Ang sistema ng enerhiya ng bansa - isang maikling paglalarawan, mga katangian ng trabaho sa iba't ibang mga sitwasyon

Ang sistema ng enerhiya ng bansa ay kumbinasyon ng ilang elemento - mga power plant, step-up at step-down distribution substation, electric at heat network.

Ang mga power plant ay gumagawa ng elektrikal at thermal (para sa CHP) na enerhiya. Enerhiya ng kuryente, nabuo ng mga power plant, ay nadagdagan sa kinakailangang halaga ng boltahe sa mga substation ng booster at pinapakain sa network, lalo na sa pangunahing mga de-koryenteng network, kung saan ito ay higit na ipinamamahagi alinsunod sa dami ng enerhiya na natupok ng isang tiyak na rehiyon, isang negosyo sa loob ng sistema ng kuryente ng isang bansa o isang hiwalay na rehiyon.

Kung pag-uusapan natin ang tungkol sa sistema ng enerhiya ng bansa, ang mga backbone network ay nakakasagabal sa buong teritoryo nito. Kasama sa mga trunk network ang 220, 330, 750 kV na linya, kung saan dumadaloy ang malalaking daloy ng kuryente — mula sa ilang daang MW hanggang sampu-sampung GW.

Ang susunod na yugto ay ang pagbabago ng mga high-voltage trunk network para sa rehiyonal, nodal substation, substation ng malalaking negosyo na may boltahe na 110 kV. Dumadaloy ang kuryente sa loob ng sampu-sampung MW na daloy sa pamamagitan ng 110 kV grids.

Sa 110 kV substation, ang kuryente ay ipinamamahagi sa mas maliliit na substation ng gumagamit sa mga populated na lugar at iba't ibang mga negosyo na may boltahe na 6, 10, 35 kV. Bilang karagdagan, ang boltahe ng mains ay nabawasan sa mga halaga na kinakailangan ng gumagamit. Kung ang mga ito ay mga pamayanan at maliliit na negosyo, kung gayon ang boltahe ay ibinaba sa 380/220 V. Mayroon ding kagamitan ng malalaking pang-industriya na negosyo na direktang pinapagana ng mataas na boltahe na 6 kV.

CHP (CHP) bilang karagdagan sa elektrikal na enerhiya, sila ay bumubuo ng init, na ginagamit upang magpainit ng mga gusali at istruktura. Ang thermal energy na ibinibigay ng thermal power plant ay ipinamamahagi sa mga mamimili sa pamamagitan ng mga network ng init.

Mga katangian ng sistema ng kuryente

Kapag isinasaalang-alang ang pagpapatakbo ng sistema ng kuryente, ang espesyal na pansin ay dapat bayaran sa mga proseso ng paghahatid ng elektrikal na kapangyarihan. Ang pagbuo at paghahatid ng elektrikal na enerhiya ay isang kumplikadong magkakaugnay na proseso.

Sa sistema ng kuryente, ang pagbuo, paghahatid at pagkonsumo ng enerhiya ng mga mamimili ay patuloy na nagaganap, sa totoong oras. Ang akumulasyon ng kuryente (akumulasyon) sa mga volume ng sistema ng kuryente ay hindi nagaganap, samakatuwid ang balanse sa pagitan ng nabuo at natupok na kuryente ay patuloy na sinusubaybayan sa sistema ng kuryente.

Ang kakaiba ng mga sistema ng kuryente ay ang halos madalian na paglipat ng elektrikal na enerhiya mula sa mga mapagkukunan patungo sa mga mamimili at ang imposibilidad ng pag-iipon nito sa mga makabuluhang dami. Tinutukoy ng mga katangiang ito ang pagkakasabay ng proseso ng produksyon at pagkonsumo ng kuryente.

Sa paggawa at pagkonsumo ng alternating current electrical energy, ang pagkakapantay-pantay ng nabuo at natupok na kuryente sa anumang sandali ng oras ay tumutugma sa pagkakapantay-pantay ng nabuo at natupok na aktibo at reaktibong kapangyarihan.

Samakatuwid, sa anumang sandali ng oras sa nakatigil na mode ng sistema ng kuryente, ang mga power plant ay dapat bumuo ng kapangyarihan na katumbas ng kapangyarihan ng mga mamimili at masakop ang mga pagkalugi ng enerhiya sa network ng paghahatid ng kuryente, ibig sabihin, ang balanse ng nabuo at natupok na kapangyarihan ay dapat na obserbahan .

Ang konsepto ng reactive power balance ay nauugnay sa impluwensya reaktibong kapangyarihan, na ipinadala sa pamamagitan ng mga elemento ng de-koryenteng network, sa mode ng boltahe. Ang pagkagambala sa reaktibong balanse ng kuryente ay humahantong sa pagbabago sa antas ng boltahe sa network.

Karaniwan, ang mga sistema ng kuryente na kulang sa aktibong kapangyarihan ay kulang din sa reaktibong kapangyarihan. Gayunpaman, mas mahusay na hindi ilipat ang nawawalang reaktibong kapangyarihan mula sa mga kalapit na sistema ng kuryente, ngunit upang mabuo ito sa mga compensating device na naka-install sa power system na ito.

Ang isa sa mga pangunahing tagapagpahiwatig ng pagkakaroon ng balanse sa pagitan ng ginawa at natupok na de-koryenteng enerhiya ay dalas ng network… Ang dalas ng electric grid sa Russia, Belarus, Ukraine at sa karamihan ng mga bansang European ay 50 Hz.Kung ang dalas ng sistema ng kuryente ng bansa ay nasa loob ng 50 Hz (tolerances ± 0.2 Hz), nangangahulugan ito na ang balanse ng enerhiya ay sinusunod.

Sa kaganapan ng isang kakulangan sa nabuong koryente, lalo na ang aktibong sangkap nito, ang kakulangan ng kuryente ay nangyayari, iyon ay, ang balanse ng enerhiya ay nabalisa. Sa kasong ito, mayroong pagbaba sa dalas ng elektrikal na network sa ibaba ng pinahihintulutang halaga. Kung mas malaki ang kakulangan ng kuryente sa sistema ng kuryente, mas mababa ang dalas.

Ang proseso ng pagsira sa balanse ng enerhiya ay ang pinaka-mapanganib para sa sistema ng enerhiya, at kung hindi ito tumigil sa paunang yugto, kung gayon ang kumpletong pagbagsak ng sistema ng enerhiya ay magaganap.

Upang maiwasan ang pagbagsak ng sistema ng kuryente sa kawalan ng kapangyarihan sa mga substation ng pamamahagi, ginagamit ang emergency automation - awtomatikong pagbabawas ng dalas (AChR) at automation ng asynchronous mode elimination (ALAR).

Awtomatikong pinapatay ng AChR ang isang partikular na bahagi ng load ng mga consumer, na nagpapababa sa deficit ng enerhiya sa power system. Ang ALAR ay isang sopistikadong awtomatikong sistema na awtomatikong nakakakita at nag-aalis ng mga asynchronous na mode sa mga de-koryenteng network. Sa kaso ng kakulangan ng kuryente sa sistema ng kuryente, nakikipagtulungan ang ALAR sa AFC.

Sa lahat ng mga seksyon ng sistema ng kuryente, ang iba't ibang mga sitwasyong pang-emergency ay posible: pinsala sa iba't ibang kagamitan sa mga istasyon at substation, pinsala sa mga cable at overhead na linya ng kuryente, pagkagambala sa normal na operasyon ng proteksyon ng relay at mga aparatong automation, atbp. mga gumagamit alinsunod sa kanilang kategorya ng pagiging maaasahan ng kapangyarihan.

Mga katangian ng regulasyon ng boltahe

Ang boltahe sa sistema ng kuryente ay kinokontrol sa paraang matiyak ang normal na mga halaga ng boltahe sa lahat ng mga lugar. Ang regulasyon ng boltahe ng end-user ay ginagawa ayon sa mga average na halaga ng boltahe na nakuha mula sa mas malalaking substation.

Bilang isang patakaran, ang naturang pagsasaayos ay isinasagawa nang isang beses, pagkatapos ay ang boltahe ay nababagay sa malalaking node - mga substation ng rehiyon, dahil hindi praktikal na patuloy na ayusin ang boltahe ng bawat substation ng consumer dahil sa kanilang malaking bilang.

Ang regulasyon ng boltahe sa mga substation ay isinasagawa sa tulong ng mga off-circuit tap changer at load switch na binuo sa mga power transformer at autotransformer. Ang regulasyon sa pamamagitan ng mga off-circuit switch ay isinasagawa gamit ang transpormer na naka-disconnect mula sa mains (lumipat nang walang paggulo). Mga on-load switching device payagan ang regulasyon ng boltahe ng pagkarga, ibig sabihin, nang hindi na kailangang idiskonekta muna ang transpormer (autotransformer).

Ang regulasyon ng boltahe gamit ang on-load switch ng mga power transformer ay maaaring isagawa nang awtomatiko at manu-mano. Gayundin, depende sa teknikal na kondisyon ng mga transformer (autotransformers), upang mapalawig ang buhay ng serbisyo ng mga on-load switch, maaari itong ang isang desisyon ay ginawa upang ayusin ang boltahe ng eksklusibo sa manual mode, na may paunang pag-alis ng load mula sa transpormer.Kasabay nito, ang kakayahang ilipat ang mga gripo ng on-load tap-changer ay napanatili, at kung sakaling kailanganin ang mabilis na regulasyon ng boltahe, ang operasyong ito ay maaaring isagawa nang hindi muna inaalis ang pagkarga mula sa transpormer.

Pagkawala ng kapangyarihan at enerhiya

Ang paghahatid ng elektrikal na enerhiya ay hindi maaaring hindi sinamahan ng kapangyarihan at pagkawala ng enerhiya sa mga transformer at linya. Ang mga pagkalugi na ito ay dapat masakop ng kaukulang pagtaas sa kapasidad ng suplay ng kuryente, na humahantong sa pagtaas ng pamumuhunan sa kapital para sa pagtatayo ng sistema ng kuryente.

Bilang karagdagan, ang pagkawala ng kuryente at enerhiya ay nagdudulot ng karagdagang pagkonsumo ng gasolina sa mga planta ng kuryente, ang halaga ng kuryente, at sa gayon ay tumataas ang halaga ng kuryente. Samakatuwid, sa disenyo ay kinakailangan upang magsikap na bawasan ang mga pagkalugi na ito sa lahat ng mga elemento ng network ng paghahatid ng kuryente.

Tingnan din: Pagkawala ng kuryente at enerhiya sa mga de-koryenteng circuit at Mga hakbang upang mabawasan ang mga pagkalugi sa mga de-koryenteng network

Parallel na operasyon ng mga sistema ng kuryente

Ang mga sistema ng kuryente ng mga bansa o magkakahiwalay na seksyon ng sistema ng kuryente sa loob ng isang bansa ay maaaring konektado sa isa't isa at sa kabuuan ay bumubuo ng isang magkakaugnay na sistema ng kuryente.

Kung ang dalawang sistema ng enerhiya ay may parehong mga parameter, maaari silang gumana nang magkatulad (sabay-sabay). Ang posibilidad ng sabay-sabay na operasyon ng dalawang sistema ng kapangyarihan ay ginagawang posible upang makabuluhang madagdagan ang kanilang pagiging maaasahan, dahil sa kaganapan ng isang malaking kakulangan ng kuryente sa isa sa mga sistema ng kuryente, ang kakulangan na ito ay maaaring masakop ng isa pang sistema ng kuryente.Sa pamamagitan ng pagkonekta sa mga sistema ng kuryente ng ilang bansa, posibleng mag-export o mag-import ng kuryente sa pagitan ng mga bansang ito.

Ngunit kung ang dalawang sistema ng kapangyarihan ay may ilang mga pagkakaiba sa mga de-koryenteng parameter, lalo na ang dalas ng grid ng kapangyarihan, kung kinakailangan upang pagsamahin ang mga sistema ng kapangyarihan na ito, ang kanilang direktang koneksyon sa parallel na operasyon ay hindi katanggap-tanggap.

Sa kasong ito, lumalabas sila sa sitwasyon sa pamamagitan ng paggamit ng mga direktang kasalukuyang linya upang maglipat ng kuryente sa pagitan ng mga sistema ng kuryente, na ginagawang posible na pagsamahin ang mga hindi naka-synchronize na mga sistema ng kuryente na nailalarawan sa pamamagitan ng iba't ibang mga frequency ng grid.