Передача електроенергії

Передача електроенергії є одним із процесів доставки електроенергії споживачам. Це стосується „об’ємної” передачі електричної енергії з місця на місце.

Лінії електропередач у Лунді, Швеція

Зміст

1 Визначення
2 Передача живлення змінного струму
- 2.1 Введення в сітку
- 2.2 Втрати
- 2.3 HVDC
- 2.4 Вихід з сітки
3 Зв'язок
4 Реформа ринку електроенергії
5 Проблеми зі здоров’ям
6 Альтернативні методи передачі
7 Спеціальні трансмісійні мережі для залізниць
8 записів
9 Див. Також
10 Зовнішні посилання
11 Список літератури
12 Подальше читання

Визначення [редагувати | редагувати джерело]

Зазвичай передача електроенергії відбувається між електростанцією та підстанцією поблизу населеного пункту. Це відрізняється від розподілу електроенергії, що стосується доставки від підстанції до споживачів. Через велику кількість задіяної потужності передача, як правило, відбувається при високій напрузі (110 кВ або вище). Зазвичай електроенергія надходить на великі відстані повітряними лініями електропередачі (наприклад, на фотографії праворуч). Потужність передається під землею в густонаселених районах (наприклад, у великих містах), але її зазвичай уникають через великі ємнісні та резистивні втрати.

Систему передачі енергії іноді в розмовній формі називають "сіткою". Однак з економічних причин мережа рідко є мережею (повністю підключеною мережею) в математичному розумінні. Забезпечуються резервні шляхи та лінії, завдяки яким енергія може бути направлена від будь-якої електростанції до будь-якого центру навантаження за допомогою різноманітних маршрутів, заснованих на економіці тракту передачі та вартості енергії. Передавальними компаніями проводиться багато аналізів для визначення максимально надійної пропускної здатності кожної лінії, яка через міркування стабільності системи може бути меншою за фізичну межу лінії. Дерегуляція електроенергетичних компаній у багатьох країнах призвела до відновлення інтересу до надійного економічного проектування мереж передачі. Поділ функцій передачі та генерації є одним із факторів, що сприяли відключенню в Північній Америці 2003 року.

Передача змінного струму [редагувати | редагувати джерело]

Трансмісійні вежі в сільській місцевості Нової Зеландії

Передача потужності змінного струму - це передача електричної енергії змінним струмом. Зазвичай лінії електропередач використовують трифазний змінний струм. На електричних залізницях іноді однофазний змінний струм використовується як тяговий струм для залізничної тяги.

Сьогодні напруга на рівні передачі зазвичай вважається 110 кВ і вище. Більш низькі напруги, такі як 66 кВ та 33 кВ, зазвичай вважаються напругами під передачею, але іноді використовуються на довгих лініях з невеликими навантаженнями. Для розподілу зазвичай використовують напруги менше 33 кВ. Напруги вище 230 кВ вважаються надвисокою напругою і потребують різних конструкцій у порівнянні з обладнанням, що використовується при менших напругах.

Об'ємна передача потужності

Трансмісійна мережа - це мережа електростанцій, ланцюгів передачі та підстанцій. Енергія зазвичай передається всередині мережі за допомогою 3-фазного змінного струму (змінного струму).

Капітальні витрати на електростанціях настільки високі, а попит на електроенергію настільки мінливий, що часто дешевше імпортувати якусь частину змінного навантаження, ніж генерувати її локально. Оскільки навантаження поблизу часто корелюють (спекотна погода в південно-західній частині Сполучених Штатів [1] може змусити багатьох людей там вмикати кондиціонери), імпортна електроенергія часто повинна надходити здалеку. Через непереборну економіку балансування навантажень електромережі зараз пролягають по країнах і навіть на великих частинах континентів. Мережа взаємозв’язків між виробниками та споживачами електроенергії забезпечує течію енергії, навіть якщо одна ланка відключена.

Передача електроенергії на великі відстані майже завжди дорожча, ніж транспортування палива, що використовується для виробництва цієї електроенергії. Як результат, існує економічний тиск на розміщення електростанцій, що спалюють паливо, поблизу населених пунктів, які вони обслуговують. Очевидними винятками є гідроелектричні турбіни - наповнені водою труби високого тиску дорожчі за електричні дроти. Незмінна частина споживання електроенергії відома як "базове навантаження", і, як правило, її найкраще обслуговують об'єкти з низькими змінними витратами, але високими постійними витратами, такі як атомні або великі вугільні електростанції.

Введення в сітку [редагувати | редагувати джерело]

На генеруючих установках енергія виробляється при відносно низькій напрузі до 25 кВ (Grigsby, 2001, с. 4-4), а потім посилюється трансформатором електростанції до більш високої напруги для передачі на великі відстані до виходу з мережі пункти (підстанції).

Втрати [редагувати | редагувати джерело]

Необхідно передавати електрику високою напругою, щоб зменшити відсоток втраченої енергії. Для заданої кількості переданої потужності вища напруга зменшує струм і, отже, резистивні втрати в провіднику. Передача на великі відстані зазвичай здійснюється за допомогою повітряних ліній напругою від 110 до 765 кВ. Однак при надзвичайно високих напругах, більше 2 мільйонів вольт між провідником і землею, втрати коронного розряду настільки великі, що компенсують перевагу менших втрат нагрівання в лінійних провідниках.

Втрати на передачу та розподіл у США оцінювались у 7,2% у 1995 р. [2], а у Великобританії у 7,4% у 1998 р. [3]

У лінії передачі змінного струму індуктивність і ємність провідників лінії можуть бути значними. Струми, що протікають у цих компонентах опору лінії електропередачі, становлять реактивну потужність, яка не передає енергію навантаженню. Потік реактивного струму спричиняє додаткові втрати в ланцюзі передачі. Частка повного енергетичного потоку (потужності), яка є резистивною (на відміну від реактивної), є фактором потужності. Утиліти додають в систему конденсаторні батареї та інші компоненти - такі як трансформатори фазового зміщення, статичні компенсатори VAr та гнучкі системи передачі змінного струму (ФАКТИ) - для управління потоком реактивної потужності для зменшення втрат та стабілізації напруги системи.