Transmissió d'electricitat de la central al consumidor

2024 Autora: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 10:21

Des de les fonts directes de generació fins al consumidor, l'energia elèctrica passa per molts punts tecnològics. Al mateix temps, els seus propis portadors en forma de línies amb conductors són essencials en aquesta infraestructura. En molts sentits, formen un sistema complex i multinivell de transmissió d'electricitat, on el consumidor és l'enllaç final.

D'on ve l'electricitat?

A la primera etapa del procés global de subministrament d'energia es produeix la generació, és a dir, la producció d'electricitat. Per a això, s'utilitzen estacions especials que produeixen energia a partir de les seves altres fonts. La calor, l'aigua, la llum solar, el vent i fins i tot la terra es poden utilitzar com a últim. En cada cas s'utilitzen centrals electrògenes que converteixen l'energia natural o generada artificialment en electricitat. Aquestes poden ser centrals nuclears o tèrmiques tradicionals, i molins de vent amb solarbateries. Per a la transmissió d'electricitat a la majoria de consumidors, només s'utilitzen tres tipus d'estacions: centrals nuclears, centrals tèrmiques i centrals hidroelèctriques. En conseqüència, instal·lacions nuclears, tèrmiques i hidrològiques. Generen al voltant del 75-85% de l'energia a tot el món, encara que per factors econòmics i sobretot ambientals, hi ha una tendència creixent a la reducció d'aquest indicador. D'una manera o d'una altra, són aquestes principals centrals elèctriques les que produeixen energia per a la seva posterior transmissió al consumidor.

Xarxes de transmissió d'energia elèctrica

El transport de l'energia generada es realitza mitjançant la infraestructura de xarxa, que és una combinació de diverses instal·lacions elèctriques. L'estructura bàsica per a la transmissió d'electricitat als consumidors inclou transformadors, convertidors i subestacions. Però el lloc de referència l'ocupen les línies elèctriques que connecten directament les centrals elèctriques, les instal·lacions intermèdies i els consumidors. Al mateix temps, les xarxes poden diferir entre si, en particular, pel propòsit:

• Xarxes públiques. Subministrament d'instal·lacions domèstiques, industrials, agrícoles i de transport.
• Comunicacions de xarxa per a l'alimentació autònoma. Proporcioneu energia a objectes autònoms i mòbils, que inclouen avions, vaixells, estacions no volàtils, etc.
• Xarxes d'alimentació d'instal·lacions que realitzen operacions tecnològiques individuals. A la mateixa instal·lació de producció, a més del subministrament principal d'electricitat, es pot proporcionar una línia per mantenir l'operativitat d'una determinadaequip, transportador, planta d'enginyeria, etc.
• Contacteu les línies d'alimentació. Xarxes dissenyades per subministrar electricitat directament als vehicles en moviment. Això s'aplica a tramvies, locomotores, troleibusos, etc.

Classificació de les xarxes de transmissió per mida

Les més grans són les xarxes troncals que connecten les fonts de generació d'energia amb els centres de consum de països i regions. Aquestes comunicacions es caracteritzen per una gran potència (en quantitat de gigawatts) i tensió. En el següent nivell, hi ha les xarxes regionals, que són branques de línies principals i, al seu torn, tenen derivacions més petites. A través d'aquests canals, l'electricitat es transmet i es distribueix a ciutats, regions, grans centres de transport i camps remots. Tot i que les xarxes d'aquest calibre poden presumir d'un alt rendiment de potència, el seu principal avantatge no rau en el volum de subministrament de recursos energètics, sinó en la distància de transport.

Al següent nivell hi ha les xarxes regionals i internes. En la seva major part, també realitzen les funcions de distribució d'energia entre consumidors específics. Els canals de districte s'alimenten directament dels regionals, donant servei a les zones de blocs urbans i a les xarxes de pobles. Pel que fa a les xarxes internes, distribueixen energia dins del barri, poble, fàbrica i objectes més petits.

Subestacions a les xarxes de subministrament elèctric

Entre segments separats de línies de transmissió d'electricitat, s'instal·len transformadors en format de subestacions. La seva tasca principal és augmentar la tensió en el context d'una disminució del corrent. I també hi ha configuracions de reducció que redueixen l'indicador de tensió de sortida en condicions d'augment de la intensitat del corrent. La necessitat d'aquesta regulació dels paràmetres elèctrics en el camí cap al consumidor ve determinada per la necessitat de compensar les pèrdues de resistència activa. El fet és que la transmissió d'electricitat es realitza a través de cables amb una àrea de secció transversal òptima, que es determina únicament per l'absència d'una descàrrega de corona i la força del corrent. La impossibilitat de controlar altres paràmetres comporta la necessitat d'equips de control addicionals en forma del mateix transformador. Però hi ha una altra raó per la qual la tensió hauria d'augmentar a costa de la subestació. Com més alt sigui aquest indicador, més lluny, potser, la distància de transmissió d'energia mantenint un potencial de potència elevat.

Característiques dels transformadors digitals

Tipus de subestació moderna, permet el control digital. Per tant, un transformador estàndard d'aquest tipus preveu la inclusió dels components següents:

• Sala de control operatiu. El personal operatiu, mitjançant un terminal especial connectat mitjançant una connexió remota (de vegades sense fil), controla el funcionament de l'estació en modes pesats i normals. Es pot aplicardispositius auxiliars d'automatització, i la velocitat de transmissió d'ordres varia de diversos minuts a hores.
• Unitat de control anti-emergència. Aquest mòdul s'activa en cas de fortes pertorbacions a la línia. Per exemple, si la transmissió d'electricitat d'una central elèctrica a un consumidor té lloc en condicions de processos electromecànics transitoris (amb una parada sobtada de la seva pròpia potència, un generador, una caiguda de càrrega important, etc.).
• Protecció de relés. Per regla general, un mòdul automàtic amb una font d'alimentació independent, la llista de tasques del qual inclou el control local del sistema d'alimentació mitjançant la detecció i l'aïllament ràpid de les parts defectuoses de la xarxa.

Instal·lacions elèctriques auxiliars en línies elèctriques

La subestació, a més del bloc transformador, preveu la presència de seccionadors, separadors, mesura i altres dispositius complementaris. No estan directament relacionats amb el complex de control i funcionen per defecte. Cadascuna d'aquestes instal·lacions està dissenyada per realitzar tasques específiques:

• El seccionador obre/tanca el circuit d'alimentació si no hi ha càrrega als cables d'alimentació.
• El separador desconnecta automàticament el transformador de la xarxa durant el temps necessari per al funcionament d'emergència de la subestació. A diferència del mòdul de control, en aquest cas, la transició a la fase d'emergència de funcionament es realitza de manera mecànica.
• Els dispositius de mesura determinen els vectors de voltatge i corrent als quals es transmet l'electricitat de la font al consumidor enmoment concret en el temps. També són eines automàtiques que donen suport a la comptabilització d'errors metrològics.

Problemes en la transmissió d'energia elèctrica

A l'hora d'organitzar i operar xarxes de subministrament elèctric, hi ha moltes dificultats de caràcter tècnic i econòmic. Per exemple, les pèrdues de potència de corrent ja esmentades degudes a la resistència en conductors es consideren el problema més important d'aquest tipus. Aquest factor es compensa amb l'equip transformador, però, al seu torn, necessita manteniment. El manteniment tècnic de la infraestructura de la xarxa, a través de la qual es transmet l'electricitat a distància, és, en principi, costós. Requereix costos de recursos tant materials com organitzatius, que en última instància afecta l'augment de les tarifes per als consumidors d'energia. D' altra banda, els últims equipaments, materials per a conductors i optimització dels processos de control encara permeten reduir part dels costos d'explotació.

Qui és el consumidor d'electricitat?

En gran mesura, els requisits per al subministrament d'energia els determina el consumidor. I en aquesta capacitat, poden actuar empreses de fabricació, serveis públics, empreses de transport, propietaris de cases rurals, residents d'edificis de ciutats de diversos apartaments, etc.. La diferència principal entre diferents grups de consumidors es pot anomenar la potència de la seva línia de subministrament. Segons aquest criteri, tots els canals de transmissió d'electricitat a consumidors de diferents col·lectius poden serdividit en tres tipus:

• Fins a 5 MW.
• De 5 a 75 MW.
• De 75 a 1.000 MW.

Conclusió

Per descomptat, la infraestructura de subministrament d'energia anterior estarà incompleta sense un organitzador directe dels processos de distribució de recursos energètics. Els participants del mercat majorista d'energia que disposen de la corresponent llicència de proveïdor actuen com a empresa subministradora. Es conclou un acord per als serveis de transport d'electricitat amb una organització de venda d'energia o un altre proveïdor que garanteixi el subministrament dins del període de facturació especificat. Al mateix temps, les tasques de manteniment i funcionament de la infraestructura de xarxa, que proporciona un objecte de consum específic segons el contracte, poden estar al departament d'una organització de tercers completament diferent. El mateix s'aplica a la font de generació d'energia.