Elektroenerģijas pārvade no elektrostacijas patērētājam

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 10:35

No tiešajiem ražošanas avotiem līdz patērētājam elektriskā enerģija iet cauri daudziem tehnoloģiskiem punktiem. Tajā pašā laikā šajā infrastruktūrā būtiski ir paši tā nesēji līniju veidā ar vadītājiem. Daudzos veidos tie veido daudzlīmeņu un sarežģītu elektroenerģijas pārvades sistēmu, kur patērētājs ir gala saikne.

No kurienes nāk elektrība?

Vispārējā energoapgādes procesa pirmajā posmā notiek ražošana, tas ir, elektroenerģijas ražošana. Šim nolūkam tiek izmantotas īpašas stacijas, kas ražo enerģiju no citiem avotiem. Kā pēdējo var izmantot siltumu, ūdeni, saules gaismu, vēju un pat zemi. Katrā gadījumā tiek izmantotas ģeneratoru stacijas, kas pārvērš dabisko vai mākslīgi ražoto enerģiju elektroenerģijā. Tās var būt tradicionālās atomelektrostacijas vai termoelektrostacijas, kā arī vējdzirnavas ar saules enerģijubaterijas. Elektroenerģijas pārvadei lielākajai daļai patērētāju tiek izmantotas tikai trīs veidu stacijas: atomelektrostacijas, termoelektrostacijas un hidroelektrostacijas. Attiecīgi kodoliekārtas, termiskās un hidroloģiskās iekārtas. Tie rada aptuveni 75-85% enerģijas visā pasaulē, lai gan ekonomisko un jo īpaši vides faktoru dēļ ir vērojama pieaugoša tendence uz šī rādītāja samazināšanos. Tā vai citādi, tieši šīs galvenās spēkstacijas ražo enerģiju tās tālākai nodošanai patērētājam.

Elektriskās enerģijas pārvades tīkli

Saražotās enerģijas transportēšanu veic tīkla infrastruktūra, kas ir dažādu elektroinstalāciju kombinācija. Pamatstruktūra elektroenerģijas pārvadei patērētājiem ietver transformatorus, pārveidotājus un apakšstacijas. Bet vadošo vietu tajā ieņem elektropārvades līnijas, kas tieši savieno elektrostacijas, starpiekārtas un patērētājus. Tajā pašā laikā tīkli var atšķirties viens no otra, jo īpaši pēc mērķa:

• Publiskie tīkli. Piegādājiet mājsaimniecības, rūpniecības, lauksaimniecības un transporta objektus.
• Tīkla sakari autonomai barošanas avotam. Nodrošina enerģiju autonomiem un mobiliem objektiem, tostarp lidaparātiem, kuģiem, nestabilām stacijām utt.
• Tīkli energoapgādei objektiem, kas veic individuālās tehnoloģiskās darbības. Tajā pašā ražotnē papildus galvenajai elektroenerģijas padevei var tikt nodrošināta līnija konkrētas iekārtas darbspējas uzturēšanai.iekārtas, konveijers, mašīnbūves rūpnīca utt.
• Sazinieties ar strāvas padeves līnijām. Tīkli, kas paredzēti, lai piegādātu elektroenerģiju tieši kustīgiem transportlīdzekļiem. Tas attiecas uz tramvajiem, lokomotīvēm, trolejbusiem utt.

Pārvades tīklu klasifikācija pēc izmēra

Lielākie ir mugurkaula tīkli, kas savieno enerģijas ražošanas avotus ar patēriņa centriem dažādās valstīs un reģionos. Šādas komunikācijas raksturo liela jauda (gigavatu apjomā) un spriegums. Nākamajā līmenī ir reģionālie tīkli, kas ir atzari no maģistrālajām līnijām un, savukārt, pašiem ir mazāki atzari. Pa šādiem kanāliem elektroenerģija tiek pārsūtīta un izplatīta pilsētām, reģioniem, lieliem transporta mezgliem un attāliem laukiem. Lai gan šāda kalibra tīkli var lepoties ar lielu jaudu, to galvenā priekšrocība ir nevis energoresursu apjomā, bet gan transportēšanas attālumā.

Nākamajā līmenī ir reģionālie un iekšējie tīkli. Lielākoties tie veic arī enerģijas sadales funkcijas starp konkrētiem patērētājiem. Rajonu kanāli tiek baroti tieši no reģionālajiem, apkalpojot pilsētu bloku zonas un ciematu tīklus. Kas attiecas uz iekšējiem tīkliem, tie sadala enerģiju kvartālā, ciematā, rūpnīcā un mazākos objektos.

Apakšstacijas elektroapgādes tīklos

Starp atsevišķiem elektroenerģijas pārvades līniju segmentiem tiek uzstādīti transformatori apakšstaciju formātā. Viņu galvenais uzdevums ir palielināt spriegumu uz strāvas samazināšanās fona. Un ir arī pazemināti iestatījumi, kas samazina izejas sprieguma indikatoru pieaugošas strāvas stipruma apstākļos. Nepieciešamību pēc šādas elektroenerģijas parametru regulēšanas ceļā pie patērētāja nosaka nepieciešamība kompensēt aktīvās pretestības zudumus. Fakts ir tāds, ka elektroenerģijas pārvade tiek veikta pa vadiem ar optimālu šķērsgriezuma laukumu, ko nosaka tikai koronaizlādes neesamība un strāvas stiprums. Citu parametru kontroles neiespējamība rada nepieciešamību pēc papildu vadības aprīkojuma tā paša transformatora veidā. Bet ir vēl viens iemesls, kāpēc spriegumam vajadzētu palielināties uz apakšstacijas rēķina. Jo augstāks šis rādītājs, jo tālāks, iespējams, ir enerģijas pārvades attālums, vienlaikus saglabājot lielu jaudas potenciālu.

Ciparu transformatoru funkcijas

Mūsdienīga apakšstacija, kas nodrošina digitālu vadību. Tātad standarta šāda veida transformators nodrošina šādu komponentu iekļaušanu:

• Darbības vadības telpa. Operatīvais personāls, izmantojot īpašu termināli, kas savienots, izmantojot attālo (dažreiz bezvadu) savienojumu, kontrolē stacijas darbību smagajos un parastajos režīmos. Var pieteiktiesautomatizācijas palīgierīces, un komandu pārraides ātrums svārstās no vairākām minūtēm līdz stundām.
• Pret avārijas vadības bloks. Šis modulis tiek aktivizēts spēcīgu traucējumu gadījumā līnijā. Piemēram, ja elektroenerģijas pārvade no elektrostacijas patērētājam notiek pārejošu elektromehānisku procesu apstākļos (ar pēkšņu paša jaudas izslēgšanu, ģeneratoru, ievērojamu slodzes kritumu utt.).
• Releja aizsardzība. Parasti automātisks modulis ar neatkarīgu barošanas avotu, kura uzdevumu sarakstā ir iekļauta lokāla elektroapgādes sistēmas vadība, ātri atklājot un izolējot bojātās tīkla daļas.

Elektriskās palīginstalācijas elektropārvades līnijās

Apakšstacija papildus transformatora blokam nodrošina atdalītāju, separatoru, mērīšanas un citu papildierīču klātbūtni. Tie nav tieši saistīti ar vadības kompleksu un darbojas pēc noklusējuma. Katra no šīm instalācijām ir paredzēta konkrētu uzdevumu veikšanai:

• Atdalītājs atver/aizver strāvas ķēdi, ja nav slodzes uz strāvas vadiem.
• Separators automātiski atvieno transformatoru no tīkla uz laiku, kas nepieciešams apakšstacijas avārijas darbībai. Atšķirībā no vadības moduļa, šajā gadījumā pāreja uz darbības avārijas fāzi tiek veikta mehāniski.
• Mērierīces nosaka sprieguma un strāvas vektorus, pie kuriem elektroenerģija tiek pārraidīta no avota līdz patērētājamkonkrēts laika punkts. Tie ir arī automātiskie rīki, kas atbalsta metroloģisko kļūdu uzskaiti.

Elektriskās enerģijas pārvades problēmas

Organizējot un ekspluatējot elektroapgādes tīklus, rodas daudz tehnisku un ekonomisku grūtību. Piemēram, jau minētie strāvas jaudas zudumi vadītāju pretestības dēļ tiek uzskatīti par svarīgāko šāda veida problēmu. Šo faktoru kompensē transformatoru iekārtas, bet tai savukārt nepieciešama apkope. Tīkla infrastruktūras tehniskā uzturēšana, pa kuru elektroenerģiju pārvada no attāluma, principā ir dārga. Tas prasa gan materiālo, gan organizatorisko resursu izmaksas, kas galu galā ietekmē tarifu pieaugumu enerģijas patērētājiem. No otras puses, jaunākās iekārtas, materiāli vadītājiem un vadības procesu optimizācija joprojām ļauj samazināt daļu no ekspluatācijas izmaksām.

Kas ir elektroenerģijas patērētājs?

Lielā mērā prasības energoapgādei nosaka patērētājs. Un šajā statusā var darboties ražošanas uzņēmumi, komunālie uzņēmumi, transporta uzņēmumi, lauku kotedžu īpašnieki, daudzdzīvokļu pilsētu māju iedzīvotāji uc Galvenā atšķirība starp dažādām patērētāju grupām var tikt saukta par tās piegādes līnijas jaudu. Saskaņā ar šo kritēriju var būt visi elektroenerģijas pārvades kanāli dažādu grupu patērētājiemsadalīts trīs veidos:

• Līdz 5 MW.
• No 5 līdz 75 MW.
• No 75 līdz 1 tūkstotim MW.

Secinājums

Protams, iepriekš minētā energoapgādes infrastruktūra būs nepilnīga bez tieša energoresursu sadales procesu organizētāja. Enerģijas vairumtirgus dalībnieki, kuriem ir atbilstoša piegādātāja licence, darbojas kā piegādes uzņēmums. Līgums par elektroenerģijas pārvades pakalpojumiem tiek slēgts ar enerģijas tirdzniecības organizāciju vai citu piegādātāju, kas garantē piegādi noteiktajā norēķinu periodā. Tajā pašā laikā tīkla infrastruktūras uzturēšanas un ekspluatācijas uzdevumi, kas saskaņā ar līgumu nodrošina konkrētu patērētāja objektu, var būt pilnīgi citas trešās puses organizācijas nodaļā. Tas pats attiecas uz enerģijas ražošanas avotu.