Što su sustavi prijenosa struje

Što su sustavi prijenosa struje?

Definicija sustava prijenosa struje

Sustavi prijenosa struje prenose električnu energiju od elektrana do centara opterećenja gdje se potroši.

 Sustavi prijenosa električne energije služe za prenos energije od izvora proizvodnje do različitih centara opterećenja (gdje se energija koristi). Elektrane proizvode električnu energiju. Te elektrane nisu nužno smještene na mjestu gdje se većina energije potroši (centar opterećenja).

 Udaljenost nije jedini faktor koji utječe na lokaciju elektrane. Često su elektrane udaljene od mjesta gdje se energija koristi. Zemljište dalje od područja visoke gustoće stanovništva je jeftinije, a bolje je držati bučne ili zagađujuće elektrane daleko od stambenih područja. To je razlog zašto su sustavi prijenosa struje neophodni.

 Električni opskrbni sustavi dostavljaju energiju od izvora proizvodnje, poput termoelektrana, do potrošača. Sustavi prijenosa struje, koji uključuju kratke, srednje i dugotrajne prijenosne linije, prenose energiju do distribucijskih sustava. Ovi sustavi zatim pružaju struju kućanstvima i poslovnim subjektima.

 NA prijenos u usporedbi s NA prijenosom

Fundamentalno, postoji dva sustava prenosa električne energije:

• Sustav visokonaponskog DC prijenosa struje.

• Sustav visokonaponskog AC prijenosa struje.

Prednosti sustava DC prijenosa struje

 Za sustav DC prijenosa struje su potrebna samo dva vodiča. Moguće je koristiti samo jedan vodič u sustavu DC prijenosa ako se Zemlja koristi kao povratni put sustava.

Potencijalni napon na izolatoru u sustavu DC prijenosa struje iznosi oko 70% ekvivalentnog napona u sustavu AC prijenosa. Stoga imaju sustavi DC prijenosa smanjene troškove izolacije.

Induktivnost, kapacitet, fazni pomak i probleme sa talasima može se eliminirati u sustavu DC.

 Nedostaci sustava AC prijenosa struje

• Zapremina vodiča potrebna u sustavima AC je puno veća u usporedbi s sustavima DC.

• Reaktivnost linije utječe na regulaciju napona u sustavu prijenosa električne energije.

• Problemi s efektom kože i bliskosti prisutni su samo u sustavima AC.

• Sustavi AC prijenosa struje su više podložni koronskom ispitivanju nego sustavi DC prijenosa struje.

• Konstrukcija mreže AC prijenosa električne energije složenija je od sustava DC.

• Pri spajanju dvije ili više prijenosnih linija potrebno je pravilno sinkronizirati, dok se sinkronizacija može potpuno izostaviti u sustavu DC prijenosa struje.

Prednosti sustava AC prijenosa struje

• Napone lako se mogu povećavati i smanjivati, što nije moguće u sustavu DC prijenosa struje.

• Održavanje podstaničnih područja AC je vrlo jednostavno i ekonomično u usporedbi s DC.

• Transformiranje snage u AC elektropodstanici je mnogo lakše nego motor-generator skupine u sustavu DC.

Nedostaci sustava AC prijenosa struje

• Zapremina vodiča potrebna u sustavima AC je puno veća u usporedbi s sustavima DC.

• Reaktivnost linije utječe na regulaciju napona u sustavu prijenosa električne energije.

• Problemi s efektom kože i bliskosti prisutni su samo u sustavima AC.

• Sustavi AC prijenosa struje su više podložni koronskom ispitivanju nego sustavi DC prijenosa struje.

• Konstrukcija mreže AC prijenosa električne energije složenija je od sustava DC.

• Pri spajanju dvije ili više prijenosnih linija potrebno je pravilno sinkronizirati, dok se sinkronizacija može potpuno izostaviti u sustavu DC prijenosa struje.

Izgradnja elektrane

Tijekom planiranja izgradnje elektrane, sljedeći faktori trebaju biti uzeti u obzir za ekonomičnu proizvodnju električne energije.

• Lako dostupnost vode za termoelektranu.

• Lako dostupnost zemljišta za izgradnju elektrane, uključujući i naselje osoblja.

• Za hidroelektranu, mora postojati buna na rijeci. Tako da se mora odabrati pravo mjesto na rijeci na način da bi konstrukcija bunara bila najoptimalnija.

• Za termoelektrodu, lako dostupnost goriva je jedan od najvažnijih faktora koji treba uzeti u obzir.

• Bolja komunikacija za robe i zaposlenike elektrane također treba biti uzeta u obzir.

• Za prijevoz velikih rezervnih dijelova turbine, alternatora itd., moraju postojati široki cesti, željeznička komunikacija, te duboka i široka rijeka mora proći blizu elektrane.

• Za nuklearnu elektranu, mora biti smještena na takvoj udaljenosti od zajednice da bi bilo moguće izbjegavanje učinka nuklearnog reakcije na zdravlje ljudi.

Postoji mnogo drugih faktora koje trebamo uzeti u obzir, ali oni su izvan opsega naše rasprave. Svi navedeni faktori su teško dostupni u centrima opterećenja. Elektrana ili generacijska stanica mora biti smještena na mjestu gdje su sve pogodnosti lako dostupne. To mjesto ne mora nužno biti u centrima opterećenja. Generirana energija u elektrani se zatim prenosi do centra opterećenja korištenjem sustava prijenosa električne energije, kako smo ranije rekli.

Energija generirana u elektrani je na niskom nivou napona, jer ima ekonomsku vrijednost. Generiranje niske naponske energije je ekonomičnije (tj. manje troškove) od generiranja visokog napona. Na niskom nivou napona, težina i izolacija su manje u alternatoru, što direktno smanjuje troškove i veličinu alternatora. No, ova niska naponska energija ne može se direktno prenijeti potrošaču jer to nije ekonomski isplativo. Stoga, iako je generiranje niske naponske energije ekonomično, prijenos niske naponske energije nije ekonomski isplatan.

Električna snaga je direktno proporcionalna produktu električnog toka i napona sustava. Dakle, za prijenos određene električne snage s jednog mjesta na drugo, ako se napon poveća, tada se pridruženi tok smanji. Smanjeni tok znači manje I2R gubitke u sustavu, manja presječna površina vodiča znači manje kapitalne uloge, a smanjeni tok poboljšava regulaciju napona u sustavu prijenosa struje, što ukazuje na kvalitetnu energiju. Iz ovih tri razloga, električna energija se uglavnom prenosi na visokom nivou napona.

Na kraju, za učinkovitu distribuciju prenesene energije, napon se smanjuje na željeni niski nivao.

Dakle, može se zaključiti da se najprije električna energija generira na niskom nivou napona, zatim se podiže na visok nivao za učinkovit prijenos električne energije. Konačno, za distribuciju električne energije različitim potrošačima, napon se smanjuje na željeni niski nivao.