom ove vrste. Ovaj faktor nadoknađuje transformatorska oprema, ali zauzvrat je potrebno održavanje. Tehničko održavanje mrežne infrastrukture, putem koje se električna energija prenosi na daljinu, u načelu je skupo. To zahtijeva i materijalne i organizacijske troškove resursa, što u konačnici utječe na povećanje tarifa za potrošače energije. S druge strane, najnovija oprema, materijali za vodiče i optimizacija upravljačkih procesa i dalje omogućuju smanjenje dijela operativnih troškova.

Tko je potrošač električne energije?

U velikoj mjeri zahtjeve za opskrbu energijom određuje potrošač. I u tom svojstvu mogu djelovati proizvodna poduzeća, javna komunalna poduzeća, transportna poduzeća, vlasnici seoskih vikendica, stanovnici višestambenih gradskih zgrada itd. Glavna razlika između različitih skupina potrošača može se nazvati snagom njegove opskrbne linije. Prema ovom kriteriju mogu biti svi kanali prijenosa električne energije do potrošača različitih skupinapodijeljeno u tri vrste:

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

Zaključak

Naravno, gornja infrastruktura opskrbe energijom neće biti potpuna bez izravnog organizatora procesa distribucije energetskih resursa. Sudionici veleprodajnog tržišta energije koji imaju odgovarajuću licencu davatelja djeluju kao opskrbna tvrtka. Ugovor o pružanju usluga prijenosa električne energije sklapa se s energetskom organizacijom ili drugim opskrbljivačem koji jamči opskrbu u navedenom obračunskom razdoblju. Istodobno, zadaće održavanja i upravljanja mrežnom infrastrukturom, koja osigurava određeni potrošački objekt prema ugovoru, mogu biti u odjelu potpuno različite organizacije treće strane. Isto vrijedi i za izvor proizvodnje energije.