Какви са системите за пренос на електроенергия?

Какво са системи за предаване на електроенергия?

Определение на системите за предаване на електроенергия

Системите за предаване на електроенергия предават електрическа енергия от генериращи станции до центрове на потребление, където тя се използва.

 Системите за предаване на електроенергия са средствата за предаване на енергия от генериращ източник до различни центрове на потребление (т.е. места, където се използва енергията). Генериращите станции произвеждат електрическа енергия. Тези станции не са задължително разположени там, където се консумира основната част от енергията (т.е. в центровете на потребление).

 Разстоянието не е единственият фактор, определящ местоположението на генериращата станция. Често генериращите станции са далеч от местата, където се използва енергията. Земята, по-далеч от населените райони, е по-евтина, и е по-добре да се държат шумните или замърсяващи станции на разстояние от жилищни зони. Ето защо системите за предаване на електроенергия са есенциални.

 Електрическите доставчики на енергия пренасят енергията от генериращи източници, като термални електроцентрали, до потребителите. Системите за предаване на електроенергия, които включват кратки, средни и дълги линии за предаване, пренасят енергията до системите за разпределение. Тези системи после предоставят електричество до домакинства и предприятия.

 Предаване на енергия чрез AC vs DC

Фундаментално има две системи, чрез които електрическата енергия може да бъде предадена:

• Високоволтови DC системи за предаване на електричество.

• Високоволтови AC системи за предаване на електричество.

Преимущества на системите за предаване на DC

 За системите за предаване на DC са необходими само два проводника. Освен това е възможно да се използва само един проводник, ако се използва земята като път за връщане на системата.

Напрежението, приложено върху изолаторите на системата за предаване на DC, е около 70% от напрежението на еквивалентната AC система. Поради това системите за предаване на DC имат намалени разходи за изолация.

Индуктивността, капацитетът, фазовото смещение и проблемите с пробойните вълни могат да бъдат елиминирани в системите за предаване на DC.

 Недостатъци на системите за предаване на AC

• Обемът на проводниците, необходими за AC системи, е много по-голям в сравнение с DC системи.

• Реактивността на линията влияе на регулацията на напрежението в системата за предаване на електричество.

• Проблемите с кожен ефект и ефект на близостта се срещат само в AC системи.

• Системите за предаване на AC са по-склонни да бъдат засегнати от коронарния разряд в сравнение с DC системите.

• Конструкцията на мрежата за предаване на AC електрическа енергия е по-сложна в сравнение с DC системите.

• При свързването на две или повече линии за предаване е необходима правилна синхронизация, която може напълно да бъде пропусната в системите за предаване на DC.

Преимущества на системите за предаване на AC

• Алтернативните напрежения лесно могат да бъдат увеличени и намалени, което не е възможно в системите за предаване на DC.

• Поддръжката на подстанциите AC е по-лесна и икономична в сравнение с DC.

• Трансформирането на мощността в подстанции AC е много по-лесно в сравнение с мотор-генераторните комплекти в системите DC.

Недостатъци на системите за предаване на AC

• Обемът на проводниците, необходими за AC системи, е много по-голям в сравнение с DC системи.

• Реактивността на линията влияе на регулацията на напрежението в системата за предаване на електричество.

• Проблемите с кожен ефект и ефект на близостта се срещат само в AC системи.

• Системите за предаване на AC са по-склонни да бъдат засегнати от коронарния разряд в сравнение с DC системите.

• Конструкцията на мрежата за предаване на AC електрическа енергия е по-сложна в сравнение с DC системите.

• При свързването на две или повече линии за предаване е необходима правилна синхронизация, която може напълно да бъде пропусната в системите за предаване на DC.

Изграждане на генерираща станция

По време на планирането на изграждането на генерираща станция следващите фактори трябва да бъдат взети предвид за икономичното производство на електрическа енергия.

• Лесен достъп до вода за термални електроцентрали.

• Лесен достъп до земя за изграждане на електроцентрала, включително нейния град за персонала.

• За хидроелектрична станция трябва да има плотина на реката. Така че трябва да се избере подходящо място на реката, така че изграждането на плотината да бъде направено по най-оптималния начин.

• За термална електроцентрала, лесен достъп до гориво е един от най-важните фактори, които трябва да бъдат взети предвид.

• По-добро комуникиране за товари, както и за служителите на електроцентралата, също трябва да бъде взето предвид.

• За транспортиране на много големи резервни части от турбини, алтернатори и т.н., трябва да има широки пътища, железопътен транспорт, и широка и дълбока река, която минава близо до електроцентралата.

• За ядрена електроцентрала, тя трябва да бъде разположена на такова разстояние от обикновено населено място, че да няма въздействие от ядрената реакция върху здравето на хората.

Има много други фактори, които трябва да бъдат взети предвид, но те излизат извън рамките на нашето обсъждане. Всички посочени фактори са трудни за осигуряване в центровете на потребление. Електроцентралата или генериращата станция трябва да бъде разположена там, където всички удобства са лесно достъпни. Това място не е задължително да бъде в центровете на потребление. Произведената енергия в генериращата станция се предава до центровете на потребление чрез система за предаване на електроенергия, както казахме по-рано.

Енергията, произведена в генериращата станция, е на ниско напрежение, тъй като производството на енергия на ниско напрежение има икономическа стойност. Производството на енергия на ниско напрежение е по-икономично (т.е. с по-ниски разходи) от производството на енергия на високо напрежение. На ниско напрежение, както теглото, така и изолацията в алтернатора са по-малки; това директно намалява цената и размера на алтернатора. Но тази енергия на ниско напрежение не може да бъде предадена директно до потребителите, тъй като предаването на енергия на ниско напрежение не е икономично. Ето защо, въпреки че производството на енергия на ниско напрежение е икономично, предаването на електрическа енергия на ниско напрежение не е икономично.

Електрическата мощност е прямо пропорционална на произведението от електрическия ток и напрежението на системата. Така, за предаване на определена електрическа мощност от едно място до друго, ако напрежението на енергията се увеличи, то свързаният ток ще намалее. Намаленият ток означава по-малка I2R загуба в системата, по-малка площ на сечението на проводника означава по-малко капиталово участие, а намаленият ток подобрява регулацията на напрежението в системата за предаване на енергия, което указва качествена енергия. Поради тези три причини електрическата мощност се предава главно на високо напрежение.

Отново, на края на разпределението, за ефективно разпределение на предадената енергия, тя се намалява до желаното ниско напрежение.

Така може да се заключи, че първо електрическата мощност се генерира на ниско напрежение, после се увеличава до високо напрежение за ефективно предаване на електрическа енергия. Накрая, за разпределение на електрическата енергия или мощност до различни потребители, тя се намалява до желаното ниско напрежение.