Jak energia elektryczna przepływa z generatorów elektrowni do sieci

Generatory elektrowni generują energia elektryczna napięcie 6,3-36,75 kV (w zależności od rodzaju generatorów). Przesyłanie energii elektrycznej w systemie elektroenergetycznym na duże odległości w celu ograniczenia strat i kosztów kapitałowych budowy sieci elektroenergetycznych odbywa się przy podwyższonym napięciu, dlatego też energia elektryczna wytwarzana przez generatory elektrowni przed przekazaniem do system elektroenergetyczny, wzrasta do napięcia 110-750 kV.

System elektroenergetyczny, w szczególności sieci dystrybucyjne, budowane są w taki sposób, aby maksymalna moc generatorów elektrowni odpowiadała obciążalności sieci elektrycznych danego odcinka systemu elektroenergetycznego oraz, co nie mniej ważne, aby w pełni zaspokajał potrzeby konsumentów, w tym w przypadku odłączenia jednego lub drugiego generatora od sieci elektrycznej.

Wielkość napięcia linii głównych, którymi planuje się przesyłać energię elektryczną wytwarzaną przez generatory do systemu elektroenergetycznego, zależy od wielkości elektrowni - liczby i mocy generatorów. Jeżeli jest to duża elektrownia jądrowa (EJ), która dostarcza do systemu kilka GW energii elektrycznej, wówczas wskazane jest podłączenie jej do linii szkieletowych o napięciu 750 kV, które są w stanie przenosić obciążenie rzędu kilkudziesięciu GW.

Elektrociepłownie (CHP, CHP) i mniejsze pod względem ilości dostarczanej energii elektrycznej elektrownie wodne (HPP) przyłączone do systemu elektroenergetycznego liniami o napięciu 110, 220, 330 lub 500 kV, w zależności od mocy tych elektrowni.

Urządzenie elektrowni wodnej

Przetwarzanie energii elektrycznej wytwarzanej przez generatory w elektrowniach na wymaganą wartość napięcia dla dalszej eksploatacji przesył energii elektrycznej do odbiorców przeprowadzane na podstacjach zbrojeniowych.

W tych stacjach instalowane są transformatory podwyższające napięcie lub autotransformatory, które w rozdzielnicy podstacji przesyłają energię elektryczną bezpośrednio do stacji rozdzielczych odbiorców lub do systemu elektroenergetycznego na liniach wysokiego napięcia.

Cechy włączania i wyłączania generatorów z systemu elektroenergetycznego

System energetyczny to złożony system, w którym wszystkie węzły są ze sobą połączone, w którym zachowana jest równowaga między tym, co jest produkowane w elektrowniach, a tym, co jest zużywane konsumenci energii elektrycznej… Wyłączenie generatora w elektrowni może spowodować zakłócenie tej równowagi w pewnym odcinku systemu elektroenergetycznego.

Jeżeli na danym odcinku systemu elektroenergetycznego nie ma możliwości pokrycia niedoboru energii elektrycznej, może to doprowadzić do przerwy w dostawie energii elektrycznej do odbiorców. Dlatego wszystkie planowane prace, przewidujące odłączenie i włączenie generatorów elektrowni do sieci, muszą być prowadzone z uwzględnieniem specyfiki i sposobu działania systemu elektroenergetycznego jako całości i jego poszczególnych sekcji.

Przy rozważaniu trybów pracy głównym zadaniem jest zapewnienie użytkownikom maksymalnej niezawodności zasilania z uwzględnieniem możliwych sytuacji awaryjnych.

Wyjątkiem są awaryjne wyłączenia generatorów elektrowni.Jak wspomniano powyżej, system elektroenergetyczny jest zbudowany w taki sposób, aby w przypadku odłączenia generatora od sieci elektroenergetycznej możliwe było pokrycie powstałego niedoboru energii elektrycznej poprzez zwiększenie kwoty wytwarzanej energii w innych elektrowniach.

Należy również zwrócić uwagę na cechy włączenia generatorów elektrycznych do sieci. Przed włączeniem generatora do pracy równoległej z systemem elektroenergetycznym należy dokonać jego wstępnej synchronizacji z tym systemem elektroenergetycznym. Proces synchronizacji generatora z systemem polega na uzyskaniu równości częstotliwości i napięcia oraz dopasowaniu fazowym wektorów napięcia generatora i sieci elektrycznej.

W elektrowniach proces synchronizacji i dalszej kontroli trybu pracy generatorów odbywa się za pomocą złożonych urządzeń, które pracują głównie w trybie automatycznym.

Włączenie generatorów, które nie były wcześniej z nią zsynchronizowane, prowadzi do sytuacji awaryjnych, których skala jest wprost proporcjonalna do mocy generatorów przyłączonych do sieci.

Regulacja napięcia dostarczanego przez generatory do sieci odbywa się za pomocą urządzeń automatycznej kontroli wzbudzenia (ARV). Zakres regulacji napięcia generatora za pomocą urządzeń ARV jest niewielki. W razie potrzeby dodatkowa regulacja napięcia odbywa się poprzez zmianę przekładni transformatora — przy pomocy pozaobwodowych przełączników zaczepów i urządzeń przełączających pod obciążeniemwbudowane w transformatory (autotransformatory) stacji rozdzielczych.