Kaj so sistemi za prenos energije?
Kaj so sistemi za prenos električne energije?
Definicija sistemov za prenos električne energije
Sistemi za prenos električne energije prenašajo električno energijo od proizvodnih postaj do območij z obremenitvijo, kjer je ta energija porabljena.
Sistemi za prenos električne energije so sredstva za prenos energije od viru proizvodnje do različnih območij z obremenitvijo (tj. tam, kjer se energija uporablja). Proizvodne postaje generirajo električno energijo. Te proizvodne postaje niso nujno situirane na mestih, kjer je večina energije porabljena (tj. na območjih z obremenitvijo).
Razdalja ni edini dejavnik pri izbiri lokacije proizvodne postaje. Pogosto so proizvodne postaje daleč stran od mest, kjer se energija uporablja. Zemljišče, ki je oddaljeno od območij z visoko gostoto, je cenejše, in je bolje odsotiti glasne ali onesnažujoče postaje od naselij. Zaradi tega so sistemi za prenos električne energije ključni.
Električni oskrbniki dostavljajo energijo od virov, kot so termoelektrarne, do potrošnikov. Sistemi za prenos električne energije, ki vključujejo kratke, srednje in dolge prenosne linije, premikajo energijo do distribucijskih sistemov. Ti sistemi nato zagotavljajo električno energijo domačinstvom in podjetjem.
NA vs. ST prenos
Fundamentalno obstajata dva sistema, s katerima se lahko prenaša električna energija:
Sistem visokonapetostnega enosmerne električne energije.
Sistem visokonapetostnega mnogosmerne električne energije.
Prednosti sistemov za prenos enosmernega toka
Za sistem enosmernega toka sta potrebna le dva vodnika. Če se za povratni tok uporabi tla, je mogoče uporabiti le en vodnik.
Napetostni stres na izolatorjih sistema enosmernega toka je približno 70 % ekvivalentne napetosti sistema mnogosmernega toka. Torej, sistemi enosmernega toka imajo znižane stroške izolacije.
Induktivnost, kapacitivnost, fazni zamik in valovi se lahko izpostavijo v sistemih enosmernega toka.
Nedodatki sistemov za prenos mnogosmernega toka
Zapotreba vodnikov v sistemih mnogosmernega toka je veliko večja v primerjavi s sistemi enosmernega toka.
Reaktanca vodnika vpliva na regulacijo napetosti v sistemu prenosa električne energije.
Problemi s kožnim učinkom in bližnjinskimi učinki so priznani samo v sistemih mnogosmernega toka.
Sistemi mnogosmernega toka so bolj občutljivi na koronski razboj kot sistemi enosmernega toka.
Gradnja mreže za prenos električne energije mnogosmernega toka je kompleksnejša kot pri sistemih enosmernega toka.
Pravilna sinhronizacija je potrebna pred združitvijo dveh ali več prenosnih linij, sinhronizacija pa je popolnoma nepotrebna v sistemih enosmernega toka.
Prednosti sistemov za prenos mnogosmernega toka
Alternativne napetosti se lahko enostavno povečajo in zmanjšajo, kar ni mogoče v sistemih enosmernega toka.
Vzdrževanje podstanic za mnogosmerno napetost je lažje in gospodarnoje v primerjavi z enosmernim tokom.
Pretvorba moči v podstanici za mnogosmerno napetost je lažja kot v motor-generatornih sklopov v sistemu enosmernega toka.
Nedodatki sistema za prenos mnogosmernega toka
Zapotreba vodnikov v sistemih mnogosmernega toka je veliko večja v primerjavi s sistemi enosmernega toka.
Reaktanca vodnika vpliva na regulacijo napetosti v sistemu prenosa električne energije.
Problemi s kožnim učinkom in bližnjinskimi učinki so priznani samo v sistemih mnogosmernega toka.
Sistemi mnogosmernega toka so bolj občutljivi na koronski razboj kot sistemi enosmernega toka.
Gradnja mreže za prenos električne energije mnogosmernega toka je kompleksnejša kot pri sistemih enosmernega toka.
Pravilna sinhronizacija je potrebna pred združitvijo dveh ali več prenosnih linij, sinhronizacija pa je popolnoma nepotrebna v sistemih enosmernega toka.
Gradnja proizvodne postaje
Med planiranjem gradnje proizvodne postaje morajo biti upoštevani naslednji dejavniki za gospodarsko proizvodnjo električne energije.
Lahka dostopnost vode za termoelektrarno.
Lahka dostopnost zemljišča za gradnjo elektrarne, vključno z naseljem za osebje.
Za hidroelektrarno mora obstajati zapora na reki. Pravo mesto na reki mora biti izbrano tako, da se zapora lahko zgradi na najbolj optimalen način.
Za termoelektrarno je lahka dostopnost goriva eno najpomembnejših faktorjev, ki jih je treba upoštevati.
Boljša komunikacija za blago in delavce elektrarne tudi mora biti upoštevana.
Za prevoz velikih rezervnih delov turbine, alternatorjev itd. morajo obstajati široki cesti, železniška povezava in globoka in široka reka mora biti blizu elektrarne.
Za jedrske elektrarne mora biti postavljena na takšno razdaljo od skupnega kraja, da ne bi bilo vpliva jedrske reakcije na zdravje ljudi.
Obstaja še mnogo drugih dejavnikov, ki bi jih morali upoštevati, vendar so izven okvira naše razprave. Vsi navedeni dejavniki so težko dosegljivi na območjih z obremenitvijo. Proizvodna postaja mora biti situirana tam, kjer so vse ugodnosti lahko dostopne. To mesto ni nujno na območjih z obremenitvijo. Generirana energija v proizvodni postaji je nato prenesena na območja z obremenitvijo z uporabo sistema za prenos električne energije, kot smo že omenili prej.
Energija, generirana v proizvodni postaji, je na nizkem nivoju napetosti, saj ima nizkonapetostna proizvodnja neko ekonomsko vrednost. Nizkonapetostna proizvodnja je gospodarnejša (tj. manjši stroški) kot visokonapetostna proizvodnja. Na nizkem nivoju napetosti so teža in izolacija manjše v alternatorju, kar neposredno zmanjša stroške in velikost alternatorja. Vendar ta nizkonapetostna energija ne more biti neposredno prenesena do končnega potrošnika, ker prenos nizkonapetostne energije ni ekonomsko učinkovit. Zato, čeprav je nizkonapetostna proizvodnja gospodarna, nizkonapetostni prenos električne energije ni gospodaren.
Električna moč je sorazmerna produktu električnega toka in napetosti sistema. Za prenos določene moči iz enega kraja v drugega, če se poveča napetost, se zmanjša pripadajoči tok. Zmanjšan tok pomeni manj I2R izgub v sistemu, manjša prečna ploskev vodnika pomeni manjšo kapitalno vlaganje, zmanjšan tok izboljša regulacijo napetosti v sistemu prenosa električne energije, kar kaže na kakovost energije. Zaradi teh treh razlogov se električna energija prenaša predvsem na visokem nivoju napetosti.
Na koncu distribucije, za učinkovito distribucijo prenesene energije, je ta spustena na želeni nizki nivo napetosti.
Torej se lahko zaključi, da se najprej električna energija generira na nizkem nivoju napetosti, nato pa je povečana na visoki nivo za učinkovit prenos električne energije. Nazadnje, za distribucijo električne energije ali moči različnim potrošnikom, je spustena na želeni nizki nivo napetosti.
