Τι είναι Συστήματα Μεταφοράς Ηλεκτρικής Ενέργειας;
Τι είναι Συστήματα Μεταφοράς Ηλεκτρικής Ενέργειας;
Ορισμός Συστημάτων Μεταφοράς Ηλεκτρικής Ενέργειας
Τα συστήματα μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας μεταφέρουν ηλεκτρική ενέργεια από τις εγκαταστάσεις παραγωγής σε κέντρα φορτίου όπου καταναλώνεται.
Τα συστήματα μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας είναι τα μέσα μεταφοράς ενέργειας από την πηγή παραγωγής σε διάφορα κέντρα φορτίου (δηλ. όπου χρησιμοποιείται η ενέργεια). Οι εγκαταστάσεις παραγωγής παράγουν ηλεκτρική ενέργεια. Αυτές οι εγκαταστάσεις παραγωγής δεν βρίσκονται αναγκαστικά σε μέρη όπου καταναλώνεται η πλειοψηφία της ενέργειας (δηλ. το κέντρο φορτίου).
Η απόσταση δεν είναι ο μόνος παράγοντας για την επιλογή της θέσης μιας εγκατάστασης παραγωγής. Συχνά, οι εγκαταστάσεις παραγωγής είναι μακριά από το σημείο χρήσης της ενέργειας. Το έδαφος που είναι μακριά από πυκνοκατοικημένες περιοχές είναι φθηνότερο, και είναι καλύτερο να κρατήσουμε τις θορυβώδεις ή ρυπαντικές εγκαταστάσεις μακριά από τις κατοικημένες περιοχές. Γι' αυτό, τα συστήματα μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας είναι απαραίτητα.
Τα συστήματα παροχής ηλεκτρικής ενέργειας μεταφέρουν ενέργεια από πηγές παραγωγής, όπως η θερμοηλεκτρική εγκατάσταση, σε καταναλωτές. Τα συστήματα μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας, που περιλαμβάνουν μικρά, μεσαία και μεγάλα μήκη μεταφοράς, μετακινούν την ενέργεια στα συστήματα κατανομής. Αυτά τα συστήματα παρέχουν ηλεκτρική ενέργεια σε οικίες και επιχειρήσεις.
Μεταφορά AC vs DC
Βασικά, υπάρχουν δύο συστήματα με τα οποία μπορεί να μεταφέρεται η ηλεκτρική ενέργεια:
Σύστημα μεταφοράς υψηλής τάσης DC.
Σύστημα μεταφοράς υψηλής τάσης AC.
Πλεονεκτήματα των συστημάτων μεταφοράς DC
Απαιτούνται μόνο δύο συνδέσμοι για το σύστημα μεταφοράς DC. Είναι επίσης δυνατό να χρησιμοποιηθεί μόνο ένας σύνδεσμος του συστήματος μεταφοράς DC, εάν το έδαφος χρησιμοποιηθεί ως διαδρομή επιστροφής του συστήματος.
Η ισχυρή ένταση στο απομονωτή του συστήματος μεταφοράς DC είναι περίπου 70% της ισοδύναμης έντασης του συστήματος μεταφοράς AC. Συνεπώς, τα συστήματα μεταφοράς DC έχουν μειωμένο κόστος απομόνωσης.
Η αυξανόμενη αντίσταση, η εμβαδόν, η διάταξη φάσης και τα προβλήματα σε λάβες μπορούν να εξαλειφθούν στο σύστημα DC.
Μειονεκτήματα των συστημάτων μεταφοράς AC
Το όγκος συνδέσμων που απαιτείται στα συστήματα AC είναι πολύ μεγαλύτερος σε σύγκριση με τα συστήματα DC.
Η αντίδραση της γραμμής επηρεάζει την ρύθμιση τάσης του συστήματος μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας.
Τα προβλήματα της επιφανειακής αντίστασης και της προσεγγιστικής αντίστασης εμφανίζονται μόνο στα συστήματα AC.
Τα συστήματα μεταφοράς AC είναι πιο ευάλωτα στην αποδόση κορωνίδας από τα συστήματα μεταφοράς DC.
Η κατασκευή του δικτύου μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας AC είναι πιο περίπλοκη από τα συστήματα DC.
Απαιτείται η κατάλληλη συγχρονισμός πριν από τη σύνδεση δύο ή περισσότερων γραμμών μεταφοράς, ο συγχρονισμός μπορεί να παραλειφθεί εντελώς στα συστήματα μεταφοράς DC.
Πλεονεκτήματα των συστημάτων μεταφοράς AC
Οι εναλλασσόμενες τάσεις μπορούν εύκολα να αυξηθούν και να μειωθούν, το οποίο δεν είναι δυνατό στα συστήματα μεταφοράς DC.
Η συντήρηση των υποσταθμίων AC είναι εύκολη και οικονομική σε σύγκριση με τα συστήματα DC.
Η μετατροπή της ενέργειας στις υποσταθμίες AC είναι πολύ εύκολη σε σύγκριση με τα σύστηματα μοτέρ-γενεράτορα στα συστήματα DC.
Μειονεκτήματα των συστημάτων μεταφοράς AC
Το όγκος συνδέσμων που απαιτείται στα συστήματα AC είναι πολύ μεγαλύτερος σε σύγκριση με τα συστήματα DC.
Η αντίδραση της γραμμής επηρεάζει την ρύθμιση τάσης του συστήματος μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας.
Τα προβλήματα της επιφανειακής αντίστασης και της προσεγγιστικής αντίστασης εμφανίζονται μόνο στα συστήματα AC.
Τα συστήματα μεταφοράς AC είναι πιο ευάλωτα στην αποδόση κορωνίδας από τα συστήματα μεταφοράς DC.
Η κατασκευή του δικτύου μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας AC είναι πιο περίπλοκη από τα συστήματα DC.
Απαιτείται η κατάλληλη συγχρονισμός πριν από τη σύνδεση δύο ή περισσότερων γραμμών μεταφοράς, ο συγχρονισμός μπορεί να παραλειφθεί εντελώς στα συστήματα μεταφοράς DC.
Κατασκευή Εγκαταστάσεων Παραγωγής
Κατά την προετοιμασία της κατασκευής μιας εγκατάστασης παραγωγής, οι παρακάτω παράγοντες πρέπει να ληφθούν υπόψη για οικονομική παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.
Εύκολη διαθεσιμότητα νερού για θερμοηλεκτρική εγκατάσταση παραγωγής.
Εύκολη διαθεσιμότητα έδαφος για την κατασκευή εγκαταστάσεων παραγωγής, συμπεριλαμβανομένης της πόλης του προσωπικού.
Για μια υδροηλεκτρική εγκατάσταση, πρέπει να υπάρχει ένας φράγκος στον ποταμό. Έτσι, το κατάλληλο σημείο στον ποταμό πρέπει να επιλεγεί με τέτοιο τρόπο ώστε η κατασκευή του φράγκου να μπορεί να γίνει με τον πιο επτυχημένο τρόπο.
Για μια θερμοηλεκτρική εγκατάσταση, η εύκολη διαθεσιμότητα καυσίμου είναι ένας από τους πιο σημαντικούς παράγοντες που πρέπει να ληφθούν υπόψη.
Καλύτερη επικοινωνία για εμπορεύματα καθώς και για το προσωπικό της εγκατάστασης παραγωγής πρέπει επίσης να ληφθεί υπόψη.
Για τη μεταφορά πολύ μεγάλων επισκευαστικών ανταλλακτικών τουρμπίνων, αλτερνατόρων κλπ., πρέπει να υπάρχουν ευρείες διαδρομές, σιδηροδρομική επικοινωνία και ένας βαθύς και ευρύς ποταμός πρέπει να περνά κοντά στην εγκατάσταση παραγωγής.
Για μια πυρηνική εγκατάσταση, πρέπει να βρίσκεται σε τέτοια απόσταση από ένα κοινό σημείο ώστε να μην υπάρχει κανένας αντίκτυπος από την πυρηνική αντίδραση στην υγεία του κοινού.
Υπάρχουν πολλοί άλλοι παράγοντες που πρέπει να ληφθούν υπόψη, αλλά είναι έξω από το πεδίο της συζήτησής μας. Όλοι οι παράγοντες που αναφέρθηκαν παραπάνω είναι δύσκολο να είναι διαθέσιμοι στα κέντρα φορτίου. Η εγκατάσταση παραγωγής πρέπει να βρίσκεται όπου όλες οι υπηρεσίες είναι εύκολα διαθέσιμες. Αυτό το μέρος μπορεί να μην είναι αναγκαστικά στα κέντρα φορτίου. Η ενέργεια που παράγεται στην εγκατάσταση παραγωγής μεταφέρεται στο κέντρο φορτίου χρησιμοποιώντας ένα σύστημα μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας, όπως αναφέραμε προηγουμένως.
Η ενέργεια που παράγεται σε μια εγκατάσταση παραγωγής είναι σε χαμηλό επίπεδο τάσης, καθώς η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας σε χαμηλό επίπεδο τάσης έχει κάποια οικονομική αξία. Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας σε χαμηλό επίπεδο τάσης είναι πιο οικονομική (δηλ. με χαμηλότερο κόστος) από την παραγωγή σε υψηλό επίπεδο τάσης. Σε χαμηλό επίπεδο τάσης, το βάρος και η απομόνωση είναι λιγότερα στον αλτερνατόρα, αυτό μειώνει άμεσα το κόστος και το μέγεθος του αλτερνατόρα. Ωστόσο, αυτή η ηλεκτρική ενέργεια σε χαμηλό επίπεδο τάσης δεν μπορεί να μεταφερθεί άμεσα στον καταναλωτή, καθώς η μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας σε χαμηλό επίπεδο τάσης δεν είναι οικονομική. Συνεπώς, αν και η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας σε χαμηλό επίπεδο τάσης είναι οικονομική, η μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας σε χαμηλό επίπεδο τάσης δεν είναι οικονομική.
Η ηλεκτρική ενέργεια είναι ανάλογη με το γινόμενο του ηλεκτρικού ρεύματος και της τάσης του συστήματος. Συνεπώς, για τη μεταφορά συγκεκριμένης ηλεκτρικής ενέργειας από ένα σημείο σε άλλο, αν η τάση της ενέργειας αυξηθεί, τότε το συνδεδεμένο ρεύμα αυτής της ενέργειας μειώνεται. Το μειωμένο ρεύμα σημαίνει λιγότερη απώλεια I2R στο σύστημα, λιγότερη επιφανειακή περιοχή του συνδέσμου σημαίνει λιγότερη κεφαλαιοποίηση και η μείωση του ρεύματος βελτιώνει τη ρύθμιση τάσης του συστήματος μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας, η οποία υποδεικνύει ποιοτική ενέργεια. Λόγω αυτών των τριών λόγων, η ηλεκτρική ενέργεια μεταφέρεται κυρίως σε υψηλό επίπεδο τάσης.
Πάλι, στο σημείο κατανομής, για αποτε
