Передача электроэнергии от источника к потребителю: Как осуществляется передача электрической энергии?

Передача электроэнергии. Путь от электростанции к потребителю. Сокращение потерь при передаче электроэнергии.

Передача электроэнергии. Путь от электростанции к потребителю. Сокращение потерь при передаче электроэнергии. Рассмотрим кратко систему электроснабжения, представляющую из себя группу электротехнических устройств для передачи, преобразования, распределения и потребления электрической энергии. Глава расширит кругозор тех, кто хочет научиться грамотно использовать домашнюю электросеть.

Снабжение электроэнергией осуществляется по стандартным схемам. Например, на рис. 1.4 представлена радиальная однолинейная схема электроснабжения для передачи электроэнергии от понижающей подстанции электростанции до потребителя электроэнергии напряжением 380 В.

От электростанции электроэнергия напряжением 110—750 кВ передается по линиям электропередач (ЛЭП) на главные или районные понижающие подстанции, на которых напряжение снижается до 6—35 кВ. От распределительных устройств это напряжение по воздушным или кабельным ЛЭП передается к трансформаторным подстанциям, расположенным в непосредственной близости от потребителей электрической энергии. На подстанции величина напряжения снижается до 380 В, и по воздушным или кабельным линиям электроэнергия поступает непосредственно к потребителю в доме. При этом линии имеют четвертый (нулевой) провод 0, позволяющий получить фазное напряжение 220 В, а также обеспечивать защиту электроустановок.
Такая схема позволяет передать электроэнергию потребителю с наименьшими потерями. Поэтому на пути от электростанции к потребителям электроэнергия трансформируется с одного напряжения на другое. Упрощенный пример трансформации для небольшого участка энергосистемы показан на рис. 1.5. Зачем применяют высокое напряжение? Расчет сложен, но ответ прост. Для снижения потерь на нагрев проводов при передаче на большие расстояния.

Потери зависят от величины проходящего тока и диаметра проводника, а не приложенного напряжения.

Например:
Допустим, что с электростанции в город, находящийся от нее на расстоянии 100 км, нужно передавать по одной линии 30 МВт. Из-за того, что провода линии имеют электрическое сопротивление, ток их нагревает. Эта теплота рассеивается и не может быть использована. Энергия, затрачиваемая на нагревание, представляет собой потери.

Свести потери к нулю невозможно. Но ограничить их необходимо. Поэтому допустимые потери нормируют, т. е. при расчете проводов линии и выборе ее напряжения исходят из того, чтобы потери не превышали, например, 10% полезной мощности, передаваемой по линии. В нашем примере это 0,1-30 МВт = 3 МВт.

Например:
Если не применять трансформацию, т. е. передавать электроэнергию при напряжении 220 В, то для снижения потерь до заданного значения сечение проводов пришлось бы увеличить примерно до 10 м2. Диаметр такого «провода» превышает 3 м, а масса в пролете составляет сотни тонн.

Применяя трансформацию, т. е. повышая напряжение в линии, а затем, снижая его вблизи расположения потребителей, пользуются другим способом снижения потерь: уменьшают ток в линии. Этот способ весьма эффективен, так как потери пропорциональны квадрату силы тока. Действительно, при повышении напряжения вдвое ток снижается вдвое, а потери уменьшаются в 4 раза. Если напряжение повысить в 100 раз, то потери снизятся в 100 во второй степени, т. е. в 10000 раз.

Например:
В качестве иллюстрации эффективности повышения напряжения укажу, что по линии электропередачи трехфазного переменного тока напряжением 500 кВ передают 1000 МВт на 1000 км.

Линии электропередач

Электрические сети предназначены для передачи и распределения электроэнергии. Они состоят из совокупности подстанций и линий различных напряжений. При электростанциях строят повышающие трансформаторные подстанции, и по линиям электропередачи высокого напряжения передают электроэнергию на большие расстояния. В местах потребления сооружают понижающие трансформаторные подстанции.

Основу электрической сети составляют обычно подземные или воздушные линии электропередачи высокого напряжения. Линии, идущие от трансформаторной подстанции до вводно-распределительных устройств и от них до силовых распределительных пунктов и до групповых щитков, называют питающей сетью. Питающую сеть, как правило, составляют подземные кабельные линии низкого напряжения.

По принципу построения сети разделяются на разомкнутые и замкнутые. В разомкнутую сеть входят линии, идущие к электроприемникам или их группам и получающие питание с одной стороны. Разомкнутая сеть обладает некоторыми недостатками, заключающимися в том, что при аварии в любой точке сети питание всех потребителей за аварийным участком прекращается.

Замкнутая сеть может иметь один, два и более источников питания. Несмотря на ряд преимуществ, замкнутые сети пока не получили большого распространения. По месту прокладки сети бывают наружные и внутренние.

Способы выполнения линий электропередач

Каждому напряжению соответствуют определенные способы выполнения электропроводки. Это объясняется тем, что чем напряжение выше, тем труднее изолировать провода. Например, в квартирах, где напряжение 220 В, проводку выполняют проводами в резиновой или в пластмассовой изоляции. Эти провода просты по устройству и дешевы.

Несравненно сложнее устроен подземный кабель, рассчитанный на несколько киловольт и проложенный под землей между трансформаторами. Кроме повышенных требований к изоляции, он еще должен иметь повышенную механическую прочность и стойкость к коррозии.

Для непосредственного электроснабжения потребителей используются:

♦ воздушные или кабельные ЛЭП напряжением 6 (10) кВ для питания подстанций и высоковольтных потребителей;
♦ кабельные ЛЭП напряжением 380/220 В для питания непосредственно низковольтных электроприемников. Для передачи на расстояние напряжения в десятки и сотни киловольт создаются воздушные линии электропередач. Провода высоко поднимаются над землей, в качестве изоляции используется воздух. Расстояния между проводами рассчитываются в зависимости от напряжения, которое планируется передавать. На рис. 1.6 изображены в одном масштабе опоры для воздушных линий электропередач напряжениями 500, 220, 110, 35 и 10 кВ. Заметьте, как увеличиваются размеры и усложняются конструкции с ростом рабочего напряжения!

Рис. 1.6. Опоры воздушных линий разных напряжений

Например:
Опора линии напряжением 500 кВ имеет высоту семиэтажного дома. Высота подвеса проводов 27 м, расстояние между проводами 10,5 м, длина гирлянды изоляторов более 5 м. Высота опор для переходов через реки достигает 70 м. Рассмотрим варианты выполнения ЛЭП подробнее.

Воздушные ЛЭП
Определение.
Воздушной линией электропередачи называют устройство для передачи или распределения электроэнергии по проводам, находящимся на открытом воздухе и прикрепленным при помощи траверс (кронштейнов), изоляторов и арматуры к опорам или инженерным сооружениям.

В соответствии с «Правилами устройства электроустановок» по напряжению воздушные линии делятся на две группы: напряжением до 1000 В и напряжением свыше 1000 В. Для каждой группы линий установлены технические требования их устройства.

Воздушные ЛЭП 10 (6) кВ находят наиболее широкое применение в сельской местности и в небольших городах.

Это объясняется их меньшей стоимостью по сравнению с кабельными линиями, меньшей плотностью застройки и т. д.

Для проводки воздушных линий и сетей используют различные провода и тросы. Основное требование, предъявляемое к материалу проводов воздушных линий электропередачи, — малое электрическое сопротивление. Кроме того, материал, применяемый для изготовления проводов, должен обладать достаточной механической прочностью, быть устойчивым к действию влаги и находящихся в воздухе химических веществ.

В настоящее время чаще всего используют провода из алюминия и стали, что позволяет экономить дефицитные цветные металлы (медь) и снижать стоимость проводов. Медные провода применяют на специальных линиях. Алюминий обладает малой механической прочностью, что приводит к увеличению стрелы провеса и, соответственно, к увеличению высоты опор или уменьшению длины пролета. При передаче небольших мощностей электроэнергии на короткие расстояния применение находят стальные провода.

Для изоляции проводов и крепления их к опорам линий электропередач служат линейные изоляторы, которые наряду с электрической должны также обладать и достаточной механической прочностью. В зависимости от способа крепления на опоре различают изоляторы штыревые (их крепят на крюках или штырях) и подвесные (их собирают в гирлянду и крепят к опоре специальной арматурой).

Штыревые изоляторы применяют на линиях электропередач напряжением до 35 кВ. Маркируют их буквами, обозначающими конструкцию и назначение изолятора, и числами, указывающими рабочее напряжение. На воздушных линиях 400 В используют штыревые изоляторы ТФ, ШС, ШФ. Буквы в условных обозначениях изоляторов обозначают следующее: Т — телеграфный; Ф — фарфоровый; С — стеклянный; ШС — штыревой стеклянный; ШФ — штыревой фарфоровый.

Штыревые изоляторы применяют для подвешивания сравнительно легких проводов, при этом в зависимости от условий трассы используются различные типы крепления проводов. Провод на промежуточных опорах укрепляют обычно на головке штыревых изоляторов, а на угловых и анкерных опорах— на шейке изоляторов. На угловых опорах провод располагают с наружной стороны изолятора по отношению к углу поворота линии.

Подвесные изоляторы применяют на воздушных линиях 35 кВ и выше. Они состоят из фарфоровой или стеклянной тарелки (изолирующая деталь), шапки из ковкого чугуна и стержня. Конструкция гнезда шапки и головки стержня обеспечивает сферическое шарнирное соединение изоляторов при комплектовании гирлянд. Гирлянды собирают и подвешивают к опорам и тем самым обеспечивают необходимую изоляцию проводов. Количество изоляторов в гирлянде зависит от напряжения линии и типа изоляторов.

Материалом для вязки алюминиевого провода к изолятору служит алюминиевая проволока, а для стальных проводов— мягкая стальная. При вязке проводов выполняют обычно одинарное крепление, двойное же крепление применяют в населенной местности и при повышенных нагрузках. Перед вязкой заготовляют проволоку нужной длины (не менее 300 мм).

Головную вязку выполняют двумя вязальными проволоками разной длины. Эти проволоки закрепляют на шейке изолятора, скручивая между собой. Концами более короткой проволоки обвивают провод и плотно притягивают четыре-пять раз вокруг провода. Концы другой проволоки, более длинные, накладывают на головку изолятора накрест через провод четыре-пять раз.

Для выполнения боковой вязки берут одну проволоку, кладут ее на шейку изолятора и оборачивают вокруг шейки и провода так, чтобы один ее конец прошел над проводом и загнулся сверху вниз, а второй — снизу вверх. Оба конца проволоки выводят вперед и снова оборачивают их вокруг шейки изолятора с проводом, поменяв местами относительно провода.

После этого провод плотно притягивают к шейке изолятора и обматывают концы вязальной проволоки вокруг провода с противоположных сторон изолятора шесть-восемь раз. Во избежание повреждения алюминиевых проводов место вязки иногда обматывают алюминиевой лентой. Изгибать провод на изоляторе сильным натяжением вязальной проволоки не разрешается.

Вязку проводов выполняют вручную, используя монтерские пассатижи. Особое внимание обращают при этом на плотность прилегания вязальной проволоки к проводу и на положение концов вязальной проволоки (они не должны торчать). Штыревые изоляторы крепят к опорам на стальных крюках или штырях. Крюки ввертывают непосредственно в деревянные опоры, а штыри устанавливают на металлических, железобетонных или деревянных траверсах. Для крепления изоляторов на крюках и штырях используют переходные полиэтиленовые колпачки. Разогретый колпачок плотно надвигают на штырь до упора, после этого на него навинчивают изолятор.

Провода подвешиваются на железобетонных или деревянных опорах при помощи подвесных или штыревых изоляторов. Для воздушных ЛЭП используются неизолированные провода. Исключением являются вводы в здания — изолированные провода, протягиваемые от опоры ЛЭП к изоляторам, укрепленным на крюках непосредственно на здании.

Внимание!
Наименьшая допустимая высота расположения нижнего крюка на опоре (от уровня земли) составляет: в ЛЭП напряжением до 1000 В для промежуточных опор от 7 м, для переходных опор — 8,5 м; в ЛЭП напряжением более 1000 В высота расположения нижнего крюка для промежуточных опор составляет 8,5 м, для угловых (анкерных) опор — 8,35 м.

Наименьшие допустимые сечения проводов воздушных ЛЭП напряжением более 1000 В, выбираемые по условиям механической прочности с учетом возможной толщины их обледенения, приведены в табл. 1.1.

Минимально допустимые значения проводов возжушныхЛЭП напряжением более 1000 В
Таблица 1.1

Внимание!
Для воздушных ЛЭП напряжением до 1000 В по условиям механической прочности применяются провода, имеющие сечения не менее: алюминиевые —16 мм2; сталеалюминиевые —10 мм2; стальные однопроволочные — 4 мм2. На воздушных ЛЭП напряжением до 1000 В устанавливают заземляющие устройства. Расстояние между ними определяется числом грозовых часов в году:

♦    до 40 часов — не более 200 м;
♦    более 40 часов — не более 100 м.

Сопротивление заземляющего устройства должно быть не более 30 Ом.

Допустимые расстояния от нижних проводов воздушных ЛЭП напряжением до 1000 В и до 10 кВ и их опор до объектов представлены в табл. 1.2.

Таблица 1. 2

Передача электроэнергии

Передача электрической энергии – один из основных видов деятельности ПАО «Россети Ленэнерго».

Услуги по передаче электрической энергии – комплекс организационно и технологически связанных действий, в том числе по оперативно-технологическому управлению, которые обеспечивают передачу электрической энергии через технические устройства электрических сетей в соответствии с обязательными требованиями.

Правовые основы экономических отношений в сфере электроэнергетики установлены Федеральным законом от 26.03.2003 № 35-ФЗ «Об электроэнергетике». Он определяет полномочия органов государственной власти на регулирование этих отношений, основные права и обязанности субъектов электроэнергетики при осуществлении деятельности в сфере электроэнергетики (в том числе производства в режиме комбинированной выработки электрической и тепловой энергии) и потребителей электрической энергии.

Общие принципы и порядок обеспечения недискриминационного доступа к услугам по передаче электроэнергии, а также принципы и порядок оказания этих услуг определены в Правилах недискриминационного доступа к услугам по передаче электрической энергии и оказания этих услуг, утвержденных Постановлением Правительства Российской Федерации от 27. 12.2004 № 861.

Недискриминационный доступ к услугам по передаче электрической энергии предусматривает обеспечение равных условий предоставления указанных услуг их потребителям независимо от организационно-правовой формы и правовых отношений с лицом, оказывающим эти услуги.

Потребителями услуг по передаче электрической энергии являются лица, владеющие на праве собственности или на ином законном основании энергопринимающими устройствами и (или) объектами электроэнергетики, технологически присоединенные в установленном порядке к электрической сети (в том числе опосредованно) субъекты оптового рынка электрической энергии, осуществляющие экспорт (импорт) электрической энергии, а также энергосбытовые организации и гарантирующие поставщики в интересах обслуживаемых ими потребителей электрической энергии

Услуги по передаче электрической энергии предоставляются сетевой организацией на основании договора о возмездном оказании услуг по передаче электрической энергии.

Договор оказания услуг по передаче электроэнергии с энергосбытовой организацией

Договор оказания услуг по передаче электроэнергии с потребителем

Договор оказания услуг по передаче электроэнергии и мощности со смежной сетевой организацией

Основные принципы и методы регулирования цен (тарифов) в электроэнергетике, а также основания и порядок установления (пересмотра, применения) цен (тарифов) в электроэнергетике утверждены Постановлением Правительства Российской Федерации от 29.12.2011 № 1178 «О ценообразовании в области регулируемых цен (тарифов) в электроэнергетике».

Правовые основы функционирования розничных рынков электрической энергии установлены Основными положениями функционирования розничных рынков, утвержденных Постановлением Правительства Российской Федерации от 04.05.2012 № 442. Этим же документом установлены Правила организации учета электрической энергии на розничных рынках (раздел X).  

Основы регулирования отношений, связанных с введением полного или частичного ограничения режима потребления электрической энергии потребителям электрической энергии (мощности) – участникам оптового и розничных рынков электрической энергии, установлены Правилами полного и (или) частичного ограничения режима потребления электрической энергии, утвержденными Постановлением Правительства Российской Федерации от 04.05.2012 № 442.

В соответствии с «Основными положениями функционирования розничных рынков электрической энергии», утвержденными Постановлением Правительства РФ от 4 мая 2012г. №442, субъектами розничных рынков, обеспечивающими поставки электрической энергии потребителям электрической энергии, являются:

– исполнители коммунальной услуги;

– гарантирующие поставщики;

– энергосбытовые, энергоснабжающие организации;

– производители электрической энергии (мощности) на розничных рынках;

– сетевые организации;

– субъекты оперативно-диспетчерского управления в электроэнергетике, осуществляющие оперативно-диспетчерское управление на розничных рынках (системный оператор).

Данные субъекты электроэнергетики, в пределах своей ответственности, отвечают перед потребителями электрической энергии, приобретающими электрическую энергию (мощность) для собственных бытовых и (или) производственных нужд.

Потребители (юридические лица) заключают договоры электроснабжения с энергосбытовыми организациями (физические лица с исполнителем коммунальной услуги), в которых эти организации берут на себя ответственность за надежность обеспечения их электроэнергией и ее качество в соответствии с требованиями соответствующих технических регламентов и иными обязательными требованиями.

Таким образом, какие услуги по договору Вам оказывает одна из вышеперечисленных организаций – к такому субъекту энергетики необходимо обращаться по всем вопросам электроснабжения.

Для выполнения этих функций энергосбытовые организации заключают договоры оказания услуг по передаче электроэнергии с сетевыми организациями.

В частности, ПАО «Россети Ленэнерго» (как сетевая организация) оказывает услуги по передаче электрической энергии и осуществляет право заключения договоров оказания услуг по передаче электрической энергии с использованием объектов электросетевого хозяйства, принадлежащих другим собственникам и несет ответственность перед потребителями услуг по передаче электрической энергии согласно заключенному договору на оказание этих услуг.

Компания ПАО «Россети Ленэнерго» постоянно проводит работу по улучшению качества оказания услуг по передаче электроэнергии, в части повышения надежности электроснабжения и улучшения электромагнитной совместимости электрических сетей электроснабжения общего назначения ПАО «Россети Ленэнерго» с электрическими сетями потребителей электрической энергии. Это подтверждается соответствующими сертификатами на соответствие стандарту показателей и норм качества электрической энергии (КЭ) в электрических сетях систем электроснабжения общего назначения переменного трехфазного и однофазного тока частотой 50 Гц в точках, к которым присоединяются электрические сети, находящиеся в собственности различных потребителей электрической энергии, или приемники электрической энергии (точки общего присоединения). ПАО «Россети Ленэнерго» работает в соответствии с «Методическими указаниями по расчету уровня надежности и качества поставляемых товаров и оказываемых услуг для организации по управлению единой национальной (общероссийской) электрической сетью и территориальных сетевых организаций», утвержденными Приказом Минэнерго России от 29. 11.2016 № 1256.

Для улучшения проводимой ПАО «Россети Ленэнерго» работы, в соответствии с действующим законодательством, а также в целях повышения качества оказываемых услуг по передаче электроэнергии, просим вас обращаться в адрес организации, с которой у вас заключен договор электроснабжения, т.е. в энергосбытовую организацию (гарантирующему поставщику).

При обращениях в адрес нашей компании энергосбытовых организаций, с которыми у ПАО «Россети Ленэнерго» заключен договор оказания услуг по передаче электроэнергии, необходимо предоставлять следующие сведения, которые должны иметь также и потребители:

1. Копии документов о технологическом присоединении, составляемые в процессе технологического присоединения энергопринимающих устройств к объектам электросетевого хозяйства, акт об осуществлении технологического присоединения, акт разграничения балансовой принадлежности электросетей, акт разграничения эксплуатационной ответственности сторон и, при необходимости, акт согласования технологической и аварийной брони электроснабжения потребителя электрической энергии (мощности).

2. Данные по компенсации реактивной мощности, релейной защите, управлению, автоматизации и диспетчеризации системы электроснабжения.

3. Описание дополнительных и резервных источников электроэнергии.

4. Фактическую нагрузку.

Отсутствие вышеуказанной информации значительно затрудняет работу ПАО «Россети Ленэнерго» по дальнейшему повышению качества оказываемых услуг по передаче электроэнергии, а также не позволяет проводить работы по уменьшению допустимого числа часов отключения в год, не связанного с неисполнением потребителем обязательств по соответствующим договорам и их расторжением, а также с обстоятельствами непреодолимой силы и иными основаниями, исключающими ответственность гарантирующих поставщиков, энергоснабжающих, энергосбытовых и сетевых организаций и иных субъектов электроэнергетики перед потребителем в соответствии с законодательством Российской Федерации и условиями договоров.

Обращаем ваше внимание, что согласно «Правилам полного и (или) частичного ограничения режима потребления электрической энергии», утвержденным постановлением Правительства Российской Федерации от 4 мая 2012г. №442, невыполнение потребителем электроэнергии условий договора, касающихся обеспечения функционирования устройств релейной защиты, противоаварийной и режимной автоматики, устройств компенсации реактивной мощности или подключение потребителем, к принадлежащим ему энергопринимающим устройствам, электропотребляющего оборудования, повлекшего нарушение характеристик технологического присоединения, указанных в документах о технологическом присоединении, являются обстоятельствами, при наступлении которых вводится режим ограничения потребления электрической энергии.

Производство, передача и использование электроэнергии

Производство, передача и использование электроэнергии

Подробности

Просмотров: 1268

«Физика – 11 класс»

Производство электроэнергии

Производится электроэнергия на электрических станциях в основном с помощью электромеханических индукционных генераторов.
Существует два основных типа электростанций: тепловые и гидроэлектрические.
Различаются эти электростанции двигателями, вращающими роторы генераторов.

На тепловых электростанциях источником энергии является топливо: уголь, газ, нефть, мазут, горючие сланцы.
Роторы электрических генераторов приводятся во вращение паровыми и газовыми турбинами или двигателями внутреннего сгорания.

Тепловые паротурбинные электростанции – ТЭС наиболее экономичны.

В паровом котле свыше 90% выделяемой топливом энергии передается пару.
В турбине кинетическая энергия струй пара передается ротору.
Вал турбины жестко соединен с валом генератора.
Паровые турбогенераторы весьма быстроходны: число оборотов ротора составляет несколько тысяч в минуту.

КПД тепловых двигателей увеличивается с повышением начальной температуры рабочего тела (пара, газа).
Поэтому поступающий в турбину пар доводят до высоких параметров: температуру — почти до 550 °С и давление — до 25 МПа.
Коэффициент полезного действия ТЭС достигает 40%. Большая часть энергии теряется вместе с горячим отработанным паром.

Тепловые электростанции — ТЭЦ позволяют значительную часть энергии отработанного пара использовать на промышленных предприятиях и для бытовых нужд.
В результате КПД ТЭЦ достигает 60—70%.
В России ТЭЦ дают около 40% всей электроэнергии и снабжают электроэнергией сотни городов.

На гидроэлектростанциях – ГЭС для вращения роторов генераторов используется потенциальная энергия воды.

Роторы электрических генераторов приводятся во вращение гидравлическими турбинами.
Мощность такой станции зависит от создаваемого плотиной напора и массы воды, проходящей через турбину в каждую секунду.

Гидроэлектростанции дают около 20% всей вырабатываемой в нашей стране электроэнергии.

Атомные электростанции – АЭС в России дают около 10% электроэнергии.

Использование электроэнергии

Главным потребителем электроэнергии является промышленность – 70% производимой электроэнергии.
Крупным потребителем является также транспорт.

Большая часть используемой электроэнергии сейчас превращается в механическую энергию, т.к. почти все механизмы в промышленности приводятся в движение электрическими двигателями.

Передача электроэнергии

Электроэнергию не удается консервировать в болыпих масштабах.
Она должна быть потреблена сразу же после получения.
Поэтому возникает необходимость в передаче электроэнергии на большие расстояния.

Передача электроэнергии связана с заметными потерями, так как электрический ток нагревает провода линий электропередачи. В соответствии с законом Джоуля — Ленца энергия, расходуемая на нагрев проводов линии, определяется формулой

где
R — сопротивление линии,
U — передаваемое напряжение,
Р — мощность источника тока.

При очень большой длине линии передача энергии может стать экономически невыгодной.
Значительно снизить сопротивление линии R практически весьма трудно, поэтому приходится уменьшать силу тока I.

Так как мощность источника тока Р равна произведению силы тока I на напряжение U, то для уменьшения передаваемой мощности нужно повысить передаваемое напряжение в линии передачи.

Для этого на крупных электростанциях устанавливают повышающие трансформаторы.
Трансформатор увеличивает напряжение в линии во столько же раз, во сколько раз уменьшает силу тока.

Чем длиннее линия передачи, тем выгоднее использовать более высокое напряжение. Генераторы переменного тока настраивают на напряжения, не превышающие 16—20 кВ. Более высокое напряжение потребовало бы принятия сложных специальных мер для изоляции обмоток и других частей генераторов.

Далее для непосредственного использования электроэнергии потребителем необходимо понижать напряжение.

Это достигается с помощью понижающих трансформаторов.

Понижение напряжения (и соответственно увеличение силы тока) осуществляются поэтапно.

При очень высоком напряжении между проводами может начаться разряд, приводящий к потерям энергии.
Допустимая амплитуда переменного напряжения должна быть такой, чтобы при заданной площади поперечного сечения провода потери энергии вследствие разряда были незначительными.

Электрические станции объединены высоковольтными линиями электропередачи, образуя общую электрическую сеть, к которой подключены потребители.
Такое объединение, называемое энергосистемой, дает возможность распределять нагрузки потребления энергии.
Энергосистема обеспечивает бесперебойность подачи энергии потребителям.
Сейчас в нашей стране действует Единая энергетическая система европейской части страны.

Использование электроэнергии

Потребность в электроэнергии постоянно увеличивается как в промышленности, на транспорте, в научных учреждениях, так и в быту. Удовлетворить эту потребность можно двумя основными способами.

Первый — строительство новых мощных электростанций: тепловых, гидравлических и атомных.
Однако строительство крупной электростанции требует нескольких лет и больших затрат.
Кроме того, тепловые электростанции потребляют невозобновляемые природные ресурсы: уголь, нефть и газ.
Одновременно они наносят большой ущерб равновесию на нашей планете.
Передовые технологии позволяют удовлетворить потребности в электроэнергии другим способом.

Второй – эффективное использование электроэнергии: современные люминесцентные лампы, экономия освещения.

Большие надежды возлагаются на получение энергии с помощью управляемых термоядерных реакций.

Приоритет должен быть отдан увеличению эффективности использования электроэнергии, а не повышению мощности электростанций.

Источник: «Физика – 11 класс», учебник Мякишев, Буховцев, Чаругин

Производство, передача и использование электрической энергии. Физика, учебник для 11 класса – Класс!ная физика

Генерирование электрической энергии — Трансформаторы — Производство, передача и использование электрической энергии

Источники и проводники

Источник, приемники и проводники

Подробности

Категория: Электротехника

Источники, приёмники и проводники электрической энергии

 

Электрическая энергия — самый дешевый и удобный вид энергии. Она широко используется в народном хозяйстве и в быту. Производство и потребление электрической энергии  растет с каждым годом.

 

 

 

 

Для работы подавляющего большинства современных промышленных машин, аппаратов, приборов и бытовых устройств необходим источник электрической энергии (источник тока). Источником тока может быть генератор на электростанции, батарея гальванических элементов, аккумулятор.

  

 

 

   
 

Электрическая энергия, вырабатываемая источником, принимается потребителем (приемником) электроэнергии. Потребители электроэнергии — это и лампочка в фонаре, и двигатель в электрокаре и в станке, и электрический звонок, и электрический утюг, и многие другие устройства. В них электрическая энергия преобразуется в свет, звук, тепло, механическое движение.   

 

 

 

Для передачи электрической энергии от источника тока к потребителю нужны проводники. Хорошими проводниками являются металлы.

Материалы, не проводящие ток, называются изоляторами. К ним относятся пластмасса, стекло, фарфор, резина, сухая древесина, сухой воздух и др.

 

 

Электрическую энергию  можно получать по-разному. Существуют электростанции, которые вырабатывают электричество, сжигая топливо; электроэнергию получают используя силу ветра, приливных течений, а также – энергию солнца.

 

 

  

 

Ниже представлена схема, в которой наглядно показано, как происходит получение, передача, распределение и использование электрической энергии.   

                  Схема распределения электроэнергии потребителям 

    

 

 

Российская электроэнергетика | Ассоциация «НП Совет рынка»

Основные нормативные акты

Нормативная правовая база электроэнергетики состоит из множества актов разной юридической силы, принимаемых в соответствии и во исполнение основного закона отрасли – Федерального закона от 26.03.2003 № 35-ФЗ «Об электроэнергетике».

Договор о присоединении к торговой системе оптового рынка (ДОП) не является нормативным актом, однако его условия обязательны для всех субъектов оптового рынка. Заключение этого договора – один из обязательных этапов получения статуса субъекта оптового рынка. Сторонами по договору являются организации коммерческой и технологической инфраструктур оптового рынка с одной стороны, и субъект оптового рынка – с другой. Регламенты оптового рынка и стандартные формы договоров, заключаемых на оптовом рынке, – приложения к договору. Как и ДОП, они разрабатываются и утверждаются Ассоциацией «НП Совет рынка».

Регулирование

Система государственного регулирования и контроля в электроэнергетике представляет собой набор полномочий Правительства Российской Федерации, федеральных органов исполнительной власти (в первую очередь, Министерства энергетики и Федеральной антимонопольной службы) и органов исполнительной власти субъектов Российской Федерации в области государственного регулирования и контроля в электроэнергетике. Основные полномочия закреплены в главе 5 федерального закона от 26.03.2003 № 35-ФЗ «Об электроэнергетике».

Структура отрасли

Субъекты

Субъекты электроэнергетики – это компании, которые производят, передают, покупают и продают электрическую, тепловую энергию и мощность, а также организации, которые осуществляют оперативно-диспетчерское управление энергосистемой, организацию торговли электрической энергией и мощностью (ст. 3 Федерального закона от 26.03.2003 № 35-ФЗ «Об электроэнергетике»).

В электроэнергетике сочетаются монопольные (передача, системное управление) и конкурентные (выработка и сбыт) виды деятельности.

Генерирующие компании осуществляют выработку и реализацию электрической энергии и мощности на оптовом или розничных рынках сбытовым организациям либо конечным потребителям. Сбытовые организации приобретают электрическую энергию и мощность на оптовом и розничных рынках и продают ее конечным потребителям.

Потребители электрической энергии – это лица, приобретающие электрическую энергию для собственных бытовых и (или) производственных нужд. Крупные потребители (например, промышленные предприятия) могут приобретать электрическую энергию непосредственно на оптовом рынке (ОРЭМ). Остальные потребители покупают электрическую энергию у энергосбытовых компаний, в том числе гарантирующих поставщиков, а также у производителей электрической энергии, работающих на розничном рынке.

К организациям технологической инфраструктуры относятся: организация, осуществляющая диспетчерское управление (АО «СО ЕЭС»), организация, управляющая единой национальной электрической сетью (ПАО «ФСК ЕЭС»), и межрегиональные распределительные сетевые компании (МРСК). К организациям коммерческой инфраструктуры относятся совет рынка – объединение всех субъектов электроэнергетики и крупных потребителей электрической энергии (Ассоциация «НП Совет рынка»), коммерческий оператор оптового рынка (АО «АТС») и организация финансовых расчетов (АО «ЦФР»).

Диспетчерское управление

Оперативно-диспетчерское управление в Единой энергосистеме России осуществляет Системный оператор (АО «СО ЕЭС»). Главная функция Системного оператора – контроль за соблюдением технологических параметров функционирования энергосистемы. Для исполнения этой функции Системный оператор может отдавать обязательные к исполнению команды генерирующим и сетевым компаниям, потребителям с регулируемой нагрузкой. Также Системный оператор контролирует очередность вывода в ремонт генерирующих и сетевых мощностей, осуществляет контроль за исполнением инвестиционных программ генерирующими и сетевыми компаниями. Системный оператор участвует в обеспечении функционирования оптового рынка электроэнергии и мощности: осуществляет актуализацию расчетной модели, на основе которой Коммерческий оператор производит расчет объемов и цен на электроэнергию оптовом рынке электроэнергии и мощности, осуществляет процедуру выбора состава включенного генерирующего оборудования (ВСВГО), проводит конкурентный отбор мощности (КОМ) и обеспечивает функционирование балансирующего рынка – торговли отклонениями фактических объемов производства и потребления электроэнергии от плановых.

Тариф на услуги по оперативно-диспетчерскому управлению в электроэнергетике ежегодно утверждаются приказом ФАС России.

100 процентов голосующих акций АО «СО ЕЭС» принадлежит государству.

Сетевая инфраструктура

Сетевые организации осуществляют передачу электрической энергии по электрическим сетям и технологическое присоединение энергопринимающих устройств потребителей электрической энергии, энергетических установок генерирующих компаний и объектов электросетевого хозяйства иных владельцев к электрическим сетям. Деятельность сетевых организаций является естественно-монопольной и регулируется государством. Регулирование включает не только установление в той или иной форме соответствующих тарифов (платы) за оказанные с надлежащим качеством услуги, но и обеспечение недискриминационного доступа потребителей услуг сетевых организаций к электрическим сетям, включая утверждение органами исполнительной власти условий типовых договоров и порядка их заключения.

Услуги по передаче электрической энергии предоставляются сетевой организацией на основании договора о возмездном оказании услуг по передаче электрической энергии. Договор на оказание услуг по передаче является публичным и обязательным для заключения со стороны сетевой организации по обращению потребителя услуг.

Основные обязательства сетевой организации и потребителя услуг при исполнении договора на передачу электрической энергии устанавливаются Правилами недискриминационного доступа (постановление Правительства Российской Федерации от 27.12.2004 № 861).

Система тарифов на услуги по передаче электрической энергии основана на следующих двух главных принципах:

Каскадный принцип: часть необходимой валовой выручки (НВВ) сетевых организаций на высоком уровне напряжения учитывается вместе с НВВ сетевых организаций на среднем напряжении при формировании тарифа на среднем уровне напряжения и так далее по цепочке до низкого уровня напряжения. Соответственно, для потребителя услуг по передаче тариф включает расходы по оплате услуг по передаче всей «вышестоящей» сетевой инфраструктуры, с использованием которой осуществлялась (могла осуществляться) передача электроэнергии для этого потребителя;

Принцип единых («котловых») тарифов. Тарифы на услуги по передаче электрической энергии для потребителей в одном регионе на одном классе напряжения (а также в иных сопоставимых условиях) должны быть равны, вне зависимости от того, к сетям какой сетевой организации они присоединены.

Коммерческая инфраструктура

Совет рынка создан для организации на началах саморегулирования эффективной системы оптовой и розничной торговли электрической энергией и мощностью. Основные функции совета рынка: ведение реестра субъектов оптового рынка; принятие решения о присвоении или лишении статуса субъекта оптового рынка; разработка и внесение изменений в ДОП, регламенты оптового рынка, стандартные формы договоров на оптовом рынке; разрешение споров в соответствии с правилами оптового рынка; формирование общей позиции субъектов рынка по проектам нормативных правовых актов; мониторинг и контроль за соблюдением правил оптового рынка и ДОП; мониторинг ценовой ситуации на рынках; сопровождение программы поддержки генерации, основанной на использовании возобновляемых источников энергии; участие в работе региональных органов регулирования тарифов.

Регулирование рынка через коллегиальные решения представителей всех категорий участников в рамках постоянно действующего органа – Наблюдательного совета

Коммерческий оператор (АО «АТС») отвечает за организацию торговли на оптовом рынке электрической энергии и мощности: определение объемов и стоимости по договорам участников ОРЭМ, допуск к торговой системе, организацию коммерческого учета, расчет цен и объемов по итогам конкурентного отбора на сутки вперед, определение составляющих цен на электрическую энергию и мощность, обязательных для применения гарантирующими поставщиками (ГП) при продаже электроэнергии на розничных рынках.

Тарифы на услуги коммерческого оператора ежегодно утверждаются ФАС России.

Акционерное общество «Центр финансовых расчетов» (АО «ЦФР») также относится к организациям коммерческой инфраструктуры. Акции распределены между Ассоциацией «НП Совет рынка» и АО «АТС». Компания выступает на оптовом рынке унифицированной стороной по сделкам и заключает на оптовом рынке от своего имени договоры, обеспечивающие оптовую торговлю электрической энергией и мощностью в соответствии со стандартными формами и (или) предварительными условиями, предусмотренными Договором о присоединении, участвует в проведении финансовых расчетов участников оптового рынка, формирует и направляет на исполнение в кредитную организацию расчетные документы на оплату электрической энергии (мощности), услуг, штрафных санкций и осуществляет контроль за их исполнением. Плата за услугу АО «ЦФР» утверждается Наблюдательным советом совета рынка.

Рынок

На территории Российской Федерации действует двухуровневый рынок электрической энергии и мощности. Крупные производители электрической энергии и крупные покупатели участвуют в отношениях по купле-продаже электрической энергии и мощности на оптовом рынке электрической энергии и мощности Российской Федерации (ОРЭМ). На оптовом рынке обращаются два отдельных товара – электрическая энергия и мощность. Производители и покупатели электрической энергии, не участвующие в торговле на оптовом рынке, являются субъектами розничных рынков электрической энергии. На розничном рынке обращается один товар – электрическая энергия.

Территория Российской Федерации с точки зрения особенностей функционирования оптового рынка электроэнергии и мощности разделена на ценовые зоны, неценовые зоны и технологически изолированные территориальные электроэнергетические системы.

В ценовых зонах оптового рынка электрическая энергия и мощность реализуются с использованием существующих рыночных механизмов. В них законодательно установлен запрет на совмещение естественно-монопольных видов деятельности с конкурентными. Организации и их аффилированные лица не имеют права совмещать деятельность по передаче электрической энергии и оперативно-диспетчерскому управлению с деятельностью по производству и купле-продаже электрической энергии в границах одной ценовой зоны оптового рынка (ст. 6 Федерального закона от 26.03.2003 №36-ФЗ). Таким образом, генерирующая компания, например, может владеть сбытовыми организациями, но не имеет права владеть сетями. Однако совмещение функций сетевой и энергосбытовой организации допускается, если на сетевую компанию решением Минэнерго России возлагается исполнение функций гарантирующего поставщика до проведения конкурса и выбора нового гарантирующего поставщика.

В неценовых зонах оптового рынка (Архангельская и Калининградская области, Республика Коми, регионы Дальнего Востока), где по технологическим причинам организация рыночных отношений в электроэнергетике пока невозможна, реализация электроэнергии и мощности осуществляется по особым правилам и по регулируемым ценам (тарифам).

В технологически изолированных территориальных электроэнергетических системах и на территориях, технологически не связанных с Единой энергетической системой России и технологически изолированными территориальными электроэнергетическими системами, ввиду отсутствия или ограничения конкуренции, реализация электроэнергии и мощности осуществляется только по регулируемым ценам (тарифам). Требование об обеспечении разделения по видам деятельности на них не распространяются. Деятельность по оперативно-диспетчерскому управлению в технологически изолированных территориальных электроэнергетических системах осуществляется без участия системного оператора субъектами оперативно-диспетчерского управления, функционирующими в пределах этих систем.

Тарифы на передачу электроэнергии – ОАО “МРСК Урала”

Согласие на обработку персональных данных

В соответствии с требованиями Федерального Закона от 27.07.2006 №152-ФЗ «О персональных данных» принимаю решение о предоставлении моих персональных данных и даю согласие на их обработку свободно, своей волей и в своем интересе.

Наименование и адрес оператора, получающего согласие субъекта на обработку его персональных данных:

ОАО «МРСК Урала», 620026, г. Екатеринбург, ул. Мамина-Сибиряка, 140 Телефон: 8-800-2200-220.

Цель обработки персональных данных:

Обеспечение выполнения уставной деятельности «МРСК Урала».

Перечень персональных данных, на обработку которых дается согласие субъекта персональных данных:

• — фамилия, имя, отчество;
• — место работы и должность;
• — электронная почта;
• — адрес;
• — номер контактного телефона.

Перечень действий с персональными данными, на совершение которых дается согласие:

Любое действие (операция) или совокупность действий (операций) с персональными данными, включая сбор, запись, систематизацию, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передачу, обезличивание, блокирование, удаление, уничтожение.

Персональные данные в ОАО «МРСК Урала» могут обрабатываться как на бумажных носителях, так и в электронном виде только в информационной системе персональных данных ОАО «МРСК Урала» согласно требованиям Положения о порядке обработки персональных данных контрагентов в ОАО «МРСК Урала», с которым я ознакомлен(а).

Согласие на обработку персональных данных вступает в силу со дня передачи мною в ОАО «МРСК Урала» моих персональных данных.

Согласие на обработку персональных данных может быть отозвано мной в письменной форме. В случае отзыва согласия на обработку персональных данных.

ОАО «МРСК Урала» вправе продолжить обработку персональных данных при наличии оснований, предусмотренных в п. 2-11 ч. 1 ст. 6 Федерального Закона от 27.07.2006 №152-ФЗ «О персональных данных».

Срок хранения моих персональных данных – 5 лет.

В случае отсутствия согласия субъекта персональных данных на обработку и хранение своих персональных данных ОАО «МРСК Урала» не имеет возможности принятия к рассмотрению заявлений (заявок).

Урок 44. Получение, передача и распределение электроэнергии.

Производство, передача и распределение электроэнергии.

   Проблема обеспечения энергией уже в самое ближайшее время станет одной из наиболее острых среди глобальных проблем человечества. Более 60% энергии вырабатывается на тепловых электростанциях (ТЭС) на органическом топливе (уголь, нефтепродукты, газ, торф), примерно 18% – на атомных (АЭС) и гидроэлектростанциях (ГЭС), а остальные 2% – на солнечных, ветровых, геотермальных и прочих электростанциях.

   Производство электрической энергии в России концентрируется преимущественно на крупных электростанциях. Потребители электрической энергии – промышленность, строительство, электрифицированный транспорт, сельское хозяйство, сфера бытового обслуживания расположены в городах и сельской местности. Центры потребления электроэнергии, как правило, удалены от ее источников зачастую на расстояния в сотни и даже тысячи километров и распределены на значительной территории. В связи с этим возникает задача транспортирования электроэнергии от станций к потребителям. Эту задачу выполняют электрические сети, состоящие из линий электропередачи (ЛЭП) и подстанций.

   Передача электрической энергии от электростанций до больших городов или промышленных центров на расстояния тысяч километров является сложной научно-технической проблемой.

   Для уменьшения потерь на нагревания проводов необходимо уменьшить силу тока в линии передачи (ЛЭП), и, следовательно, увеличить напряжение. Обычно линии электропередачи строятся в расчете на напряжение 400–500 кВ, при этом в линиях используется трехфазный ток переменной частоты 50 Гц. На рисунке представлена схема линии передачи электроэнергии от электростанции до потребителя. Схема дает представление об использовании трансформаторов при передаче электроэнергии.

   Следует отметить, что при повышении напряжения в линиях передачи увеличиваются утечки энергии через воздух. В сырую погоду вблизи проводов линии может возникнуть так называемый коронный разряд, который можно обнаружить по характерному потрескиванию. Коэффициент полезного действия линии передач не превышает 90 %.

 

Условная схема высоковольтной линии передачи. Трансформаторы изменяют напряжение в нескольких точках линии. На схеме изображен только один из трех проводов высоковольтной линии.

Среди приборов переменного тока, нашедших широкое применение в технике, значительное место занимают трансформаторы.

Трансформатор – прибор для преобразования напряжения и силы переменного тока при неизменной частоте.

Он был изобретен П. Н. Яблочковым в 1876 году. В 1882 году трансформатор был усовершенствован И. Ф. Усагиным.

Принцип действия трансформаторов, применяемых для повышения или понижения напряжения переменного тока, основан на явлении электромагнитной индукции.

Простейший трансформатор состоит из сердечника замкнутой формы из магнитомягкого материала, на который намотаны две обмотки: первичная и вторичная.

Первичная обмотка подсоединяется к источнику переменного тока с ЭДС e₁(t), поэтому в ней возникает ток J₁(t), создающий в сердечнике трансформатора переменный магнитный поток Φ, который практически без рассеяния циркулирует по замкнутому магнитному сердечнику и, следовательно, пронизывает все витки первичной и вторичной обмоток.

В режиме холостого хода, то есть при разомкнутой цепи вторичной обмотки, ток в первичной обмотке весьма мал из-за большого индуктивного сопротивления обмотки. В этом режиме трансформатор потребляет небольшую мощность.

В режиме нагрузки в цепь вторичной обмотки включается сопротивление нагрузки R_н, и в ней возникает переменный ток J₂(t). Теперь полный магнитный поток Φ в сердечнике создается обоими токами. Но согласно правилу Ленца магнитный поток Φ₂, создаваемый индуцированным во вторичной обмотке током J₂, направлен навстречу потоку Φ₁, создаваемому током J₁ в первичной обмотке: Φ = Φ₁ – Φ₂. Отсюда следует, что токи J₁ и J₂ изменяются в противофазе, то есть имеют фазовый сдвиг, равный 180°.

Коэффициент k=n₁/n₂ есть коэффициент трансформации.

При k>1 трансформатор называется повышающим, при k<1 – понижающим.

Написанные выше соотношения, строго говоря, применимы только к идеальному трансформатору, в котором нет рассеяния магнитного потока и отсутствуют потери энергии на джоулево тепло. Эти потери могут быть связаны с наличием активного сопротивления самих обмоток и возникновением индукционных токов (токов Фуко) в сердечнике. Для уменьшения токов Фуко сердечники трансформатора изготавливают обычно из тонких стальных листов, изолированных друг от друга. Существует еще один механизм потерь энергии, связанный с гистерезисными явлениями в сердечнике. При циклическом перемагничивании ферромагнитных материалов возникают потери электромагнитной энергии, прямо пропорциональные площади петли гистерезиса.

У хороших современных трансформаторов потери энергии при нагрузках, близких к номинальным, не превышает 1–2 %, поэтому к ним приближенно применима теория идеального трансформатора.

Если пренебречь потерями энергии, то мощность P₁, потребляемая идеальным трансформатором от источника переменного тока, равна мощности P₂, передаваемой нагрузке.

 

Объекты передачи и передачи электроэнергии

Оборудование для передачи и передачи электроэнергии Передача электроэнергии – это процесс транспортировки электроэнергии к потребителям на большие расстояния. Для некоторых новых солнечных электростанций могут потребоваться новые объекты передачи электроэнергии. Электротрансмиссия Передача электроэнергии – это процесс, при котором большие объемы электроэнергии, произведенной на электростанциях, таких как промышленные солнечные установки, транспортируются на большие расстояния для последующего использования потребителями.В Северной Америке электричество отправляется с электростанций в сеть передачи Северной Америки , обширную сеть линий электропередач и связанные с ними объекты в Соединенных Штатах, Канаде и Мексике. Из-за большого количества потребляемой мощности и свойств электричества передача обычно происходит при высоком напряжении (69 кВ или выше). Электроэнергия обычно отгружается на подстанцию ​​ недалеко от населенного пункта. На подстанции электричество высокого напряжения преобразуется в более низкое напряжение, подходящее для использования потребителями, а затем доставляется конечным пользователям по (относительно) низковольтным линиям распределения электроэнергии. Для недавно построенных солнечных электростанций , если не было подходящих объектов передачи, потребовались бы новые линии передачи и связанные с ними объекты. Строительство, эксплуатация и вывод из эксплуатации высоковольтных линий электропередачи и связанных с ними объектов создадут ряд экологических воздействий. Тип и величина воздействий, связанных со строительством, эксплуатацией и выводом из эксплуатации линии электропередачи, будут варьироваться в зависимости от типа и размера линии, а также длины линии электропередачи и множества других факторов, специфичных для площадки. К основным узлам высоковольтных линий электропередачи и сопутствующим объектам относятся: Передаточные башни Башни передачи являются наиболее заметным компонентом системы передачи электроэнергии. Их функция состоит в том, чтобы изолировать проводники высокого напряжения (линии электропередач) от окружающей среды и друг от друга. Существуют различные конструкции башен, которые обычно используют открытую решетку или монополь, но обычно они очень высокие (башня на 500 кв может иметь высоту 150 футов с поперечинами шириной до 100 футов), металлические конструкции. Башни передачи Увеличить Проводники (ЛЭП) Проводники – это линии электропередач , по которым электроэнергия подается в сеть и через нее к потребителям. Как правило, на опору для каждой электрической цепи натянуто несколько проводов. Проводники состоят в основном из скрученных металлических жил, но более новые проводники могут включать керамические волокна в матрицу из алюминия для дополнительной прочности при меньшем весе. Подстанции Очень высокие напряжения, используемые для передачи электроэнергии, преобразуются в более низкие напряжения для использования потребителями на подстанциях . Подстанции различаются по размеру и конфигурации, но могут занимать несколько акров; они очищены от растительности и обычно засыпаны гравием. Обычно они огорожены, и к ним ведет постоянная подъездная дорога. В общем, подстанции включают в себя множество конструкций, проводов, ограждений, освещения и других элементов, которые создают «промышленный» вид. Подстанция Увеличить Щелкните фото ниже, чтобы просмотреть интерактивную панораму. Подстанция на фотоэлектрическом объекте – интерактивная панорама. Источник: Аргоннская национальная лаборатория Полоса отвода Полоса отвода для коридора электропередачи включает земельных участков, выделенных для линии электропередачи и связанных с ней объектов, необходимых для облегчения технического обслуживания и предотвращения риска пожаров и других аварий.Он обеспечивает запас прочности между высоковольтными линиями и окружающими конструкциями и растительностью. Некоторая расчистка растительности может потребоваться по соображениям безопасности и / или доступа. Полоса отвода обычно состоит из местной растительности или растений, выбранных по благоприятным моделям роста (медленный рост и низкая зрелая высота). Однако в некоторых случаях подъездные дороги составляют часть полосы отвода и обеспечивают более удобный доступ для автомобилей для ремонта и инспекции. Ширина полосы отвода изменяется в зависимости от номинального напряжения линии от 50 футов.примерно до 175 футов или более для линий 500 кВ. Трансмиссия ROW Увеличить Подъездные пути Маршруты доступа к сооружениям линий электропередачи как для строительства, так и для обслуживания линий обычно требуются и могут быть мощеными или гравийными. Для строительства подъездной дороги может потребоваться очистка от растительности и / или реконструкция земли. Дополнительные временные дороги также могут потребоваться на этапах строительства и вывода из эксплуатации проекта линии электропередачи. Для получения дополнительной информации Более подробная информация об электрической передаче и подробные описания компонентов передающего устройства представлены в следующем техническом отчете.

Подача электроэнергии и ее воздействие на окружающую среду

Посмотреть интерактивную версию этой схемы >>

О поставке электроэнергии

После того, как централизованная электростанция вырабатывает электроэнергию, электроэнергия должна быть доставлена ​​конечному пользователю.Эта доставка происходит в три этапа:

• Трансмиссия. Централизованные электростанции вырабатывают электроэнергию высокого напряжения для облегчения передачи электроэнергии на большие расстояния и уменьшения количества электроэнергии, теряемой на трение в проводах. По высоковольтным линиям электропередачи электричество обычно подается на подстанцию.
• Подстанция. Подстанции используются для кондиционирования электроэнергии при ее перемещении по сети. Подстанции могут включать в себя коммутационное, защитное и управляющее оборудование; конденсаторы; регуляторы напряжения; и трансформаторы.Подстанции могут либо «понижать», либо «повышать» мощность высокого или низкого напряжения, чтобы подготовить ее к дальнейшей передаче или распределению.
• Распределение. Распределительная часть электрической сети включает линии электропередач более низкого напряжения, которые поставляют электроэнергию конечным пользователям. Распределительные сети, как правило, охватывают более короткие расстояния и включают в себя доставку электроэнергии с напряжением, обычным для потребностей конечного пользователя (например, 120 вольт для типичного дома).

На этом графике представлена ​​средняя почасовая потребность в электроэнергии для коммунального предприятия, которое поставляет электроэнергию всем типам потребителей в теплом климате.Источник: данные из формы 714 FERC за январь и июль с 2006 по 2013 год.

Коммунальные предприятия и другие сетевые операторы работают вместе, чтобы производить и поставлять электроэнергию там, где и когда это необходимо. По большей части электричество необходимо вырабатывать, когда оно будет использоваться. Эти потребности меняются в зависимости от дня, времени и погоды. На приведенном ниже графике показаны изменения количества электроэнергии, потребляемой клиентами в час в течение типичной недели летом и типичной недели зимой.

Доступность генерирующих мощностей также может колебаться. Например, количество солнечного света, которое может быть захвачено солнечными фотоэлектрическими панелями и преобразовано в электричество, зависит от погоды (солнечная или облачная) и угла падающего солнечного света (который зависит от сезона и времени суток).

Коммунальные предприятия и сетевые операторы должны гарантировать, что будет произведено достаточно энергии для удовлетворения спроса, когда он будет высоким. Электростанции с базовой нагрузкой вырабатывают электроэнергию большую часть времени в году и часто не могут быть легко выключены или перезапущены.Если потребителям требуется больше электроэнергии, чем могут обеспечить электростанции базовой нагрузки, операторы реагируют увеличением производства на централизованных генерирующих объектах, которые уже работают на более низком уровне или в режиме ожидания, импортируют электроэнергию из удаленных источников или обращаются к конечным пользователям, которые согласились потреблять меньше. электричество из сети через программы реагирования на спрос. Улучшение способности балансировать спрос и предложение на электроэнергию – одна из причин, по которой вкладываются средства в накопление энергии и модернизацию электросети.

Поставка электроэнергии в США

Во второй половине 20-го века коммунальные предприятия начали объединять свои системы передачи, чтобы распределять электроэнергию на большие расстояния от более крупных и централизованных электростанций. Эта система разрослась и включает в себя тысячи миль линий электропередачи и миллионы миль распределительных линий.

Хотя одна коммунальная компания может строить и обслуживать линии передачи и распределения, эти линии часто используются несколькими коммунальными предприятиями и розничными продавцами электроэнергии.В некоторых областях региональные организации, известные как независимые системные операторы (ISO) или региональные передающие организации (RTO), состоящие из коммунальных предприятий, федеральных и государственных регулирующих органов, координируют передачу и распределение в своем регионе. В регионах, где нет установленного ISO или RTO, системы доставки обслуживаются отдельными коммунальными предприятиями. Чтобы узнать больше об ISO и RTO, посетите веб-сайт Федеральной комиссии по регулированию энергетики.

Воздействие поставки электроэнергии на окружающую среду

Хотя наиболее значительное воздействие электричества на окружающую среду связано с тем, как оно производится, доставка электроэнергии также может влиять на окружающую среду несколькими способами:

• Передача и распределение приводят к некоторым потерям электроэнергии при ее перемещении от точки производства к конечному пользователю.Эти потери в совокупности называются «потерей линии». В общем, чем больше расстояние должно пройти электричество от генератора до потребителя, тем больше потери в линии.
• Линии электропередачи требуют регулярного обслуживания и эксплуатации. За деревьями и другими растениями возле проводов необходимо следить, чтобы они не касались проводов. В некоторых коридорах линий электропередач гербициды используются для борьбы с растительностью.
• Когда линии электропередач и подъездные пути к ним проходят в неосвоенных районах, они могут нарушать работу лесов, водно-болотных угодий и других природных территорий.

Многие высоковольтные выключатели, переключатели и другое оборудование, используемое в системах передачи и распределения, изолированы гексафторидом серы, который является сильнодействующим парниковым газом. Этот газ может просочиться в атмосферу из-за стареющего оборудования или во время технического обслуживания и ремонта. Узнайте больше о гексафториде серы в электроэнергетических системах.

Отрасль передачи и распределения электроэнергии

Когда люди говорят об электроэнергетике, в центре внимания обычно находится энергетическая сторона бизнеса или коммунальные услуги.Со стороны электроэнергетики изучается добыча ископаемого топлива, выработка альтернативной энергии, разливы нефти, выбросы углерода и ядерная энергия. Со стороны коммунальных предприятий основное внимание уделяется ориентированной на клиента стороне поставки бизнеса, от дополнительных счетов за электроэнергию до перебоев в электроснабжении.

Третья и часто упускаемая из виду часть электроэнергетики – это помещения для передачи и распределения (T&D), важный кластер отраслей, который включает в себя производство машин, линий электропередач и трансформаторов, а также систем управления линиями (например, «умных» -сетевые технологии), повышающие эффективность.Они несут ответственность за фактическую «доставку» электроэнергии – независимо от источника генерации, будь то солнечная энергия, газ, нефть, ветер или что-то еще – коммерческим, частным и промышленным пользователям в удобном для использования формате. Таблица 1 показывает пространство T&D относительно других секторов энергетики и энергетики по капитальным затратам на 2008 год.

Стол 1: Доля расходов на инфраструктуру для электроэнергетических предприятий США по секторам энергетики и энергетики, 2008 г.

Подсектор энергетики и энергетики	Доля расходов на инфраструктуру
Поколение	35.9%
Распределение	24,5%
Окружающая среда	14,4%
Трансмиссия	11,7%
Прочие (включая газ)	13,5%

Источник: Edison Electric Institute

В этой статье описывается пространство НИОКР в энергетической экономике, а затем резюмируются проблемы, но при этом огромный потенциал роста для этого кластера отраслей с учетом стареющего U.С. Инфраструктура и быстрый технологический прогресс в развивающихся странах.

Понимание ключевых элементов T&D Space

T&D market поставляет оборудование, услуги и производственные системы для энергетических рынков. Начальным этапом процесса является преобразование энергии от источника генерации (угля, атомной электростанции, ветра и т. Д.) В электрический формат высокого напряжения, который можно транспортировать по электросети, надземной или подземной. Это «преобразование» происходит очень близко к источнику выработки электроэнергии.Вторая стадия происходит, когда эта высоковольтная мощность «понижается» с помощью переключающих устройств, а затем регулируется с помощью автоматических выключателей и разрядников для защиты от скачков напряжения. Эту электроэнергию среднего напряжения можно безопасно распределить по городским или населенным пунктам. Заключительный этап включает в себя понижение мощности до напряжения, пригодного для использования в коммерческих или жилых помещениях (см. , рисунок 1, ).

Рисунок 1: Структура передающих и распределительных сетей в электроэнергетике

Источник: U.С. Министерство энергетики. «Преимущества использования мобильных трансформаторов и мобильных подстанций для быстрого восстановления электроснабжения: отчет Конгрессу США в соответствии с разделом 1816 Закона об энергетической политике 2005 года». 2006.

Короче говоря, в то время как производство электроэнергии относится к установленной мощности для производства энергии из органических или природных ресурсов, пространство T&D включает в себя последующее «производство электроэнергии после выработки электроэнергии» по мере создания систем и сетей для передачи этой энергии конечным пользователям. .Несмотря на то, что пространство T&D не полностью соответствует типичным системам промышленной классификации, его основные отрасли можно легко отличить от производства электроэнергии, как показано в Таблица 2 .

Таблица 2: Отрасли, связанные с генерированием и коммунальными услугами, в сравнении с пространством передачи и распределения, 2007 г.

Категория	Код НАИКС	Описание отрасли
Генерация и коммунальное хозяйство	221111	Производство гидроэлектроэнергии
	221112	Производство электроэнергии на ископаемом топливе
	221113	Атомная электроэнергетика
	221119	Другая электроэнергетика
	221122	Распределение электроэнергии *
Передача и распределение (T&D)	221121	Передача и управление электрической энергией
	221122	Распределение электроэнергии *
	335311	Производство силовых, распределительных и специальных трансформаторов

* Классификация распределения электроэнергии включает значительную часть брокеров и агентов по продаже электроэнергии, поэтому здесь она классифицируется как относящаяся как к производству, так и к коммунальным предприятиям, а также к передаче и распределению.
Источник: Центр бизнес-исследований Индианы.

Несмотря на свое название, только часть отрасли распределения электроэнергии принадлежит пространству T&D, а большая часть – группе генерации и коммунальных услуг, поскольку она включает значительное количество традиционных предприятий коммунального обслуживания, которые сосредоточены исключительно на «продаже электроэнергии через системы распределения электроэнергии». эксплуатируются другими ». ¹

Доля рынка T&D во всем мире оценивается в более чем 50 миллиардов долларов и может быть разделена на четыре основных сегмента в соответствии с организационной структурой, используемой AREVA: ²

• Продукция : Производство силовых и распределительных трансформаторов высокого и среднего напряжения.Движущими силами этого рынка являются стареющая инфраструктура T&D, рост нагрузки из-за разрастания, дерегулирование и общий промышленный рост.
• Услуги : Поддержка проданных продуктов и систем на протяжении всего их жизненного цикла, обычно контракты на ремонт и техническое обслуживание. Драйверами для этого сегмента являются устаревшая инфраструктура, профилактическое обслуживание и общий аутсорсинг.
• Системы : Исследование и разработка подстанций «под ключ», электроники для подстанций постоянного тока и систем для увеличения пропускной способности и качества сети.Этот быстрорастущий рынок в первую очередь обусловлен возросшей потребностью в силовой электронике, эффективности сетей, надежности и новых источниках возобновляемой энергии.
• Автоматизация : Продукты для обнаружения отказов, разрывов и общих областей защиты. Сюда также могут входить системы для управления подстанциями и энергопотреблением или для удаленного управления энергосистемой.

Динамика доходов и занятости в секторах, связанных с НИОКР

При внимательном рассмотрении трех ключевых секторов промышленности, связанных с пространством T&D, мы видим, что рост стоимости поставок и доходов не обязательно связан с более высоким уровнем занятости.

Рисунок 2 показывает стоимость поставок для энергетики, распределения и производства специальных трансформаторов, которая резко увеличилась на 50 процентов (с 4,9 млрд долларов до 7,4 млрд долларов) в период с 2002 по 2007 год, несмотря на незначительный рост за предыдущий пятилетний период. Однако занятость в отрасли продолжала сокращаться, хотя в период с 2002 по 2007 год (-3 процента) медленнее, чем падение на 15 процентов в период с 1997 по 2002 год.

Рисунок 2: U.S. Стоимость поставок и количество сотрудников для энергетики, распределения и производства специальных трансформаторов, 1997-2007 гг.

Источник: IBRC, с использованием данных экономической переписи населения США для NAICS 335311

Мы наблюдаем аналогичную тенденцию в масштабной отрасли распределения электроэнергии, которая включает в себя части пространства T&D (см. , рис. 3, ). В то время как выручка увеличилась более чем на 111 миллиардов долларов (57 процентов) в период с 1997 по 2007 год, занятость постепенно снизилась с 413 миллионов сотрудников в 1997 году и 401 миллиона в 2002 году до 381 миллиона в 2007 году, то есть общее снижение на 8 процентов.

Рисунок 3: Доходы и количество сотрудников в электроэнергетике в США, 1997–2007 гг.

Источник: IBRC, с использованием данных экономической переписи населения США для NAICS 221122

Только в отрасли передачи и контроля электроэнергии с высокой волатильностью мы видим более положительную корреляцию между доходом и занятостью (см. , рисунок 4, ). Двенадцатикратный скачок доходов с 1 до 13 миллиардов долларов в период с 1997 по 2002 год произошел в то же время, когда численность персонала выросла до 15 000 человек – в пять раз больше, чем в начале пятилетнего периода.Затем, когда к 2007 году выручка упала до 4 миллиардов долларов (на 68 процентов), занятость упала на 67 процентов до 5 000 сотрудников.

Диаграмма 4: Доходы и количество сотрудников в отрасли передачи электроэнергии и управления в США, 1997–2007 гг.

Источник: IBRC, на основе данных экономической переписи населения США для NAICS 221121

Потенциал роста T&D Space

Хотя GE является крупнейшей американской фирмой, участвующей в сфере T&D, она сильно отстает от европейских компаний ABB и Siemens и недавно потерпела неудачу в своем предложении по приобретению AREVA – третьего по величине глобального конкурента. ³ Большая часть роста в этом секторе происходит в развивающихся странах, особенно за счет производства больших трансформаторов за пределами Соединенных Штатов, что усиливает конкуренцию с поставщиками запчастей и оборудования по всему миру. ⁴ Развивающиеся рынки также становятся все более крупными партнерами со стороны спроса для компаний T&D: более двух третей нынешней продукции для производства электроэнергии производится за пределами Северной Америки и Европы, при этом только Китай составляет почти 24 процента. ⁵

По данным Edison Electric Institute, прогнозируемые расходы на T&D в коммунальных услугах в США в 2011 году превысят 11 миллиардов долларов. ⁶ Этот уровень расходов установлен правительством США для обслуживания существующих систем, для включения технологий интеллектуальных сетей в текущую инфраструктуру, чтобы позволить как оффшорные, так и наземные ветрогенераторы стать частью существующей системы и способствовать увеличению расходов на солнечные технологии и повышению эффективности существующей системы.

Территория T&D в США имеет большой потенциал роста в связи с растущей потребностью в замене стареющих трансформаторов. В ходе широко цитируемого исследования Уильям Бартли обнаружил, что средний возраст выхода из строя трансформаторов в США составляет 18 лет, а частота отказов экспоненциально увеличивается на 30-летней отметке. Это вызывает тревогу, поскольку большинство современных трансформаторов в США были установлены в 1970-х годах или ранее. ⁷ Бартли обнаружил, что отказы трансформаторов уже росли: с 1997 по 2001 год было потеряно 94 электроэнергии, в результате чего общие затраты составили более 286 миллионов долларов.Эти факты представляют собой как проблему, так и возможность для индустрии T&D, поскольку аналитики предсказывают, что мы быстро приближаемся к «стене активов», поскольку США потребуется более чем 30-процентный скачок инвестиций в T&D для замены стареющей инфраструктуры в период с 2007 по 2017 год. ⁸

Поскольку Соединенные Штаты продолжают обсуждать эффективность и всеобъемлющий план более разумной энергетики, мы можем ожидать огромного роста в сфере T&D. Однако более высокие значения отгрузок и доходов не обязательно приводят к увеличению занятости, поэтому могут потребоваться особые усилия для обеспечения того, чтобы прямой или косвенный U.S. Создание рабочих мест происходит по мере увеличения инвестиций в T&D. В частности, могут потребоваться более стабильные инвестиции в многообещающую, но нестабильную отрасль передачи электроэнергии и управления, где доходы, по всей видимости, напрямую связаны с созданием рабочих мест.

Банкноты

1. Дополнительную информацию о Североамериканской системе отраслевой классификации (NAICS) можно найти по адресу: www.census.gov/cgi-bin/sssd/naics/naicsrch?chart=2007.
2. AREVA была одной из ведущих мировых компаний в сфере T&D до недавней продажи своего подразделения T&D.Эта информация взята из справочного документа AREVA 2009, поданного во французское управление финансового рынка. Он доступен по адресу www.areva.com/finance/liblocal/docs/2009/Doc%20de%20ref%202009_vdef2_vUK_08042010.pdf.
3. Джанлука Баратти, «Подразделение Areva идет к французским покупателям», Business Week, декабрь 2009 г.
4. Министерство энергетики США, «Преимущества использования мобильных трансформаторов и мобильных подстанций для быстрого восстановления электроснабжения: отчет Конгрессу США в соответствии с разделом 1816 Закона об энергетической политике 2005 г.», 2005 г.
5. Справочный документ AREVA 2009 доступен по адресу www.areva.com/finance/liblocal/docs/2009/Doc%20de%20ref%202009_vdef2_vUK_08042010.pdf.
6. Марк В. Чупка, Роберт Эрл, Питер Фокс-Пеннер и Райан Хледик, «Преобразование энергетики Америки: инвестиционная задача 2010–2030 гг.», The Brattle Group / Фонд Эдисона, 2008 г., www.eei.org/newsroom/ energynews / Pages / 20081110.aspx.
7. Уильям Х. Бартли, «Анализ отказов трансформатора» (доклад, представленный на 36-й ежегодной конференции Международной ассоциации инженерных страховщиков, Стокгольм, 2003 г.), www.dslreports.com/r0/download/20
   ~b4c1ba766bdaf00a1ced03b745ff4fe7/transformer_failures.pdf
8. Для получения дополнительной информации см. Томас А. Превост и Дэвид Дж. Вудкок «Состояние и оценка рисков парка трансформаторов», Учебное пособие Комитета трансформаторов Общества энергетики и энергетики IEEE, 13 марта 2007 г.

Али Ариф Торговец
Стажер-исследователь, Центр бизнес-исследований Индианы, Школа бизнеса Келли Университета Индианы,

Майкл Ф.Томпсон , аналитик экономических исследований, Центр бизнес-исследований Индианы, Школа бизнеса Келли Университета Индианы

В чем разница между линиями электропередачи и распределительными линиями? | YSG Solar

Коммунальные предприятия используют два разных типа линий электропередачи – линии передачи и распределения – для транспортировки электроэнергии. В то время как линии передачи и распределения работают вместе, чтобы нести и доставлять электроэнергию от источников энергии к потребителям через энергосистему, они выполняют разные функции, и существует ряд ключевых различий между линиями передачи и распределения электроэнергии , .

В чем разница между линиями электропередачи и распределением?

Основное различие между линиями электропередачи и распределения заключается в том, что линии передачи мощности линии – это для дальних высоковольтных перевозок электроэнергии , тогда как линии электропередачи для распределения предназначены для более коротких расстояний и пониженное напряжение транспортировка электроэнергии. Для иллюстрации: линии электропередачи – это линии электропередач, которые вы можете увидеть на обочине автострады, а распределительные линии – на обочинах улиц.

Линии электропередачи

Линии электропередачи передают большую часть электроэнергии от генерирующей электростанции к ряду подстанций . Ключевые функции и особенности линий электропередачи включают:

• Переносить электроэнергию на больших расстояниях (то есть по всему штату).

• Транспортировка электроэнергии при более высоком напряжении на , обычно между 60 кВ, и 500 кВ.

• Обычно поддерживается высокими металлическими башнями.

• Двунаправленный , позволяющий электричеству перемещаться в обоих направлениях.

• Использует трехфазную систему питания .

• Линии передачи толще по сравнению с линиями распределения.

• Имеют разные требования к растительности из-за высокого напряжения:

Распределительные линии электропередач

Распределительные линии электропередачи несут электроэнергию от подстанций к потребителям , завершая путь электричества.Основные функции и особенности распределительных линий электропередачи включают:

• Переносить электричество на короткие расстояния (то есть в районы и общины).

• Обычно поддерживается деревянными опорами на меньшей высоте, чем металлические опоры, используемые для линий электропередачи.

• Традиционно однонаправленный , сделанный только для передачи электроэнергии в одном направлении.

• Использует однофазную систему питания .

• Распределительные линии тоньше линий передач.

• Служат завершающим этапом при подаче электроэнергии в дома и на предприятия.

• Хотя распределительные линии несут более низкое напряжение и электричество, они все же достаточно мощные, чтобы вызвать травмы или даже смерть.

Передача и распределение: передача электроэнергии от генератора к потребителю

Линии передачи и распределения служат разным целям, доставляя электроэнергию от источника генерации к конечным потребителям в домах и на предприятиях по всей стране.Чтобы охватить бытовых, коммерческих и промышленных потребителей, электричество проходит по линиям передачи , и распределению , на пути к энергосистеме. Когда электричество передается от одного типа линии электропередачи к другому, оно проходит через трансформаторы, которые изменяют напряжение, чтобы минимизировать потери энергии. Передачу и распределение энергии через сеть можно разбить на следующие этапы:

1. Генераторы производят электроэнергию.

2. Линии электропередачи затем переносят эту электроэнергию между штатами.

3. Распределительные линии поставляют электроэнергию потребителям.

4. Потребители покупают энергию для бытового и коммерческого использования.

5. Розничные торговцы продают энергию потребителям.

Солнечная энергия – один из многих источников энергии, обеспечивающих электричеством сеть. Чтобы перейти на использование солнечной энергии, сэкономить деньги и улучшить окружающую среду, сегодня обращается к YSG . Позвоните в офис по телефону 212.389.9215 или , отправьте нам электронное письмо , чтобы узнать больше о солнечной энергии и узнать, сколько вы можете сэкономить на счетах за электроэнергию.

YSG Solar – компания по разработке проектов, отвечающая за коммерциализацию проектов энергетической инфраструктуры. Мы работаем с долгосрочными владельцами и операторами, чтобы обеспечить активы чистой энергии стабильными и предсказуемыми денежными потоками . Рынок YSG сосредоточен на проектах распределенной генерации и коммунальных услуг, расположенных в Северной Америке.

Источники:

https://www.pge.com/en_US/safety/yard-safety/powerlines-and-trees/transmission-vs-distribution-power-lines.page

https: //callmepower.com/faq/energy-markets/difference-between-transmission-distribution

https://circuitglobe.com/difference-between-transmission-and-distribution-line.html

Встроенное изображение любезно предоставлено PJM Interconnection

Избранные фотографии Томаса Деспейру и Робина М.на Unsplash.

Светлое будущее для передачи и распределения электроэнергии

16 июня 2020

«В 2019 году в электроэнергетике продолжилась многолетняя картина рекордных капитальных вложений в коммунальные услуги на фоне стагнации роста нагрузки. И это мало что изменится, поскольку потребность в обновлении устаревшей инфраструктуры, оцифровке и защите энергосистемы от стихийных бедствий и техногенных катастроф сохраняется.”- Источник: Deloitte 2020 Power and Utilities Industry Outlook.

Передача энергии

Вы когда-нибудь задумывались, как энергия поступает в ваш дом или офис, чтобы питать свет, телевизор и заряжать электронику одним щелчком выключателя? Энергия доставляется потребителям по сложной сети. Во-первых, он часто генерируется на электростанции и перемещается по сети наземных и подземных электрических линий. В сети находятся электрические подстанции, трансформаторы, линии передачи и распределения, соединяющие производителей энергии с потребителями.Часто энергия должна преодолевать большие расстояния, чтобы добраться до потребителя по высоковольтным линиям электропередачи. Энергия «Передача» относится к массовому перемещению электроэнергии от генерирующего объекта. Затем электрическая энергия поступает на подстанции, где трансформаторы снижают напряжение, чтобы затем электрическая энергия могла быть распределена между конечным пользователем.

Изменение энергетического ландшафта

Возникает растущая потребность коммунальных предприятий в обновлении и модернизации своих сетей передачи и распределения электроэнергии.По этой причине многие коммерческие поставщики электроэнергии планируют вложить значительные средства в свои сети передачи и распределения электроэнергии.

Есть несколько причин обновить энергетическую инфраструктуру:

1. Значительная часть существующих энергосистем достигла конца своего срока полезного использования и отстает от тенденций в области народонаселения и строительства в развивающихся регионах. Надежность и отказоустойчивость сети имеют решающее значение.
2. Новые или обновленные линии и подстанции предоставляют возможность для экологически чистых или возобновляемых источников энергии выводить свою продукцию на рынок (с крупных солнечных и ветряных электростанций, которые часто расположены в сельских районах, не обслуживаемых существующей электросетью в этих районах).Учить больше.
3. Прокладка линий под землей помогает сократить количество отключений в районах, подверженных штормам.
4. Усовершенствованные сетевые технологии позволяют дистанционно определять проблемы и перенаправлять электроэнергию, тем самым уменьшая количество и продолжительность отключений.
5. Развитие инфраструктуры интеллектуальных измерений позволяет коммунальным предприятиям внедрять больше инструментов для снижения счетов.
6. Защита от физических угроз и угроз кибербезопасности помогает поддерживать безопасность сети (укрепление сети).
7. Передовые и новые технологии более эффективны в эксплуатации и дешевле в долгосрочной перспективе для клиентов.

Возможности для консультационных фирм

По мере того, как коммунальные компании обновляют свои системы передачи и распределения электроэнергии, они в общей сложности потратят миллиарды долларов. Это открывает возможности для инженерных и консалтинговых фирм на различных этапах этих многолетних сложных проектов. Необходимо не только спроектировать систему, изготовить компоненты, спланировать маршруты, произвести оценки, получить разрешения и удовлетворение требований регулирующих органов, но и физическое строительство должно быть выполнено качественно с учетом различных ограничений.Коммерческие поставщики электроэнергии чувствительны к потенциальному воздействию, которое их проекты могут оказать на окружающую среду и сообщества, которые они обслуживают, и будут обращаться к консалтинговым фирмам, чтобы уменьшить это потенциальное воздействие. Эта соответствующая забота со стороны поставщиков электроэнергии и нормативно-правовая среда, применимая к этому типу развития, предоставляет существенные и сложные возможности работы для инженерной и консалтинговой отрасли, чтобы приносить пользу и улучшать сообщества.

Для получения дополнительной информации о S & ME’s Power Market посетите: https: // www.smeinc.com/markets/power

Свяжитесь с нами

Если у вас есть вопросы относительно энергетических услуг, пожалуйста, свяжитесь с Марти Балцегаром.

Передача и распределение электроэнергии

Технологии передачи и распределения электроэнергии (T&D) включают компоненты, используемые для передачи и распределения электроэнергии (включая электричество из возобновляемых источников) от объектов генерации до конечных пользователей (потребителей). Линии T&D могут быть расположены над или под землей.Основные компоненты наземных линий электропередачи включают конструкции электропередач (решетчатые стальные опоры или трубчатые стальные опоры), проводники (провода), изоляторы (соединяют провода с конструкциями) и заземляющие провода (провода для защиты от удара молнии).

Как правило, по линиям электропередачи передается более высокое напряжение электроэнергии, а по линиям распределения – в основном более низкое напряжение. Линии электропередачи подключены к подстанциям, которые «понижают» мощность до более низкого напряжения, чтобы ее можно было доставить потребителям по распределительным линиям, хотя некоторые крупные промышленные потребители получают электроэнергию при передаче или под-передающем (первичном) напряжении.Тип опор, количество и ширина токопроводящих проводов и, следовательно, видимость системы определяются током и напряжением передаваемой электроэнергии.

Для передачи и сопутствующей инфраструктуры через парки требуется специальное разрешение на использование. Полномочия по выдаче разрешений ограничены выводами NPS, которые не наносят ущерба ресурсам парка и «не несовместимы с общественными интересами» (16 USC 5 и 79 и приказ директора № 53).

Влияние на технологии

Линии электропередачи и распределения, связанные с проектами использования возобновляемых источников энергии в масштабе коммунальных предприятий, могут по-разному влиять на природные, культурные и исторические ресурсы НПС в зависимости от местоположения, от того, находятся ли линии над или под землей, и от того, используются ли они для передачи или распределения.Ключевые воздействия для наземных линий включают гибель птиц в результате столкновения и поражения электрическим током, нарушение путей миграции птиц и проблемы со зрением.

Столкновение и поражение электрическим током : Удар электрическим током происходит, когда птица пытается сесть на токопроводящие провода с недостаточным зазором и одновременно касается двух проводов разных фаз или проводника и провода заземления. Прямое столкновение также может привести к гибели людей и чаще всего происходит с заземляющими проводами, которые тоньше и менее заметны для птиц.

Нарушение путей перелетных птиц : Наземные линии электропередач, а также строительство и рытье траншей для подземных линий могут нарушить миграционные пути и привести к сокращению популяции.

Визуальные эффекты : Линии электропередачи и башни могут влиять на природные, культурные и исторические красоты национальных парков даже на расстоянии. Например, строительство и расчистка растительности для соответствующей инфраструктуры могут повлиять на визуальный вид парка.При определении размера, местоположения и других характеристик системы эстетика и впечатления посетителей должны быть сбалансированы с воздействием на окружающую среду.

Воздействия будут различаться в зависимости от местоположения и, следовательно, могут включать, но не ограничиваются перечисленными выше. Для получения дополнительной информации о потенциальном воздействии технологий передачи и распределения электроэнергии на окружающую среду, культуру и исторические ресурсы, пожалуйста, посетите «Управление электроснабжения и надежности энергоснабжения» или перейдите по ссылкам ниже.

Об электрической передаче | Коробка передач PSEG

Что такое трансмиссия?

Передача означает высоковольтные провода и сети, по которым электроэнергия в больших количествах проходит через штаты и регионы – от электростанций, на которых она производится, до распределительных сетей, которые доставляют ее в дома и на предприятия.Передача подобна автомагистралям между штатами нашего региона, а система распределения подобна нашим местным дорогам.

В начале 20-го века большинство электростанций располагалось в непосредственной близости от места потребления электроэнергии – как правило, в городских районах. По мере роста населения и экономики передача на большие расстояния привела к экономии за счет масштабов производства электроэнергии, снижению затрат и повышению надежности. Взаимосвязанные передающие электрические сети создали альтернативные пути передачи электроэнергии и позволили электроэнергетическим компаниям покупать и продавать электроэнергию друг у друга и у других поставщиков электроэнергии.

Кто владеет и управляет электросетью?

Многие организации и субъекты участвуют в владении и эксплуатации частей сети. Из примерно 200 000 кольцевых миль высоковольтных линий электропередач в Северной Америке около двух третей принадлежат и эксплуатируются коммунальными предприятиями, принадлежащими инвесторам. Оставшаяся треть принадлежит и управляется федеральными маркетинговыми агентствами; кооперативы; муниципальные, государственные и провинциальные органы власти и другие субъекты.

Для обеспечения надзора за передачей электроэнергии и обеспечения надежности в 1968 году была создана Североамериканская корпорация по надежности электроснабжения (NERC).В состав НКРЭ входят электроэнергетические компании и участники рынка из всех сегментов отрасли, работающие в 10 региональных советах по надежности в континентальной части США, Канаде и северной Мексике. В некоторых частях страны также существуют региональные передающие организации (RTO) или независимые системные операторы (ISO), которые координируют планирование, операции и надзор за надежностью. RTO хорошо зарекомендовали себя на северо-востоке – ярким примером является 80-летняя компания PJM Interconnection.

Как это повлияет на меня?

Если вы живете или работаете в Нью-Джерси, электроэнергия, которую вы используете дома или на работе, поступает от местной коммунальной службы, которая является частью PJM Interconnection.Эта система простирается от Нью-Джерси до районов Иллинойса на западе и Северной Каролины на юге. Обслуживает около 51 миллиона потребителей.

В северо-восточной и среднеатлантической областях PJM Interconnection представляет собой эффективную рабочую модель полностью функционирующего RTO в действии. Из центрального диспетчерского пункта PJM координирует движение и надежность системы электроснабжения в 13 штатах и ​​округе Колумбия.

Какие факторы определяют надежность?

Надежность электрической системы зависит от двух основных факторов: адекватности системы и безопасности.Адекватность – это способность системы удовлетворять потребности всех клиентов в любое время, включая пиковые нагрузки, с учетом необходимости технического обслуживания объекта. Адекватность означает наличие безопасных и доступных поставок топлива и прочной, хорошо функционирующей инфраструктуры, включая генерирующие станции, способные удовлетворить спрос потребителей (с достаточной резервной маржой), а также системы передачи и распределения для перемещения электроэнергии и ее доставки в нужное место. это нужно потребителям. Это влечет за собой долгосрочное видение потребностей системы.

Безопасность включает в себя различные средства защиты, которые обеспечивают бесперебойную работу системы, снижая и сводя к минимуму ее уязвимость и позволяя ей реагировать на чрезвычайные ситуации. Это влечет за собой поминутное представление потребностей системы.

Как это работает

Видео: Обзор электросети Посмотреть ВИДЕО от PJM.

Система передачи

Большая часть электроэнергии не хранится, а производится и передается в соответствии с потребностями.Линии электропередачи представляют собой электрические провода высокого напряжения, по которым передается 138 000, 230 000 или 500 000 вольт электроэнергии. Они натянуты на большие расстояния и предназначены для передачи большого количества энергии на обширные территории. Линии электропередачи обычно строятся на металлических опорах, расположенных в пределах полосы отвода на сервитутах PSE & G и на земле, принадлежащей компании.

Линии электропередачи состоят из:

• Проводники (силовые кабели и провода системы сгруппированы по три)
• Конструкции подвесных электропередач (столбы или опоры, поддерживающие проводники и разделяющие провода)
• Изоляторы (от которых подвешиваются провода к конструкциям)

Проводники электрически изолированы друг от друга, а также от поддерживающих их передающих конструкций.Первоочередной задачей при проектировании линий передачи является необходимость минимизировать падение напряжения на больших расстояниях. Чем выше напряжение, тем больше требуется изоляция между проводниками и землей.

Воздушные провода состоят из металлов с высокой проводимостью, таких как медь или алюминий, и спроектированы таким образом, чтобы выдерживать погодные, механические и электрические нагрузки. Конструкции линий электропередачи обычно представляют собой решетчатые или полюсные конструкции из металла, но при определенных обстоятельствах можно использовать и дерево.Решетчатые башни построены под металлическим уголком, скрепленным поперечными связями, обычно с четырьмя опорами на широко расставленном основании, которое сужается к широкой горизонтальной поперечине или более узкой более высокой клетке с вертикальными рычагами.

Изоляторы, отделяющие проводники от конструкции, обычно состоят из фарфора, стекла или синтетического материала и прикрепляются к конструкции. Изоляторы используются для поддержания необходимого расстояния между проводниками (проводами) и конструкцией передачи.

Электроэнергия затем преобразуется путем понижения напряжения на подстанции для снабжения линий, которые распределяют мощность между потребителями или конечным пользователем.

Контактная информация по трансмиссии

За передающей сетью наблюдает Инспектор по передаче управления растительностью.

Руководитель передачи – Управление растениями
Ричард Арнольд
Телефон: 732-425-0297
Электронная почта: [email protected]

Менеджер по передаче – Управление растительностью
Брайан Хартел
Телефон: 732-289-5292
Электронная почта: [email protected]

Полоса отвода

Деревья, расположенные вдоль полосы отвода PSE&G и вблизи линий электропередач, представляют опасность для надежности электросети, жизни наших сотрудников и безопасности населения.

Дерево в непосредственной близости от линии электропередачи может закоротить линию, что приведет к прохождению опасного электрического тока через землю в подземные провода и кабели. Это может вызвать серьезную ситуацию, которая может нанести значительный материальный ущерб и создать множество проблем с безопасностью.

Отказ на линии электропередачи может повлиять на сотни тысяч клиентов. PSE&G активно обслуживает территорию вокруг линий электропередачи.

Совет по коммунальным предприятиям штата Нью-Джерси («BPU») сделал уход за растительностью одним из основных приоритетов после отключения электроэнергии 14 августа 2003 года. Недавние правила ухода за деревьями требуют, чтобы в приграничной зоне использовался комплексный подход к управлению растительностью. Это позволит в большинстве случаев сохранить в этой зоне низкорослые совместимые виды.

Правила также требуют, чтобы разрешалось оставаться только растительности ниже 3 футов высотой, расположенной под проводом передачи (также известным как зона проводов).