Пренос на електроенергия от електроцентралата до потребителя

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 10:19

От преките източници на производство до потребителя електрическата енергия преминава през много технологични точки. В същото време самите нейни носители под формата на линии с проводници са от съществено значение в тази инфраструктура. В много отношения те образуват многостепенна и сложна система за пренос на електроенергия, където потребителят е крайната връзка.

Откъде идва електричеството?

На първия етап от цялостния процес на енергийно снабдяване възниква генерирането, тоест производството на електроенергия. За това се използват специални станции, които произвеждат енергия от други нейни източници. Топлината, водата, слънчевата светлина, вятърът и дори земята могат да се използват като последните. Във всеки случай се използват генераторни станции, които преобразуват естествена или изкуствено генерирана енергия в електрическа. Това могат да бъдат традиционни атомни или топлоелектрически централи, както и вятърни мелници със слънчева енергиябатерии. За пренос на електроенергия до повечето потребители се използват само три вида станции: атомни електроцентрали, топлоелектрически централи и водноелектрически централи. Съответно ядрени, топлинни и хидроложки инсталации. Те генерират около 75-85% от енергията в световен мащаб, въпреки че поради икономически и особено екологични фактори се наблюдава нарастваща тенденция към намаляване на този показател. По един или друг начин, именно тези основни електроцентрали произвеждат енергия за по-нататъшното й предаване на потребителя.

Мрежи за пренос на електрическа енергия

Транспортът на произведената енергия се осъществява от мрежовата инфраструктура, която представлява комбинация от различни електрически инсталации. Основната структура за пренос на електрическа енергия към потребителите включва трансформатори, преобразуватели и подстанции. Но водещото място в него заемат електропроводи, които директно свързват електроцентрали, междинни инсталации и консуматори. В същото време мрежите могат да се различават една от друга - по-специално по предназначение:

• Обществени мрежи. Снабдяване на домакински, промишлени, селскостопански и транспортни съоръжения.
• Мрежови комуникации за автономно захранване. Осигурете захранване на автономни и мобилни обекти, които включват самолети, кораби, енергонезависими станции и др.
• Мрежи за електрозахранване на съоръжения, извършващи отделни технологични операции. В същото производствено съоръжение, в допълнение към основната доставка на електроенергия, може да бъде предвидена линия за поддържане на работоспособността на определенаоборудване, конвейер, инженерен завод и др.
• Свържете се с захранващите линии. Мрежи, предназначени да доставят електричество директно на движещи се превозни средства. Това важи за трамваи, локомотиви, тролейбуси и др.

Класификация на преносните мрежи по размер

Най-големите са опорните мрежи, свързващи източниците за производство на енергия с центровете за потребление в различните страни и региони. Такива комуникации се характеризират с висока мощност (в размер на гигавата) и напрежение. На следващото ниво има регионални мрежи, които са клонове от главни линии и от своя страна сами имат по-малки разклонения. По такива канали електричеството се предава и разпределя до градове, региони, големи транспортни центрове и отдалечени полета. Въпреки че мрежите от този калибър могат да се похвалят с висока мощност, основното им предимство се крие не в обема на доставката на енергийни ресурси, а в транспортното разстояние.

На следващото ниво са регионалните и вътрешни мрежи. В по-голямата си част те изпълняват и функциите за разпределяне на енергия между конкретни консуматори. Областните канали се захранват директно от регионалните, обслужващи градските блокови зони и селските мрежи. Що се отнася до вътрешните мрежи, те разпределят енергия в рамките на квартала, селото, фабриката и по-малките обекти.

Подстанции в захранващи мрежи

Между отделни сегменти на електропреносните линии се монтират трансформатори във формата на подстанции. Основната им задача е да увеличат напрежението на фона на намаляване на тока. Има и понижаващи настройки, които намаляват индикатора на изходното напрежение в условия на увеличаване на силата на тока. Необходимостта от такова регулиране на параметрите на електроенергията по пътя към потребителя се определя от необходимостта от компенсиране на загубите при активно съпротивление. Факт е, че предаването на електричество се осъществява чрез проводници с оптимална площ на напречното сечение, което се определя единствено от липсата на коронен разряд и силата на тока. Невъзможността за управление на други параметри води до необходимостта от допълнително оборудване за управление под формата на същия трансформатор. Но има и друга причина, поради която напрежението трябва да се увеличи за сметка на трафопоста. Колкото по-висок е този индикатор, толкова по-далече е може би разстоянието на предаване на енергия, като се поддържа висок потенциал на мощност.

Характеристики на цифровите трансформатори

Модерен вид подстанция, позволява цифрово управление. И така, стандартен трансформатор от този тип предвижда включване на следните компоненти:

• Оперативна контролна зала. Обслужващият персонал чрез специален терминал, свързан чрез дистанционна (понякога безжична) връзка, контролира работата на станцията в тежки и нормални режими. Може да се прилагаспомагателни устройства за автоматизация, а скоростта на предаване на командите варира от няколко минути до часове.
• Антиавариен контролен блок. Този модул се активира при силни смущения по линията. Например, ако преносът на електроенергия от електроцентрала към консуматор се извършва в условия на преходни електромеханични процеси (с внезапно изключване на собственото му захранване, генератор, значителен спад на натоварването и т.н.).
• Релейна защита. По правило автоматичен модул с независимо захранване, чийто списък със задачи включва локално управление на енергийната система чрез бързо откриване и изолиране на дефектни части от мрежата.

Допълнителни електрически инсталации на електропроводи

Подстанцията, освен трансформаторния блок, предвижда наличието на разединители, сепаратори, измервателни и други допълнителни устройства. Те не са пряко свързани с контролния комплекс и работят по подразбиране. Всяка от тези инсталации е проектирана да изпълнява специфични задачи:

• Разединителят отваря/затваря захранващата верига, ако няма натоварване на захранващите проводници.
• Разделителят автоматично изключва трансформатора от мрежата за времето, необходимо за аварийната работа на подстанцията. За разлика от контролния модул, в този случай преходът към аварийната фаза на работа се извършва механично.
• Измервателните устройства определят векторите на напрежението и тока, при които електричеството се предава от източника към консуматора вконкретен момент във времето. Това също са автоматични инструменти, които поддържат отчитането на метрологични грешки.

Проблеми при предаването на електрическа енергия

При организиране и експлоатация на електрозахранващи мрежи има много трудности от техническо и икономическо естество. Например споменатите вече загуби на ток поради съпротивление в проводниците се считат за най-важния проблем от този вид. Този фактор се компенсира от трансформаторно оборудване, но то от своя страна се нуждае от поддръжка. Техническата поддръжка на мрежовата инфраструктура, чрез която електричеството се предава на разстояние, по принцип е скъпо. Това изисква както материални, така и организационни разходи за ресурси, което в крайна сметка се отразява на повишаването на тарифите за потребителите на енергия. От друга страна, най-новото оборудване, материали за проводници и оптимизиране на контролните процеси все още позволяват да се намалят част от оперативните разходи.

Кой е консуматорът на електроенергия?

До голяма степен изискванията за доставка на енергия се определят от потребителя. И в това качество могат да действат производствени предприятия, комунални услуги, транспортни компании, собственици на селски вили, жители на многоквартирни градски сгради и т. н. Основната разлика между различните групи потребители може да се нарече мощността на неговата захранваща линия. Според този критерий могат да бъдат всички канали за пренос на електроенергия към потребители от различни групиразделени на три типа:

• До 5 MW.
• От 5 до 75 MW.
• От 75 до 1 хиляди MW.

Заключение

Разбира се, горепосочената инфраструктура за доставка на енергия ще бъде непълна без директен организатор на процесите на разпределение на енергийните ресурси. Участниците на пазара на енергия на едро, които притежават съответния лиценз за доставчик, действат като снабдителна компания. Договор за услуги по пренос на електроенергия се сключва с организация за продажба на енергия или друг доставчик, който гарантира доставка в рамките на посочения период на фактуриране. В същото време задачите за поддръжка и експлоатация на мрежовата инфраструктура, която предоставя конкретен потребителски обект по договора, може да бъде в отдела на напълно различна организация на трета страна. Същото важи и за източника на генериране на енергия.