PRZESYŁANIE ENERGII ELEKTRYCZNEJ

Elektroenergetyka:

• Wytwarzanie energii elektrycznej = energia odbierana

• Przesyłanie, rozdział energii elektrycznej

• Użytkowanie energii elektrycznej – my jako użytkownicy to robimy,

System elektroenergetyczny:

• Elektrownie - źródła

• Stacje elektroenergetyczne – rozdział energii

• Linie

• Odbiorcy – różnorodność (zespół wielu odbiorników)

ELEKTROWNIA DOLNA ODRA

ELEKTROWNIA WODA (elektrownie delewacyjne)- najlepszy sposób wytwarzania energii elektrycznej, najkorzystniejszy dla środowiska, sprawność = 80/90%, ŻARNOWIEC- 716MW, WŁOCŁAWEK-160MW, ŻYDOWO- 150MW, PŁOTY-33MW, DYCHÓW

ELEKTROWNIA WIATROWA – stacja jagniętkowo (krótko),

KLASYFIKACJA ELEKTROWNI:

ELEKTROWNIA SZCZYTOWO-POMPOWA - żarnowiec (największa elektrownia w PL) zasada działania,

WYTWARZANIE ENERGII ELEKTRYCZNEJ

GROWADZENIE STRATY

ENERGII ENERGII

ODBIORCY

GROMADZENIE ENERGII ELEKTRYCZNEJ :

• Elektrownie szczytowo- pompowe

• Zbiorniki ze sprężonym powietrzem

• Systemy z bateriami akumulatorów

• Wirujące koła

• Super kondensatory - tramwaje

• Nadprzewodzące obwody magnetyczne SMES –

• Ogniwa paliwowe - samochody

ODBIORNIK: urządzenie zamieniające energię elektryczna na inny rodzaj energii

ODBIORCA: Osoba prawna lub fizyczna , która zawarła z dostawcą umowę o dostarczanie energii elektrycznej.

DOSTAWCA: Właściwy terytorialnie zakład energetyczny

ODBIÓR: Zespół odbiorników stanowiących z punktu widzenia zasilania jedną całość.

I GRUPA : Nie wymagają dużej niezawodności. Dopuszczalne 1-2h przerwy. Domy , szkoły , małe hotele.

II GRUPA: Przerwa do 15-30 min. Domy towarowe, kina , duże hotele, szpitale. Często wydziela się kilka % odbiorców do zasilania rezerwowego np. sale operacyjne itp.

III GRUPA: Zakład użyteczności publicznej: wodociągi , transport miejski, zajezdnie. Przerwa do kilku minut.

IV GRUPA : Odbiorcy spec. Przezn. Co najmniej dwa niezależne źródła energii

I KATEGORIA: Przerwa w zasilaniu to niebezpieczeństwo dla życia lub straty materialne , zakłócenie procesu tech. Np.: wentylatory, pompy

II KATEGORIA: Przerwa wywoła straty materialne w wyniku przestoju maszyn , strat produkcyjnych , braku zatrudnienia

III KATEGORIA : to co nie zaliczone do Kat. I i II

Grupy przedmiotów:

1. Grupa 1 - przyłączone bezpośrednio do sieci przesyłowej

2. Grupa 2 - przyłączone bezpośrednio do

3. Grupa 3 -

4. Grupa 4 -

5. Grupa 5 - przyłączone bezpośrednio do sieci dystrybucyjnej o napięciu znamionowym nie większym niż 1kV oraz mocy przyłączeniowej nie większej niż 40 kW i prądzie znamionowym zabezpieczenia przelicznikowego nie większym niż 63A. MY JAKO NORMALNI ODBIORCY

6. Grupa 6 - tzw. Prąd budowlany

Napięcie znamionowe Un i najwyższe robocze Umr w [kV]

Un [kV]	1	6	10	15	20	30	110	220	400	750
Umr[kV]	-	7.2	12	17.5	24	36	123	245	420	787
k	-	1.2	1.2	1.15	1.2	1.2	1.12	1.11	1.05	1.05

_ - napięcie najczęściej używane w PL

6 [kV]- zakłady przemysłowe

15 [kV]- Enea, Szczecin

30 [kV]- farmy wiatrowe

20 [kV] - Tauron

750 [kV] - jedna linia ( łączy system polski z ukraińskim ) Czarnobyl - Polska

Cała aparatura musi wytrzymywać najwyższe napięcie Umr [kV]

PRACA PUNKU NEUTRALNE, W SCIECH

PUNKT NEUTRALNY- W sieci 110,220,400kV pkt gwiazdowy jest skutecznie uziemiony, w sieciach niskiego napięcia punkt gwiazdowy jest uziemiony bezpośrednio.

Bezpośrednie uziemienie- podłączony do ziemi

W sieci średniego napięcia:

• Izolowany pkt nautralny

• Pkt neutralny uziemiony przez dławik kompensacyjny,

• Pkt neutralny uziemiony przez dławik kompensacyjny z automatyka wymuszoną składowej czynniej prądu zwarcia doziemnego

• Pkt neutralny uziemiony przez rezystor lub równoległe połącznie rezystora z dławikiem

SCHEMATY ZASTEPCZE SYSTEMU ELEKTRO-ENERGETYCZNEGO

Linie napowietrzne

1.Rezystancja jednostkowa

$$R^{'} = \frac{1000}{\text{γS}}\ \lbrack\frac{\text{omega}}{\text{km}}\rbrack$$

Gamma- przewodność właściwa [m/omega*mm²]

S- przekrój [mm²]

UWAGA NA JEDNOSTKI

2.Reaktancja jednostkowa:

$$X_{L} = omega\ L = \frac{\mu_{o}*\mu}{8\pi} + \frac{\mu_{0}}{2\pi}\ln\frac{b - r}{r}\ \lbrack om/m\rbrack$$

‘L’- indukcyjność

Ni₀-przenikalność magnetyczna powietrza

Ni-przenikalność magnetyczna przewodu

b- średnia odległość między fazami

r-promień przewodu

X_L= 0,4[oma/km]

3. Subsestancja pojemnościowa

B = 2πfC^′[S/km]

ω = 2π • f

$$C^{'} = \frac{10^{- 6}}{18ln\frac{b_{\text{sr}}}{r}}\ \lbrack F/km\rbrack$$

4. Kondyktancja

W liniach niskiego napięcia jest pomijalna

W liniach 110 i220kV - najczęściej pomijamy

Konduktancje powinno się uwzględnić jeśli występuje ulot.

Gdy jest mgła , syczenie , skwierczenie, wylądowania na powierzchni przewodu

Ulot wystąpi wtedy gdy napiecie fazowe linii jest większe od napięcia krytycznego

U_k = 48.9m_p • m_a • δ_a • rlg [b_sr/r]

mp − okresla jakosc przewodu

Gdy nowy drut = mp=1 / linka = 0.8

Ma= określa pogodę (zła 0.8 , ładna =1)

Delta a =

δa = 0.302pa/(273 + t)

Straty ulotowe

$$Pul = \frac{2.41}{\delta_{a}}\left( f + 25 \right)\sqrt{\frac{r}{b_{\text{sr}}}}\left( U_{r} - U_{\text{kr}} \right)^{2}10^{- 6}\lbrack MW/km\rbrack$$

LINIE KABLOWE:

• jednożyłowa

• trójżyłowa

• Liniak kablowa ma znacznie mniejszą indukcyjność

• Ma większą symetrie

• Znacznie większa pojemość

Rezystancje – podaje wytwórca

TRANSFORMATOWY DWUUZWOJENIOWE

U₁*J₁=U₂*J₂

DeltaP =J²*R

1. 110/15 – 6.3 do 63[MVA]

2. 400/220 i 400/110[kV/kV] – 250 do 400,630[MVA]

Przekładnia transformatora. Stosunek napięcia górnego do dolnego. Przekładnie większa lub równa 1

NAPIĘCIE ZWARCIA: jest to takie napięcie , które się pojawi po stronie zasilania gdy zewrzemy drugą stronę i po drugiej stronie płynie prąd znamionowy.

STRATY OBCIĄZENIOWE- podowane w kW

STRATY W OBWODZIE MAGNETYCZNYM : [kW] lub [% Sn(mocy znamionowej)]

PRĄD BIEGU JAŁOWEGO :[ %]

PARAMETRY TRANSFORMATORA

AUTOTRANSFORMATOR- posiada jedno wspólne uzwojenie. Służą do sprzęgania sieci 110 i 220kV oraz 220 i 400kV

Rys.

• Jest mniejszy i lżejszy

• Słabszy mechanicznie

• Ma mniejsze stary mocy czynnej

GENERATORY SYNCHRONICZNE

Maszyna synchroniczna (elektrownie)j-est wirnik zasilany prądem stałym, wirnik się kreci napędza go turbina …….

Dynamo od roweru maszyna synchroniczna, jednofazowa.

Dane znamionowe:

• S_n- moc znamionowa pozorna[Kva]

• U_n- napięcie znamionowe

• Xd%-

• Xd”%-

Reaktancja synchroniczna $X_{d} = \frac{X_{d\%}*U_{n}^{2}}{100*S_{n}}$ jest wykorzystywana do obliczeń stabilności systemu

Reaktancja nad przejściowa (pod przejściowa) ${X_{d}}^{"} = \frac{{X^{"}}_{d\%}*U_{n}^{2}}{100*S_{n}}$ jest wykorzystywana do obliczeń związanych.

Dławiki w energetyce(cewka z rdzeniem lub bez):

Stosujemy dławik:

1. Dławiki przeciwzwarciowe do ograniczania prądów zwarciowych , łączymy je szeregowo we wszystkie trzy fazy

$$X_{\text{dl}} = \frac{U_{dl\%}U_{n}}{100\sqrt{3I_{n}}}$$

1. Dławik poprzeczna do kompensacji biernej i pojemnościowej, włączamy równolegle do sieci, miedzy fazę a ziemie albo miedzy fazę

$$X = \frac{U_{n}^{2}}{Q_{n}}$$

1. Dławiki służące do kompensacji prądu zwarcia doziemnego, włączamy miedzy pkt gwiazdowy a ziemie. Reaktancja dławika wyznaczana jest z wartości prądu zwarcia doziemnego.

KONDENSATORY

Kondensatory równoległe stosujemy do kompensacji mocy biernej , łączymy je w gwiazdę lub trójkąt.

$$X_{c} = \frac{U_{n}^{2}}{Q_{\text{cn}}}$$

$$C = \frac{Q_{\text{cn}}}{U_{n}^{2}2\pi f}$$

Kondensatory szeregowe służą do kompensacji reaktancji linii:

$$X_{c} = \frac{Q_{n}}{3I_{n}^{2}}$$

STRATY I SPADKI NAPIĘĆ:

Moc odbioru: S₋ = P + jQ.   Q > 0 − moc indykcyjna

cosφ = P/S

Napięcie: $\text{\ \ \ }U_{n} = \sqrt{3U_{f}}$

Prąd: jeżeli U₋ = Ue^jδ i S₋ = Se^jφ : to:

$$S_{-} = \sqrt{3}*U_{-}*J^{*}$$

^*- sprzężenie zwrotne

$$J = \frac{S^{*}}{\sqrt{3*U_{-}^{*}}}$$

$$J = \frac{S}{\sqrt{3*U_{-}}}e^{\delta - \varphi}$$

Każdy obwód szeregowy R+jx można przedstawić w postaci obwodu równoległego, równoważnego

Strata napięcia- jest to różnica wektorów napięcia na początku linii i na końcu linii. Strata napięcia jest wektorem.

$$P = \sqrt{3}*U_{n}*J*\cos\varphi$$

P- moc czynna

$$S = \sqrt{3}*U_{n}*J$$

P = S * cosφ

$$J = \frac{P}{3*U_{\text{fn}}*\cos\varphi}$$

$$U_{-} = U_{- A} - U_{- b} = \sqrt{3}*Z_{-}*J_{-}$$

SCHEMAT ZASTĘPCZY LINII ENERGETYCZNYCH

Napięcie rzeczywiste $S_{-} = \sqrt{3}*U_{-}*J^{*}\ $

$$J_{-} = \frac{S^{*}}{\sqrt{3}*U} = \frac{P - jQ}{\sqrt{3}*U}$$

WZÓR NA STATĘ NAPIĘCIA$\text{\ \ \ \ }\mathbf{U =}\frac{\mathbf{PR + QX}}{\mathbf{U}}\mathbf{+ J}\frac{\mathbf{PX - QR}}{\mathbf{U}}$

Spadek napięcia to różnica dł. Wektorów w wejściu zasilania i u odbiorcy. W przybliżeniu równa się podłużnej stracie napięcia.

δV=V₁−V₃→SPADEK NAPIECIA

V2 → POKAZUJE MODUL STRATY NAPIECIA