Что такое системы передачи электроэнергии?

Что такое системы передачи электроэнергии?

Определение систем передачи электроэнергии

Системы передачи электроэнергии передают электрическую энергию от электростанций к центрам нагрузки, где она потребляется.

 Системы передачи электроэнергии являются средством передачи энергии от источника генерации к различным центрам нагрузки (т.е. местам, где используется энергия). Электростанции генерируют электрическую энергию. Эти электростанции не обязательно расположены там, где большая часть энергии потребляется (т.е. в центре нагрузки).

 Расстояние не является единственным фактором при выборе места для электростанции. Часто электростанции находятся далеко от мест использования энергии. Земля, удаленная от плотно населенных районов, дешевле, и лучше держать шумные или загрязняющие станции подальше от жилых зон. Именно поэтому системы передачи электроэнергии так важны.

 Электроснабжение доставляет энергию от источников генерации, таких как тепловые электростанции, к потребителям. Системы передачи электроэнергии, включающие короткие, средние и длинные линии передачи, перемещают энергию к распределительным системам. Эти системы затем предоставляют электроэнергию домам и предприятиям.

 Передача переменного тока против постоянного тока

Фундаментально существуют две системы, посредством которых можно передавать электрическую энергию:

• Система высоковольтной передачи постоянного тока.

• Система высоковольтной передачи переменного тока.

Преимущества систем передачи постоянного тока

 Для систем передачи постоянного тока требуется только два проводника. Возможно использование только одного проводника, если земля используется в качестве обратного пути системы.

Напряженность на изоляторах в системах передачи постоянного тока составляет около 70% от эквивалентного напряжения в системах передачи переменного тока. Поэтому системы передачи постоянного тока имеют меньшие затраты на изоляцию.

Индуктивность, емкость, фазовые смещения и проблемы с перенапряжением могут быть устранены в системах постоянного тока.

 Недостатки систем передачи переменного тока

• Объем проводников, необходимых для систем переменного тока, значительно выше, чем для систем постоянного тока.

• Реактивное сопротивление линий влияет на регулирование напряжения в системе передачи электроэнергии.

• Проблемы с эффектами кожи и близости возникают только в системах переменного тока.

• Системы передачи переменного тока более подвержены коронному разряду, чем системы передачи постоянного тока.

• Строительство сети передачи электроэнергии переменного тока сложнее, чем постоянного тока.

• Необходима правильная синхронизация перед соединением двух или более линий передачи, что может быть полностью исключено в системах передачи постоянного тока.

Преимущества систем передачи переменного тока

• Напряжение переменного тока легко повышается и понижается, что невозможно в системах передачи постоянного тока.

• Обслуживание подстанций переменного тока проще и экономичнее, чем постоянного тока.

• Трансформация мощности на подстанциях переменного тока намного проще, чем использование мотор-генераторных установок в системах постоянного тока.

Недостатки систем передачи переменного тока

• Объем проводников, необходимых для систем переменного тока, значительно выше, чем для систем постоянного тока.

• Реактивное сопротивление линий влияет на регулирование напряжения в системе передачи электроэнергии.

• Проблемы с эффектами кожи и близости возникают только в системах переменного тока.

• Системы передачи переменного тока более подвержены коронному разряду, чем системы передачи постоянного тока.

• Строительство сети передачи электроэнергии переменного тока сложнее, чем постоянного тока.

• Необходима правильная синхронизация перед соединением двух или более линий передачи, что может быть полностью исключено в системах передачи постоянного тока.

Строительство электростанции

При планировании строительства электростанции необходимо учитывать следующие факторы для экономически эффективной генерации электроэнергии.

• Легкая доступность воды для тепловой электростанции.

• Легкая доступность земли для строительства электростанции, включая городок для сотрудников.

• Для гидроэлектростанции на реке должен быть дамба. Поэтому место на реке должно быть выбрано таким образом, чтобы строительство дамбы могло быть выполнено оптимальным образом.

• Для тепловой электростанции легкая доступность топлива является одним из наиболее важных факторов, которые следует учитывать.

• Необходимо также учитывать хорошее сообщение для товаров и сотрудников электростанции.

• Для транспортировки очень больших запасных частей турбин, генераторов и т.д. должны быть широкие дороги, железнодорожное сообщение, и глубокая и широкая река должна проходить рядом с электростанцией.

• Для атомной электростанции она должна быть расположена на таком расстоянии от общего местоположения, чтобы не было никакого влияния от ядерной реакции на здоровье населения.

Существует много других факторов, которые мы должны учитывать, но они выходят за рамки нашего обсуждения. Все перечисленные выше факторы трудно обеспечить в центрах нагрузки. Электростанция или генерирующая станция должна быть расположена там, где все удобства легко доступны. Это место не обязательно должно находиться в центрах нагрузки. Электроэнергия, произведенная на генерирующей станции, затем передается в центр нагрузки с помощью системы передачи электроэнергии, как мы говорили ранее.

Электроэнергия, произведенная на генерирующей станции, находится на низком уровне напряжения, так как генерация электроэнергии на низком уровне напряжения имеет некоторое экономическое значение. Генерация электроэнергии на низком уровне напряжения более экономична (т.е. дешевле), чем генерация на высоком уровне напряжения. На низком уровне напряжения масса и изоляция в генераторе меньше, что напрямую снижает стоимость и размер генератора. Однако эта электроэнергия на низком уровне напряжения не может быть передана напрямую потребителю, потому что передача электроэнергии на низком уровне напряжения не является экономически целесообразной. Таким образом, хотя генерация электроэнергии на низком уровне напряжения экономична, передача электроэнергии на низком уровне напряжения не является экономически целесообразной.

Электрическая мощность прямо пропорциональна произведению электрического тока и напряжения системы. Поэтому для передачи определенной электрической мощности от одного места к другому, если напряжение увеличивается, то связанный с этим ток уменьшается. Уменьшение тока означает меньшие потери I2R в системе, меньшую площадь поперечного сечения проводника, что означает меньшие капитальные затраты, и улучшение регулирования напряжения в системе передачи электроэнергии, что указывает на качество электроэнергии. По этим трем причинам электроэнергия, в основном, передается на высоком уровне напряжения.

Затем, на этапе распределения, для эффективного распределения переданной энергии, она понижается до желаемого уровня низкого напряжения.

Таким образом, можно заключить, что сначала электроэнергия генерируется на низком уровне напряжения, затем она повышается до высокого уровня для эффективной передачи электроэнергии. Наконец, для распределения электроэнергии или мощности различным потребителям, она понижается до желаемого уровня низкого напряжения.