Överföring av el från kraftverket till konsumenten

2024 Författare: Howard Calhoun | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 10:41

Från de direkta genereringskällorna till konsumenten passerar elektrisk energi genom många tekniska punkter. Samtidigt är själva bärarna i form av ledningar med ledare väsentliga i denna infrastruktur. På många sätt bildar de ett komplext system för elöverföring på flera nivåer, där konsumenten är den sista länken.

Var kommer elen ifrån?

I det första steget av den övergripande energiförsörjningsprocessen sker produktion, det vill säga produktion av el. För detta används speciella stationer som producerar energi från dess andra källor. Värme, vatten, solljus, vind och till och med jord kan användas som det senare. I varje fall används generatorstationer som omvandlar naturlig eller artificiellt genererad energi till elektricitet. Dessa kan vara traditionella kärnkrafts- eller värmekraftverk och väderkvarnar med solenergibatterier. För överföring av el till de flesta konsumenter används endast tre typer av stationer: kärnkraftverk, värmekraftverk och vattenkraftverk. Följaktligen nukleära, termiska och hydrologiska installationer. De genererar cirka 75-85 % av energin världen över, även om det på grund av ekonomiska och särskilt miljömässiga faktorer finns en växande trend mot en minskning av denna indikator. På ett eller annat sätt är det dessa huvudkraftverk som producerar energi för vidare överföring till konsumenten.

Nätverk för överföring av elektrisk energi

Transport av den genererade energin utförs av nätinfrastrukturen, som är en kombination av olika elinstallationer. Den grundläggande strukturen för överföring av el till konsumenterna omfattar transformatorer, omformare och transformatorstationer. Men den ledande platsen i den upptas av kraftledningar som direkt ansluter kraftverk, mellaninstallationer och konsumenter. Samtidigt kan nätverk skilja sig från varandra - i synnerhet efter syfte:

• Offentliga nätverk. Leverera hushålls-, industri-, jordbruks- och transportanläggningar.
• Nätverkskommunikation för autonom strömförsörjning. Ge ström till autonoma och mobila objekt, som inkluderar flygplan, fartyg, icke-flyktiga stationer, etc.
• Nätverk för strömförsörjning av anläggningar som utför individuella tekniska operationer. Vid samma produktionsanläggning, utöver huvudförsörjningen av elektricitet, kan en ledning tillhandahållas för att upprätthålla funktionsdugligheten för en vissutrustning, transportör, verkstadsanläggning, etc.
• Kontakta strömförsörjningsledningar. Nätverk utformade för att leverera el direkt till fordon i rörelse. Det gäller spårvagnar, lok, trådbussar etc.

Klassificering av överföringsnät efter storlek

De största är stamnäten som förbinder energiproduktionskällor med konsumtionscentra över länder och regioner. Sådan kommunikation kännetecknas av hög effekt (i mängden gigawatt) och spänning. På nästa nivå finns regionala nät, som är förgreningar från stambanor och som i sin tur själva har mindre utlöpare. Genom sådana kanaler överförs och distribueras el till städer, regioner, stora transportnav och avlägsna fält. Även om nätverk av denna kaliber kan skryta med hög effekt, ligger deras främsta fördel inte i volymtillförseln av energiresurser, utan i transportavståndet.

På nästa nivå finns regionala och interna nätverk. För det mesta utför de också funktionerna att distribuera energi mellan specifika konsumenter. Distriktskanalerna matas direkt från de regionala och betjänar stadsblockszonerna och bynäten. När det gäller interna nätverk distribuerar de energi inom kvarteret, byn, fabriken och mindre objekt.

Understationer i strömförsörjningsnät

Mellan separata segment av elöverföringsledningar installeras transformatorer i form av transformatorstationer. Deras huvuduppgift är att öka spänningen mot bakgrund av en minskning av strömmen. Och det finns också nedtrappningsinställningar som minskar utgångsspänningsindikatorn under förhållanden med ökande strömstyrka. Behovet av sådan reglering av elparametrar på vägen till konsumenten bestäms av behovet av att kompensera för förluster på aktivt motstånd. Faktum är att överföringen av elektricitet utförs genom ledningar med en optimal tvärsnittsarea, som enbart bestäms av frånvaron av en koronaurladdning och strömstyrkan. Omöjligheten att styra andra parametrar leder till behovet av ytterligare styrutrustning i form av samma transformator. Men det finns en annan anledning till att spänningen bör öka på transformatorstationens bekostnad. Ju högre denna indikator är, desto längre är kanske avståndet för energiöverföring samtidigt som en hög effektpotential bibehålls.

Funktioner hos digitala transformatorer

Modern typ av transformatorstation, tillåter digital kontroll. Så en standardtransformator av denna typ tillhandahåller inkludering av följande komponenter:

• Operativt kontrollrum. Driftpersonalen, genom en speciell terminal ansluten via en fjärransluten (ibland trådlös) anslutning, styr driften av stationen i tunga och normala lägen. Kan gällahjälpanordningar för automatisering och hastigheten för överföring av kommandon varierar från flera minuter till timmar.
• Anti-nödkontrollenhet. Denna modul aktiveras vid kraftiga störningar på linjen. Till exempel, om överföringen av elektricitet från ett kraftverk till en konsument sker under förhållanden av transienta elektromekaniska processer (med en plötslig avstängning av den egna kraften, en generator, ett betydande belastningsfall, etc.).
• Reläskydd. Som regel en automatisk modul med en oberoende strömförsörjning, vars uppgiftslista inkluderar lokal styrning av kraftsystemet genom att snabbt upptäcka och isolera felaktiga delar av nätverket.

Elektriska hjälpinstallationer på kraftledningar

Transformatorstationen tillhandahåller, förutom transformatorblocket, närvaron av frånskiljare, separatorer, mät- och andra kompletterande enheter. De är inte direkt relaterade till kontrollkomplexet och fungerar som standard. Var och en av dessa installationer är utformade för att utföra specifika uppgifter:

• Frånskiljaren öppnar/stänger strömkretsen om det inte finns någon belastning på strömkablarna.
• Separatorn kopplar automatiskt bort transformatorn från nätet under den tid som krävs för nöddrift av transformatorstationen. Till skillnad från styrmodulen utförs i detta fall övergången till nöddriftsfasen mekaniskt.
• Mätanordningar bestämmer spännings- och strömvektorerna vid vilka elektricitet överförs från källan till konsumenten ispecifik tidpunkt. Dessa är också automatiska verktyg som stödjer redovisning av mätfel.

Problem i överföringen av elektrisk energi

När man organiserar och driver elnät, finns det många svårigheter av teknisk och ekonomisk karaktär. Till exempel anses de redan nämnda strömförlusterna på grund av motstånd i ledare vara det viktigaste problemet av detta slag. Denna faktor kompenseras av transformatorutrustning, men den behöver i sin tur underhåll. Tekniskt underhåll av nätinfrastrukturen, genom vilken el överförs över avstånd, är i princip kostsamt. Det kräver både materiella och organisatoriska resurskostnader, vilket i slutändan påverkar höjningen av tarifferna för energikonsumenterna. Å andra sidan tillåter den senaste utrustningen, material för ledare och optimering av styrprocesser fortfarande att minska en del av driftskostnaderna.

Vem är elkonsumenten?

Kraven på energiförsörjning bestäms i stor utsträckning av konsumenten. Och i denna egenskap kan tillverkningsföretag, allmännyttiga företag, transportföretag, ägare av lantstugor, invånare i stadsbyggnader med flera lägenheter etc. agera. Den största skillnaden mellan olika grupper av konsumenter kan kallas kraften i dess försörjningsledning. Enligt detta kriterium kan alla kanaler för elöverföring till konsumenter av olika grupper varauppdelad i tre typer:

• Upp till 5 MW.
• Från 5 till 75 MW.
• Från 75 till 1 tusen MW.

Slutsats

Naturligtvis kommer ovanstående energiförsörjningsinfrastruktur att vara ofullständig utan en direkt arrangör av processerna för distribution av energiresurser. De deltagare på grossistmarknaden för energi som har rätt leverantörstillstånd fungerar som ett leveransföretag. Avtal om elöverföringstjänster tecknas med en energiförsäljningsorganisation eller annan leverantör som garanterar leverans inom angiven faktureringsperiod. Samtidigt kan uppgifterna att underhålla och driva nätverksinfrastrukturen, som tillhandahåller ett specifikt konsumentobjekt enligt avtalet, ligga på avdelningen för en helt annan tredjepartsorganisation. Detsamma gäller för energikällan.