Stromübertragung vom Kraftwerk zum Verbraucher

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 10:23

Von den direkten Erzeugungsquellen bis zum Verbraucher durchläuft elektrische Energie viele technologische Punkte. Gleichzeitig sind ihre Träger selbst in Form von Leitungen mit Leitern in dieser Infrastruktur unerlässlich. Sie bilden in vielerlei Hinsicht ein mehrstufiges und komplexes System der Stromübertragung, bei dem der Verbraucher das letzte Glied ist.

Woher kommt der Strom?

Auf der ersten Stufe des Gesamtprozesses der Energiebereitstellung steht die Erzeugung, also die Stromerzeugung. Dazu werden spezielle Stationen verwendet, die Energie aus anderen Quellen erzeugen. Als letztere können Wärme, Wasser, Sonnenlicht, Wind und sogar Erde genutzt werden. Zum Einsatz kommen jeweils Generatorstationen, die natürliche oder künstlich erzeugte Energie in Strom umwandeln. Dies können traditionelle Kern- oder Wärmekraftwerke und Windmühlen mit Solarenergie seinBatterien. Für die Übertragung von Strom zu den meisten Verbrauchern werden nur drei Arten von Stationen verwendet: Kernkraftwerke, Wärmekraftwerke und Wasserkraftwerke. Dementsprechend nukleare, thermische und hydrologische Anlagen. Sie erzeugen weltweit etwa 75-85 % der Energie, wobei aus wirtschaftlichen und vor allem ökologischen Gründen eine zunehmende Tendenz zu einer Verringerung dieses Indikators besteht. Auf die eine oder andere Weise sind es diese Hauptkraftwerke, die Energie für die Weiterleitung an den Verbraucher produzieren.

Netze zur Übertragung elektrischer Energie

Der Transport der erzeugten Energie erfolgt durch die Netzinfrastruktur, die eine Kombination verschiedener Elektroinstallationen ist. Das Grundgerüst für die Übertragung von Strom zu den Verbrauchern umfasst Transformatoren, Konverter und Umspannwerke. Den führenden Platz darin nehmen jedoch Stromleitungen ein, die Kraftwerke, Zwischenanlagen und Verbraucher direkt verbinden. Gleichzeitig können sich Netzwerke voneinander unterscheiden - insbesondere nach Zweck:

• Öffentliche Netzwerke. Versorgung von Haush alten, Industrie, Landwirtschaft und Transporteinrichtungen.
• Netzwerkkommunikation für autarke Stromversorgung. Versorgen Sie autonome und mobile Objekte mit Strom, darunter Flugzeuge, Schiffe, nichtflüchtige Stationen usw.
• Netze für die Stromversorgung von Einrichtungen, die einzelne technologische Operationen durchführen. An der gleichen Produktionsstätte kann zusätzlich zur Hauptstromversorgung eine Leitung zur Aufrechterh altung der Betriebsfähigkeit einer bestimmten bereitgestellt werdenAusrüstung, Förderband, Maschinenbau usw.
• Stromversorgungsleitungen kontaktieren. Netze, die darauf ausgelegt sind, Strom direkt an fahrende Fahrzeuge zu liefern. Dies gilt für Straßenbahnen, Lokomotiven, Oberleitungsbusse usw.

Klassifizierung von Übertragungsnetzen nach Größe

Die größten sind die Backbone-Netzwerke, die Energieerzeugungsquellen mit Verbrauchszentren in Ländern und Regionen verbinden. Solche Kommunikationen zeichnen sich durch hohe Leistung (in der Größenordnung von Gigawatt) und Spannung aus. Auf der nächsten Ebene gibt es regionale Netze, die Abzweigungen von Hauptlinien sind und selbst wiederum kleinere Ableger haben. Über solche Kanäle wird Strom übertragen und an Städte, Regionen, große Verkehrsknotenpunkte und abgelegene Felder verteilt. Obwohl Netzwerke dieses Kalibers eine hohe Leistungsfähigkeit aufweisen können, liegt ihr Hauptvorteil nicht in der mengenmäßigen Bereitstellung von Energieressourcen, sondern in der Transportentfernung.

Auf der nächsten Ebene befinden sich regionale und interne Netzwerke. Zum größten Teil übernehmen sie auch die Aufgaben der Energieverteilung zwischen bestimmten Verbrauchern. Die Bezirkskanäle werden direkt aus den regionalen Kanälen gespeist und bedienen die städtischen Blockzonen und Dorfnetze. Interne Netze verteilen Energie innerhalb des Viertels, des Dorfes, der Fabrik und kleinerer Objekte.

Umspannwerke in Stromversorgungsnetzen

Zwischen einzelnen Segmenten von Stromübertragungsleitungen werden Transformatoren im Format von Umspannwerken installiert. Ihre Hauptaufgabe besteht darin, die Spannung vor dem Hintergrund einer Stromabnahme zu erhöhen. Und es gibt auch Step-Down-Einstellungen, die die Ausgangsspannungsanzeige bei steigender Stromstärke reduzieren. Die Notwendigkeit einer solchen Regulierung der Stromparameter auf dem Weg zum Verbraucher wird durch die Notwendigkeit bestimmt, Verluste am aktiven Widerstand auszugleichen. Tatsache ist, dass die Stromübertragung durch Drähte mit einer optimalen Querschnittsfläche erfolgt, die ausschließlich durch das Fehlen einer Koronaentladung und die Stromstärke bestimmt wird. Die Unmöglichkeit, andere Parameter zu steuern, führt dazu, dass zusätzliche Steuergeräte in Form desselben Transformators erforderlich sind. Aber es gibt noch einen weiteren Grund, warum die Spannung auf Kosten des Umspannwerks steigen sollte. Je höher dieser Indikator, desto weiter ist möglicherweise die Entfernung der Energieübertragung bei gleichzeitiger Aufrechterh altung eines hohen Leistungspotentials.

Merkmale digitaler Transformatoren

Moderne Art von Umspannwerk, ermöglicht digitale Steuerung. Ein Standardtransformator dieses Typs sieht also die Aufnahme der folgenden Komponenten vor:

• Betriebskontrollraum. Das Betriebspersonal steuert über ein spezielles Terminal, das über eine (manchmal drahtlose) Fernverbindung verbunden ist, den Betrieb der Station im schweren und normalen Modus. Kann geltenHilfsgeräte der Automatisierung, und die Übertragungsgeschwindigkeit von Befehlen variiert von einigen Minuten bis zu Stunden.
• Anti-Notfall-Steuereinheit. Dieses Modul wird bei starken Störungen auf der Leitung aktiviert. Zum Beispiel, wenn die Übertragung von Strom von einem Kraftwerk zu einem Verbraucher unter Bedingungen transienter elektromechanischer Prozesse erfolgt (mit plötzlicher Absch altung der eigenen Leistung, eines Generators, eines erheblichen Lastabfalls usw.).
• Relaisschutz. In der Regel ein Automatikmodul mit autarker Stromversorgung, zu deren Aufgabenliste die lokale Steuerung des Stromnetzes durch schnelles Erkennen und Isolieren fehlerhafter Netzteile gehört.

Elektrische Hilfsinstallationen an Stromleitungen

Die Umspannstation sieht zusätzlich zum Transformatorblock das Vorhandensein von Trennern, Trennern, Mess- und anderen Zusatzgeräten vor. Sie sind nicht direkt mit dem Kontrollkomplex verbunden und funktionieren standardmäßig. Jede dieser Installationen ist darauf ausgelegt, bestimmte Aufgaben auszuführen:

• Der Trennsch alter öffnet/schließt den Stromkreis, wenn die Stromkabel unbelastet sind.
• Die Trennvorrichtung trennt den Transformator automatisch für die Zeit, die für den Notbetrieb der Unterstation erforderlich ist, vom Netz. Anders als beim Steuermodul erfolgt hier der Übergang in die Notbetriebsphase mechanisch.
• Messgeräte ermitteln die Spannungs- und Stromvektoren, mit denen Strom von der Quelle zum Verbraucher übertragen wirdbestimmten Zeitpunkt. Dies sind auch automatische Tools, die die Abrechnung messtechnischer Fehler unterstützen.

Probleme bei der Übertragung elektrischer Energie

Bei der Organisation und dem Betrieb von Energieversorgungsnetzen gibt es viele Schwierigkeiten technischer und wirtschaftlicher Natur. Als wichtigstes Problem dieser Art gelten beispielsweise die bereits erwähnten Stromverluste durch Widerstände in Leitern. Dieser Faktor wird durch Transformatorausrüstung kompensiert, muss jedoch gewartet werden. Die technische Wartung der Netzinfrastruktur, über die Strom über eine Distanz übertragen wird, ist grundsätzlich kostspielig. Es erfordert sowohl materielle als auch organisatorische Ressourcenkosten, was sich letztendlich auf die Erhöhung der Tarife für Energieverbraucher auswirkt. Auf der anderen Seite ermöglichen die neuesten Geräte, Materialien für Leiter und die Optimierung von Steuerungsprozessen immer noch, einen Teil der Betriebskosten zu senken.

Wer ist der Stromverbraucher?

Die Anforderungen an die Energieversorgung werden zu einem großen Teil vom Verbraucher bestimmt. Und in dieser Eigenschaft können produzierende Unternehmen, öffentliche Versorgungsunternehmen, Verkehrsunternehmen, Eigentümer von Landhäusern, Bewohner von Mehrfamilienhäusern in der Stadt usw. handeln Der Hauptunterschied zwischen verschiedenen Verbrauchergruppen kann als die Leistung ihrer Versorgungsleitung bezeichnet werden. Nach diesem Kriterium können alle Kanäle der Stromübertragung zu Verbrauchern verschiedener Gruppen seinunterteilt in drei Typen:

• Bis zu 5 MW.
• Von 5 bis 75 MW.
• Von 75 bis 1.000 MW.

Schlussfolgerung

Natürlich wird die obige Energieversorgungsinfrastruktur ohne einen direkten Organisator der Verteilungsprozesse der Energieressourcen unvollständig sein. Als Versorgungsunternehmen fungieren die Teilnehmer des Energiegroßhandelsmarktes, die über die entsprechende Anbieterlizenz verfügen. Ein Vertrag über Stromübertragungsdienste wird mit einer Energievertriebsorganisation oder einem anderen Lieferanten geschlossen, der die Lieferung innerhalb des angegebenen Abrechnungszeitraums garantiert. Gleichzeitig können die Aufgaben der Wartung und des Betriebs der Netzinfrastruktur, die einen bestimmten Verbrauchergegenstand im Rahmen des Vertrages bereitstellt, in der Abteilung einer völlig anderen Drittorganisation liegen. Gleiches gilt für die Quelle der Energiegewinnung.