Transmissie van elektriciteit van de energiecentrale naar de consument

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-17 10:36

Van de directe bronnen van opwekking tot de consument, elektrische energie passeert vele technologische punten. Tegelijkertijd zijn de dragers zelf in de vorm van lijnen met geleiders essentieel in deze infrastructuur. In veel opzichten vormen ze een multi-level en complex systeem van elektriciteitstransmissie, waarbij de consument de laatste schakel is.

Waar komt elektriciteit vandaan?

In de eerste fase van het algehele proces van energievoorziening vindt opwekking plaats, dat wil zeggen de productie van elektriciteit. Hiervoor worden speciale stations gebruikt die energie opwekken uit andere bronnen. Warmte, water, zonlicht, wind en zelfs aarde kunnen als laatste worden gebruikt. Telkens worden generatorstations gebruikt die natuurlijke of kunstmatig opgewekte energie omzetten in elektriciteit. Dit kunnen traditionele kern- of thermische centrales zijn, en windmolens met zonne-energiebatterijen. Voor het transport van elektriciteit naar de meeste verbruikers worden slechts drie typen stations gebruikt: kerncentrales, thermische centrales en waterkrachtcentrales. Dienovereenkomstig nucleaire, thermische en hydrologische installaties. Ze genereren wereldwijd ongeveer 75-85% van de energie, hoewel er vanwege economische en vooral milieufactoren een groeiende trend is naar een verlaging van deze indicator. Op de een of andere manier zijn het deze hoofdcentrales die energie produceren voor de verdere transmissie naar de consument.

Netwerken voor de overdracht van elektrische energie

Het transport van de opgewekte energie wordt uitgevoerd door de netwerkinfrastructuur, een combinatie van verschillende elektrische installaties. De basisstructuur voor het transport van elektriciteit naar consumenten omvat transformatoren, omvormers en onderstations. Maar de leidende plaats daarin wordt ingenomen door hoogspanningslijnen die elektriciteitscentrales, tusseninstallaties en consumenten rechtstreeks verbinden. Tegelijkertijd kunnen netwerken van elkaar verschillen - met name qua doel:

• Openbare netwerken. Levering van huishoudelijke, industriële, landbouw- en transportfaciliteiten.
• Netwerkcommunicatie voor autonome stroomvoorziening. Lever stroom aan autonome en mobiele objecten, waaronder vliegtuigen, schepen, niet-vluchtige stations, enz.
• Netwerken voor stroomvoorziening van faciliteiten die individuele technologische bewerkingen uitvoeren. Op dezelfde productiefaciliteit kan, naast de hoofdtoevoer van elektriciteit, een lijn worden voorzien om de werking van een bepaaldeapparatuur, transportband, technische fabriek, enz.
• Neem contact op met de voedingskabels. Netwerken die zijn ontworpen om elektriciteit rechtstreeks aan bewegende voertuigen te leveren. Dit geldt voor trams, locomotieven, trolleybussen, enz.

Classificatie van transmissienetwerken op grootte

De grootste zijn de backbone-netwerken die energieopwekkingsbronnen verbinden met verbruikscentra in landen en regio's. Dergelijke communicatie wordt gekenmerkt door een hoog vermogen (in de hoeveelheid gigawatt) en spanning. Op het volgende niveau zijn er regionale netwerken, die vertakkingen zijn van hoofdlijnen en op hun beurt zelf kleinere uitlopers hebben. Via dergelijke kanalen wordt elektriciteit getransporteerd naar en gedistribueerd naar steden, regio's, grote transportknooppunten en afgelegen velden. Hoewel netwerken van dit kaliber kunnen bogen op hoge vermogensprestaties, ligt hun belangrijkste voordeel niet in de volumelevering van energiebronnen, maar in de transportafstand.

Op het volgende niveau bevinden zich regionale en interne netwerken. Voor het grootste deel vervullen ze ook de functies van het verdelen van energie tussen specifieke consumenten. De districtskanalen worden rechtstreeks gevoed vanuit de regionale kanalen en bedienen de stedelijke blokzones en dorpsnetwerken. Wat interne netwerken betreft, deze distribueren energie binnen de wijk, het dorp, de fabriek en kleinere objecten.

Onderstations in voedingsnetwerken

Tussen afzonderlijke segmenten van elektriciteitstransmissielijnen worden transformatoren geïnstalleerd in het formaat van onderstations. Hun belangrijkste taak is om de spanning te verhogen tegen de achtergrond van een afname van de stroom. En er zijn ook step-down instellingen die de uitgangsspanningsindicator verminderen bij toenemende stroomsterkte. De noodzaak van een dergelijke regeling van elektriciteitsparameters op weg naar de consument wordt bepaald door de noodzaak om verliezen op actieve weerstand te compenseren. Het feit is dat de transmissie van elektriciteit wordt uitgevoerd door draden met een optimale dwarsdoorsnede, die uitsluitend wordt bepaald door de afwezigheid van een corona-ontlading en de sterkte van de stroom. De onmogelijkheid om andere parameters te regelen, leidt tot de behoefte aan extra regelapparatuur in de vorm van dezelfde transformator. Maar er is nog een reden waarom de spanning zou moeten stijgen ten koste van het onderstation. Hoe hoger deze indicator, hoe groter misschien de afstand van energietransmissie met behoud van een hoog vermogenspotentieel.

Kenmerken van digitale transformatoren

Modern soort onderstation, maakt digitale besturing mogelijk. Een standaardtransformator van dit type zorgt dus voor de opname van de volgende componenten:

• Operationele controlekamer. Het bedienend personeel bestuurt, via een speciale terminal die is verbonden via een externe (soms draadloze) verbinding, de werking van het station in zware en normale modi. kan van toepassing zijnhulpapparaten van automatisering, en de snelheid van verzending van commando's varieert van enkele minuten tot uren.
• Anti-noodbedieningseenheid. Deze module wordt geactiveerd bij sterke storingen op de lijn. Als de transmissie van elektriciteit van een elektriciteitscentrale naar een verbruiker bijvoorbeeld plaatsvindt onder omstandigheden van voorbijgaande elektromechanische processen (met een plotselinge uitschakeling van de eigen stroomvoorziening, een generator, een aanzienlijke belastingdaling, enz.).
• Relaisbescherming. In de regel een automatische module met een onafhankelijke stroomvoorziening, waarvan de takenlijst de lokale controle van het stroomsysteem omvat door snel defecte delen van het netwerk te detecteren en te isoleren.

Extra elektrische installaties op hoogspanningslijnen

Het onderstation zorgt, naast het transformatorblok, voor de aanwezigheid van scheiders, scheiders, meet- en andere aanvullende apparaten. Ze zijn niet direct gerelateerd aan het besturingscomplex en werken standaard. Elk van deze installaties is ontworpen om specifieke taken uit te voeren:

• De scheider opent/sluit het stroomcircuit als de stroomdraden niet worden belast.
• De separator ontkoppelt automatisch de transformator van het netwerk voor de tijd die nodig is voor de noodwerking van het onderstation. In tegenstelling tot de regelmodule wordt in dit geval de overgang naar de noodfase van de werking mechanisch uitgevoerd.
• Meetapparatuur bepalen de spannings- en stroomvectoren waarmee elektriciteit wordt overgedragen van de bron naar de consument inbepaald tijdstip. Dit zijn ook automatische tools die de boekhouding van metrologische fouten ondersteunen.

Problemen in de transmissie van elektrische energie

Bij het organiseren en exploiteren van stroomvoorzieningsnetwerken zijn er veel problemen van technische en economische aard. Zo worden de reeds genoemde stroomverliezen als gevolg van weerstanden in geleiders als het belangrijkste probleem van dit soort beschouwd. Deze factor wordt gecompenseerd door transformatorapparatuur, maar deze heeft op zijn beurt onderhoud nodig. Technisch onderhoud van de netwerkinfrastructuur, waarmee elektriciteit over een afstand wordt vervoerd, is in principe kostbaar. Het vereist zowel materiële als organisatorische resourcekosten, die uiteindelijk van invloed zijn op de verhoging van de tarieven voor energieverbruikers. Aan de andere kant maken de nieuwste apparatuur, materialen voor geleiders en optimalisatie van regelprocessen het nog steeds mogelijk om een deel van de bedrijfskosten te verlagen.

Wie is de verbruiker van elektriciteit?

De behoefte aan energievoorziening wordt voor een groot deel bepaald door de consument. En in deze hoedanigheid kunnen productiebedrijven, openbare nutsbedrijven, transportbedrijven, eigenaren van chalets, bewoners van stadsgebouwen met meerdere appartementen, enz. Het belangrijkste verschil tussen verschillende groepen consumenten worden de kracht van de toevoerlijn genoemd. Volgens dit criterium kunnen alle kanalen voor elektriciteitstransmissie naar verbruikers van verschillende groepen zijn:verdeeld in drie soorten:

• Tot 5 MW.
• Van 5 tot 75 MW.
• Van 75 tot 1000 MW.

Conclusie

Natuurlijk zal de bovengenoemde energievoorzieningsinfrastructuur onvolledig zijn zonder een directe organisator van de processen voor de distributie van energiebronnen. De deelnemers aan de groothandelsmarkt voor energie die over de juiste aanbiedervergunning beschikken, treden op als leveringsbedrijf. Een overeenkomst voor elektriciteitstransportdiensten wordt afgesloten met een energieverkooporganisatie of een andere leverancier die de levering binnen de gestelde facturatieperiode garandeert. Tegelijkertijd kunnen de taken van het onderhouden en exploiteren van de netwerkinfrastructuur, die een specifiek consumentenobject volgens het contract oplevert, op de afdeling van een geheel andere externe organisatie liggen. Hetzelfde geldt voor de bron van energieopwekking.