Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!

Struja se ne odnosi na kumulativna sredstva. Do danas nema učinkovitih tehnologija koje bi omogućile akumulaciju energije koju generiraju generatori, tako da je prijenos električne energije potrošačima hitna zadaća. Trošak resursa uključuje troškove njegove proizvodnje, gubitke tijekom prijevoza i troškove instalacije i održavanja dalekovoda. U ovom slučaju, učinkovitost sustava napajanja izravno ovisi o shemi prijenosa.

Visoki napon kao način smanjenja gubitaka

Unatoč činjenici da se u internim mrežama većine potrošača, u pravilu, 220/380 V, električna energija prenosi na njih preko visokonaponskih autocesta i smanjuje se na trafostanicama. Za takav plan rada postoji dobar razlog, činjenica je da najveći dio gubitaka dolazi od zagrijavanja žica.

Gubitak snage opisan je sljedećom formulom: Q = I 2 * R l,

gdje je I snaga struje koja prolazi kroz crtu, R L je njezin otpor.

Na temelju gornje formule možemo zaključiti da se troškovi mogu smanjiti smanjenjem otpora u vodovima ili smanjenjem čvrstoće struje. U prvom slučaju bit će potrebno povećati presjek žice, što je neprihvatljivo, jer će dovesti do značajnog povećanja troškova prijenosnih vodova. Odabir druge opcije, morat ćete povećati napon, to jest, uvođenje visokonaponskih dalekovoda dovodi do smanjenja gubitka snage.

Klasifikacija energetskih vodova

U energetici je uobičajeno podijeliti vodove na tipove ovisno o sljedećim pokazateljima:

  1. Projektne značajke pruga koje obavljaju prijenos električne energije. Ovisno o verziji, mogu biti dva tipa:
  • Zrakom . Prijenos električne energije provodi se pomoću žica koje su suspendirane s nosača.
    Nadzemni električni vodovi
  • Kabel. Ova metoda postavljanja uključuje polaganje kabelskih vodova izravno u tlo ili u inženjerske sustave posebno dizajnirane za tu svrhu.
    Raspored kanalne kanalizacije bloka
  1. Napon. Ovisno o veličini naponskih dalekovoda obično se razvrstavaju u sljedeće tipove:
  • Niski napon uključuje sve nadzemne vodove s naponom ne većim od 1 kV.
  • Srednja - od 1 do 35 kV.
  • Visokonaponski - 110, 0-220, 0 kV.
  • Visokonaponski - 330, 0-750, 0 kV.
  • Ultra-visoki napon - više od 750 kV.
    Ultra-visokonaponski dalekovod Ekibastuz-Kokchetav 1150 kV
  1. Razdvajanje po vrsti struje u prijenosu električne energije može biti promjenjivo i konstantno. Prva opcija je češća jer su elektrane obično opremljene alternatorima. No, da bi se smanjio gubitak opterećenja energijom, posebno na dugoj udaljenosti prijenosa, druga je opcija učinkovitija. U nastavku će biti opisani način organiziranja prijenosnih shema električne energije u oba slučaja, kao i prednosti svake od njih.
  2. Klasifikacija ovisi o odredištu . U tu svrhu, sljedeće kategorije:
  • Linije od 500.0 kV za ultra velike udaljenosti. Takvi nadzemni vodovi međusobno povezuju odvojene energetske sustave.
  • Linije za prijenos električne energije glavne namjene (220, 0-330, 0 kV). Pomoću takvih vodova provodi se prijenos električne energije proizvedene na moćnim hidroelektranama, termoelektranama i nuklearnim elektranama, kao i njihova integracija u jedinstvenu elektroenergetsku mrežu.
  • LEP 35-150 kV pripada distribuciji. Oni služe za opskrbu električnom energijom velikih industrijskih lokacija, za povezivanje regionalnih distribucijskih točaka itd.
  • Energetski vodovi napona do 20, 0 kV služe za spajanje skupina potrošača na električnu mrežu.

Metode prijenosa snage

Provesti prijenos električne energije na dva načina:

  • Metoda izravnog prijenosa.
  • Pretvaranje električne energije u drugu vrstu energije.

U prvom slučaju, struja se prenosi preko vodiča, koji djeluju kao žica ili vodljivi medij. Ovaj način prijenosa koristi se u nadzemnim i kabelskim prijenosnim vodovima. Pretvorba električne energije u drugi oblik energije otvara izglede za bežično opskrbu potrošača. To će omogućiti napuštanje vodova i, sukladno tome, troškova vezanih uz njihovu instalaciju i održavanje. Sljedeće su obećavajuće bežične tehnologije koje se razvijaju radi poboljšanja.

Bežična tehnologija električne energije

Nažalost, trenutačno su mogućnosti prijenosa električne energije bežičnim putem vrlo ograničene, tako da je prerano govoriti o djelotvornoj alternativi metodi izravnog prijenosa. Istraživački rad u tom smjeru omogućuje nam nadu da će se rješenje naći u bliskoj budućnosti.

Shema prijenosa snage od elektrane do potrošača

Na donjoj slici prikazane su tipične sheme, od kojih se prva dva odnose na otvoreni pogled, a ostatak na zatvoreni. Razlika između njih leži u činjenici da otvorene konfiguracije nisu redundantne, tj. Nemaju rezervne linije koje se mogu aktivirati tijekom kritičnog povećanja električnog opterećenja.

Primjer najčešćih konfiguracija strujnih vodova

legenda:

  1. Radijalna shema, na jednom kraju linije je elektrana koja proizvodi energiju, u drugom - potrošač ili sklopni uređaj.
  2. Glavna verzija radijalne sheme, razlika od prethodne verzije je prisutnost slavina između početne i završne točke prijenosa.
  3. Glavni krug s napajanjem na oba kraja električnih vodova.
  4. Konfiguracija vrste zvona.
  5. Okosnica s rezervnom linijom (dvostruka linija).
  6. Komplicirana zatvorena konfiguracija. Slične sheme koriste se pri povezivanju odgovornih potrošača.

Sada razmotrimo detaljnije radijalni plan za prijenos proizvedene električne energije kroz AC i DC LEP.

Sl. 6. Sheme prijenosa električne energije potrošačima pri korištenju električnih vodova s izmjeničnom (A) i izravnom (B) strujom

legenda:

  1. Generator, gdje generiram električnu energiju sa sinusoidnim karakteristikama.
  2. Podstanica s pojačanim trofaznim transformatorom.
  3. Podstanica s transformatorom koja smanjuje napon trofaznog izmjeničnog napona.
  4. Savijte za prijenos elektropower na postrojenje.
  5. Ispravljač, tj. Uređaj koji pretvara trofaznu izmjeničnu struju u istosmjernu struju.
  6. Inverterska jedinica ima zadatak oblikovati konstantan sinusni napon.

Kao što se može vidjeti iz dijagrama (A), struja se napaja iz izvora energije u step-up transformator, a onda se električna energija prevozi na velike udaljenosti pomoću nadzemnih vodova. Na završnoj točki crta se spaja na transformator koji se spušta prema dolje i od nje prelazi do razdjelnika.

Način prijenosa električne energije u obliku istosmjerne struje (B na slici 6) iz prethodnog kruga karakteriziran je prisutnošću dviju pretvaračkih jedinica (5 i 6).

Zatvarajući temu sekcije, radi jasnoće, predstavljamo pojednostavljenu verziju sheme urbane mreže.

Dobar primjer strukture napajanja

legenda:

  1. Elektrana gdje se proizvodi električna energija.
  2. Podstanica za povećanje napona kako bi se osigurala visoka učinkovitost prijenosa na velike udaljenosti.
  3. Električni vodovi s visokim naponom (35, 0-750, 0 kV).
  4. Podstanica s funkcijama spuštanja (izlaz 6, 0-10, 0 kV).
  5. Točka distribucije električne energije.
  6. Kabeli za napajanje.
  7. Središnja podstanica u industrijskom postrojenju služi za smanjenje napona na 0, 40 kV.
  8. Radijalni ili prtljažni kabeli.
  9. Uvodni štit u sobi za radionice.
  10. Područna distribucijska podstanica.
  11. Kabelska radijalna ili prtljažna linija.
  12. Podstanica, smanjujući napon na 0, 40 kV.
  13. Uvodni štit stambene kuće, za spajanje interne električne mreže.

Prijenos snage na velike udaljenosti

Glavni problem povezan s ovim zadatkom je povećanje gubitaka s povećanjem duljine vodova. Kako je gore spomenuto, za smanjenje potrošnje energije za prijenos električne energije, smanjite jačinu struje povećanjem napona. Nažalost, ovo rješenje dovodi do novih problema, od kojih je jedan korona.

Sa stajališta ekonomske opravdanosti, gubici u VL ne bi trebali prelaziti 10%. U nastavku se nalazi tablica koja prikazuje maksimalnu duljinu linija koje zadovoljavaju uvjete profitabilnosti.

Tablica 1. Maksimalna duljina dalekovoda, uzimajući u obzir profitabilnost (ne više od 10% gubitka)

OHL (kV) naponaDuljina (km)
0.401.0
10.025, 0
35.0100.0
110, 0300, 0
220, 0700, 0
500.02300, 0
1150, 0 *4500, 0 *

* - trenutno su nadzemni vodovi ultra-visokog napona prenijeti na rad s naponom od pola nominalnog (500, 0 kV).

DC alternativa kao alternativa

Kao alternativa AC prijenosu preko velike udaljenosti, nadzemni vodovi se mogu smatrati stalnim naponom. Takvi dalekovodi imaju sljedeće prednosti:

  • Duljina nadzemnog voda ne utječe na snagu, dok je maksimalna vrijednost znatno veća od snage dalekovoda s izmjeničnim naponom. To jest, s povećanjem potrošnje električne energije (do određene granice) moguće je bez modernizacije.
  • Statička stabilnost može se zanemariti.
  • Nema potrebe za sinkronizacijom povezanih energetskih sustava u frekvenciji.
  • Moguće je organizirati prijenos električne energije putem dvožične ili jednožične linije, što znatno pojednostavljuje dizajn.
  • Manje utjecaja elektromagnetskih valova na komunikacije.
  • Praktički ne postoji generiranje reaktivne snage.

Usprkos navedenim mogućnostima istosmjernih vodova, takve linije nisu široko rasprostranjene. Prije svega, to je zbog visoke cijene opreme potrebne za pretvaranje sinusnog napona u konstantni napon. Generatori istosmjerne struje gotovo se nikada ne koriste, s izuzetkom solarnih elektrana.

S inverzijom (proces je potpuno suprotan od ravnanja), sve također nije jednostavno, potrebno je završiti pijenje visokokvalitetnih sinusoidnih karakteristika, što značajno povećava troškove opreme. Osim toga, treba uzeti u obzir probleme u organizaciji odvoda i nisku profitabilnost kada je duljina dalekovoda manja od 1000-1500 km.

Ukratko o supravodljivosti.

Otpor žica može se značajno smanjiti hlađenjem do ultra niskih temperatura. Time bi se omogućila učinkovitost prijenosa električne energije na novu razinu kvalitete i povećala duljina linija za korištenje električne energije na velikoj udaljenosti od mjesta proizvodnje. Nažalost, trenutno dostupne tehnologije ne mogu dopustiti korištenje supravodljivosti u te svrhe zbog ekonomske neiskorištenosti.

Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!

Kategorija: