국가의 에너지 시스템 — 간략한 설명, 다양한 상황에서의 작업 특성

국가의 에너지 시스템은 발전소, 승압 및 강압 변전소, 전기 및 열 네트워크와 같은 여러 요소의 조합입니다.

발전소는 전기 및 열(CHP용) 에너지를 생산합니다. 전기 에너지, 발전소에서 생성되는, 부스터 변전소에서 필요한 전압 값으로 증가하고 네트워크, 특히 주요 전기 네트워크에 공급되며 특정 지역에서 소비되는 에너지 양에 따라 추가로 분배됩니다. 전력 시스템 내의 기업 국가 또는 별도의 지역.

국가의 에너지 시스템에 대해 이야기하면 백본 네트워크가 전체 영토를 얽히게 합니다. 트렁크 네트워크에는 220, 330, 750kV 라인이 포함되며, 이를 통해 수백 MW에서 수십 GW에 이르는 대규모 전력 흐름이 흐릅니다.

다음 단계는 110kV 전압의 대기업 변전소, 지역 노드 변전소를 위한 고전압 트렁크 네트워크의 변환입니다. 전력은 110kV 그리드를 통해 수십 MW 흐름 내에서 흐릅니다.

110kV 변전소에서 전기는 인구 밀집 지역의 소규모 사용자 변전소와 6, 10, 35kV 전압의 다양한 기업에 분배됩니다. 또한 주 전압은 사용자가 요구하는 값으로 감소합니다. 정착지 및 소규모 기업인 경우 전압이 380/220V로 낮아집니다. 6kV의 고전압으로 직접 구동되는 대기업 장비도 있습니다.

CHP(CHP) 전기 에너지 외에도 건물 및 구조물을 가열하는 데 사용되는 열을 생성합니다. 화력 발전소에서 공급되는 열 에너지는 열 네트워크를 통해 소비자에게 분배됩니다.

전력계통의 특성

전력 시스템의 운영을 고려할 때 전력 전송 프로세스에 특별한 주의를 기울여야 합니다. 전기 에너지의 생성 및 전송은 복잡하고 상호 관련된 프로세스입니다.

전력 시스템에서 소비자에 의한 에너지의 생성, 전송 및 소비는 실시간으로 지속적으로 발생합니다. 전기 시스템의 볼륨에서 전기 축적(축적)이 발생하지 않으므로 전기 시스템에서 생성된 전기와 소비된 전기 사이의 균형이 지속적으로 모니터링됩니다.

전력 시스템의 특성은 소스에서 소비자로의 전기 에너지의 거의 즉각적인 전달과 상당한 양의 축적이 불가능하다는 것입니다. 이러한 속성은 전기 생산 및 소비 과정의 동시성을 결정합니다.

교류 전기 에너지의 생산과 소비에서 어느 순간에 생성되고 소비되는 전기의 균등성은 생성되고 소비되는 유효 전력과 무효 전력의 균등성에 해당합니다.

따라서 전력 시스템의 정지 모드에서 언제든지 발전소는 소비자의 전력과 동일한 전력을 생성하고 송전 네트워크의 에너지 손실을 충당해야 합니다. 즉, 생성된 전력과 소비된 전력의 균형을 준수해야 합니다. .

무효 전력 균형의 개념은 영향력과 관련이 있습니다. 반응성, 전기 네트워크의 요소를 통해 전압 모드로 전송됩니다. 무효 전력 균형이 중단되면 네트워크의 전압 수준이 변경됩니다.

일반적으로 유효 전력이 부족한 전력 시스템은 무효 전력도 부족합니다. 그러나 누락된 무효전력은 주변 전력계통에서 인계하지 않고 이 전력계통에 설치된 보상장치에서 발전시키는 것이 더 효율적이다.

생산된 전기 에너지와 소비된 전기 에너지 간의 균형이 존재한다는 주요 지표 중 하나는 다음과 같습니다. 네트워크 주파수... 러시아, 벨로루시, 우크라이나 및 대부분의 유럽 국가에서 전력망의 주파수는 50Hz입니다.해당 국가 전력 시스템의 주파수가 50Hz(허용오차 ±0.2Hz) 이내이면 에너지 균형이 준수되고 있음을 의미합니다.

생성된 전기, 특히 활성 성분이 부족한 경우 전력 부족이 발생합니다. 즉, 에너지 균형이 깨집니다. 이 경우 전기 네트워크의 주파수가 허용 값 이하로 감소합니다. 전력 시스템의 전력 부족이 클수록 주파수는 낮아집니다.

에너지 균형을 깨는 과정은 에너지 시스템에 가장 위험한 과정이며 초기 단계에서 멈추지 않으면 에너지 시스템의 완전한 붕괴가 발생합니다.

배전 변전소에 전력이 없을 때 전력 시스템의 붕괴를 방지하기 위해 비상 자동화가 사용됩니다. 자동 주파수 언로딩 (AChR) 및 비동기 모드 제거 자동화(ALAR).

AChR은 소비자 부하의 특정 부분을 자동으로 꺼서 전력 시스템의 에너지 부족을 줄입니다. ALAR는 전기 네트워크에서 비동기 모드를 자동으로 감지하고 제거하는 정교한 자동 시스템입니다. 전원 시스템의 전력 부족 시 ALAR는 AFC와 함께 작동합니다.

전력 시스템의 모든 부분에서 역 및 변전소의 각종 장비 손상, 케이블 및 가공 전력선 손상, 계전기 보호 및 자동화 장치의 정상 작동 중단 등 다양한 비상 상황이 발생할 수 있습니다. 사용자는 그들의 전력 신뢰성 범주.

전압 조정 특성

전원 시스템의 전압은 모든 영역에서 정상적인 전압 값을 보장하는 방식으로 조정됩니다. 최종 사용자 전압 조정은 더 큰 변전소에서 얻은 평균 전압 값에 따라 수행됩니다.

일반적으로 이러한 조정은 한 번 수행된 다음 각 소비자 변전소의 전압이 많기 때문에 지속적으로 전압을 조정하는 것이 비현실적이기 때문에 큰 노드-지역 변전소에서 전압이 조정됩니다.

변전소의 전압 조정은 전원 변압기 및 자동 변압기에 내장된 오프 회로 탭 체인저 및 부하 스위치의 도움으로 수행됩니다. 오프 회로 스위치를 통한 조정은 변압기가 주전원에서 분리된 상태에서 수행됩니다(여기 없는 스위칭). 부하시 스위칭 장치 즉, 먼저 변압기(자동 변압기)를 분리할 필요 없이 부하 전압을 조절할 수 있습니다.

전력용 변압기의 부하시 스위치를 이용한 전압조정은 자동 및 수동으로 할 수 있으며 변압기(단권변압기)의 기술적인 조건에 따라 부하시 스위치의 수명을 연장하기 위하여 변압기에서 사전 부하 제거와 함께 수동 모드에서만 전압을 조정하기로 결정합니다.동시에 부하시 탭 절환장치의 탭을 전환하는 기능이 유지되며 빠른 전압 조정이 필요한 경우 먼저 변압기에서 부하를 제거하지 않고도 이 작업을 수행할 수 있습니다.

전력 및 에너지 손실

전기 에너지의 전송에는 필연적으로 변압기 및 라인의 전력 및 에너지 손실이 수반됩니다. 이러한 손실은 이에 상응하는 전력 공급 용량의 증가로 충당되어야 하며, 이는 전력 시스템 구축을 위한 자본 투자의 증가로 이어집니다.

또한 전력 및 에너지 손실은 발전소에서 추가 연료 소비, 전기 비용을 유발하여 전기 비용을 증가시킵니다. 따라서 설계 시 전력 전송 네트워크의 모든 요소에서 이러한 손실을 줄이기 위해 노력할 필요가 있습니다.

또한보십시오: 전기 회로의 전력 및 에너지 손실 그리고 전기 네트워크의 손실을 줄이기 위한 조치

전원 시스템의 병렬 작동

국가의 전력 시스템 또는 국가 내 전력 시스템의 개별 부분은 서로 연결될 수 있으며 전체적으로 상호 연결된 전력 시스템을 구성합니다.

두 에너지 시스템의 매개변수가 동일하면 병렬로(동기적으로) 작동할 수 있습니다. 두 전원 시스템의 동기식 작동 가능성은 전원 시스템 중 하나에서 큰 전력 부족이 발생하는 경우 다른 전원 시스템으로 이 부족을 충당할 수 있기 때문에 신뢰성을 크게 높일 수 있습니다.여러 국가의 전기 시스템을 연결함으로써 이들 국가 간에 전기를 수출하거나 수입하는 것이 가능합니다.

그러나 두 전력 시스템의 전기 매개변수, 특히 전력망의 주파수에 약간의 차이가 있는 경우 이러한 전력 시스템을 결합해야 하는 경우 병렬 작동과의 직접 연결은 허용되지 않습니다.

이 경우 전력 시스템 간에 전기를 전송하기 위해 직류 라인을 사용하여 상황에서 벗어나 그리드 주파수가 다른 비동기 전력 시스템을 결합할 수 있습니다.