Передача электричества. Передача электроэнергии: принципы работы и ключевые аспекты

Как работает система передачи электроэнергии. Какие существуют виды передачи электричества. В чем разница между передачей и распределением энергии. Какие проблемы возникают при передаче электроэнергии на большие расстояния.

Основные принципы передачи электроэнергии

Передача электроэнергии — это процесс транспортировки электричества от электростанций к потребителям. Рассмотрим ключевые аспекты этого процесса:

• Электроэнергия генерируется на электростанциях (ТЭС, ГЭС, АЭС) обычно под напряжением 6-25 кВ
• Затем напряжение повышается трансформаторами до 110-750 кВ для передачи на большие расстояния
• По высоковольтным линиям электропередачи энергия транспортируется к центрам потребления
• На подстанциях напряжение понижается до 6-35 кВ для распределения потребителям
• Конечные потребители получают электричество под напряжением 220/380 В

Повышение напряжения при передаче необходимо для снижения потерь энергии в проводах. Чем выше напряжение, тем меньше ток при той же передаваемой мощности и, соответственно, меньше потери.

Виды систем передачи электроэнергии

Существует несколько основных видов систем передачи электроэнергии:

1. Системы переменного тока:
   • Однофазные (одна фаза и нейтраль)
   • Трехфазные (три фазы с нейтралью или без)
2. Системы постоянного тока:
   • Монополярные (один провод, земля в качестве обратного проводника)
   • Биполярные (два провода разной полярности)

Наиболее распространены трехфазные системы переменного тока, так как они обеспечивают высокую эффективность передачи энергии. Системы постоянного тока применяются для передачи на очень большие расстояния или соединения энергосистем с разной частотой.

Разница между передачей и распределением электроэнергии

Передача и распределение электроэнергии — это два разных этапа доставки электричества потребителям:

Критерий	Передача	Распределение
Напряжение	Высокое (110-750 кВ)	Среднее и низкое (0.4-35 кВ)
Расстояние	Большие расстояния (сотни км)	Локальные сети (десятки км)
Потребители	Крупные подстанции	Конечные потребители

Передача обеспечивает транспортировку больших объемов энергии на дальние расстояния, а распределение доставляет электричество непосредственно потребителям.

Проблемы при передаче электроэнергии на большие расстояния

При передаче электроэнергии на значительные расстояния возникает ряд проблем:

• Потери энергии в проводах из-за их активного сопротивления
• Падение напряжения вдоль линии электропередачи
• Необходимость компенсации реактивной мощности
• Обеспечение устойчивости энергосистемы
• Защита от перенапряжений при грозовых разрядах
• Механические нагрузки на опоры ЛЭП от ветра и гололеда

Для решения этих проблем применяются различные технические средства: компенсирующие устройства, регуляторы напряжения, системы релейной защиты и автоматики.

Перспективные технологии передачи электроэнергии

Ведутся разработки новых технологий передачи электроэнергии, призванных повысить эффективность этого процесса:

• Сверхпроводящие кабельные линии с близкими к нулю потерями энергии
• Беспроводная передача энергии с помощью микроволнового излучения
• Передача энергии лазерным лучом на большие расстояния
• Использование ионизированных каналов в атмосфере для передачи энергии

Эти технологии пока находятся на стадии исследований и экспериментов, но в будущем могут произвести революцию в сфере передачи электроэнергии.

Экологические аспекты передачи электроэнергии

Передача электроэнергии оказывает определенное влияние на окружающую среду:

• Электромагнитные поля вокруг линий электропередач
• Шумовое загрязнение от работы трансформаторов
• Вырубка просек в лесах для прокладки ЛЭП
• Опасность для птиц при контакте с проводами

Для минимизации негативного воздействия применяются защитные экраны, изолированные провода, птицезащитные устройства и другие технические решения.

Экономические аспекты передачи электроэнергии

Передача электроэнергии — важная составляющая экономики энергетики:

• Стоимость передачи составляет около 20-30% в тарифе на электроэнергию
• Строительство новых ЛЭП требует значительных инвестиций
• Потери при передаче приводят к дополнительным затратам
• Необходимость поддержания резервов мощности в энергосистеме

Повышение эффективности передачи электроэнергии — важная задача для снижения стоимости электричества для потребителей.

Общая информация о передаче электрической энергии

Информация о передаче электрической энергии и схема взаимодействия  участников по передаче электроэнергии.

Общий принцип и порядок обеспечения недискриминационного доступа к услугам по передаче электрической энергии, а также оказания этих услуг, определены  Правилами недискриминационного доступа к услугам по передаче электрической энергии и оказания этих услуг, утвержденными постановлением Правительства РФ от 27 декабря 2004 г. N 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 (с 1 января 2013 г.

— на условиях определения обязательств по оказанию услуг по передаче электрической энергии в отношении точек поставки каждого потребителя электрической энергии, обслуживаемого энергосбытовой организацией и гарантирующим поставщиком). Услуги по передаче электрической энергии предоставляются сетевой организацией на основании договора о возмездном оказании услуг по передаче электрической энергии (далее — договор).

Не признается услугой по передаче электрической энергии деятельность потребителя (производителя) электрической энергии, использующего электрическую энергию при предоставлении ему жилых и нежилых помещений в аренду, в наем и (или) эксплуатацию.

В целях обеспечения исполнения своих обязательств перед потребителями услуг (покупателями и продавцами электрической энергии) сетевая организация заключает договоры с иными сетевыми организациями, имеющими технологическое присоединение к объектам электросетевого хозяйства, с использованием которых данная сетевая организация оказывает услуги по передаче электрической энергии

Договор является публичным и обязательным к заключению для сетевой организации.

Договор не может быть заключен ранее заключения договора об осуществлении технологического присоединения энергопринимающих устройств (энергетических установок) юридических и физических лиц к электрическим сетям, за исключением случаев, когда потребителем услуг выступают:

— лица, чьи энергопринимающие устройства технологически присоединены к электрической сети;

— лица, осуществляющие экспорт (импорт) электрической энергии и не имеющие во владении, в пользовании и распоряжении объекты электроэнергетики, присоединенные к электрической сети;

— энергосбытовые организации (гарантирующие поставщики), заключающие договор в интересах обслуживаемых ими потребителей электрической энергии.

 

В отношении потребителей электрической энергии, в интересах которых заключается договор, сетевая организация вправе в целях определения технических характеристик энергопринимающих устройств, необходимых для оказания услуг по передаче электрической энергии, запросить у соответствующих лиц и (или) уполномоченных органов государственной власти сведения и документацию о технологическом присоединении.

В рамках договора сетевая организация обязуется осуществить комплекс организационно и технологически связанных действий, обеспечивающих передачу электрической энергии через технические устройства электрических сетей, а потребитель услуг — оплатить их.

Тарифы на услуги по передаче электрической энергии устанавливаются в соответствии с Основами ценообразования в области регулируемых цен (тарифов) в электроэнергетике и Правилами государственного регулирования (пересмотра, применения) цен (тарифов) в электроэнергетике.

Все взаимодействия между сетевой организацией и потребителями услуг (покупателями и продавцами электрической энергии) регламентируются нормативно-правовой документацией. 

Передача энергии по лазерному лучу становится реальностью / Хабр

В 2019 году в порту Сиэтла в ходе демонстрации работы системы направленной передачи энергии, разработанной в PowerLight Technologies, были переданы сотни ватт мощности. Подробностями о разработке делимся к старту флагманского курса по Data Science.

---

Провода доставляют проблемы электроэнергетическим компаниям: чтобы избежать растрачивания большей части энергии, им приходится повышать подаваемое на кабели напряжение до очень высоких значений. А при электроснабжении общественного транспорта, в том числе поездов и трамваев, провода необходимо использовать вместе с катящимися или скользящими электрическими контактами, которые тяжело обслуживать, они могут искриться, а в некоторых условиях — даже стать источником сложных загрязняющих веществ.

Идёт активный поиск решения этих проблем. В прошедшее десятилетие широкое распространение получила беспроводная зарядка — в основном для портативной электроники, но и для транспортных средств. С ней необходимость многократного подключения и отсоединения кабелей осталась в прошлом. Однако расстояние, на которое таким способом можно передавать энергию, очень малó.

Действительно, сложно заряжать устройство с воздушным зазором всего в пару сантиметров и тем более метров. Неужели нет практического способа беспроводной передачи энергии на бóльшие расстояния?

У некоторых людей при упоминании о беспроводной передаче энергии перед глазами возникают картинки с высоковольтными катушками Николы Теслы и миниатюрными разрядами молнии. И это не такая уж и глупая ассоциация. Теслу действительно занимала идея каким-то образом использовать землю и атмосферу как канал для передачи энергии на большие расстояния. Его задумка осталась нереализованной, но мечта о беспроводной передаче энергии на большие расстояния продолжала жить.

Чтобы продемонстрировать безопасность этой системы, ведущий научной программы BBC  Bang Goes the Theory («Проверь теорию на прочность») подставил своё лицо под энергетический пучок.

Современник Теслы Гульельмо Маркони понял, как использовать «волны Герца» (сегодня их называют электромагнитными) для передачи сигналов на большие расстояния. А это привело к пониманию того, что можно использовать те же самые волны для переноса энергии из одного места в другое. Ведь именно так вся накопленная в древесине, угле, нефти и природном газе энергия оказалась там изначально: передавалась в пространстве на 150 млн. км в виде электромагнитных волн / солнечного света (причём её бóльшая часть — миллионы лет назад).

Применимы ли те же самые физические принципы для замены проводов сегодня? Мы с коллегами из Научно-исследовательской лаборатории ВМС США в Вашингтоне, округ Колумбия, считаем, что да, и вот почему.

В ХХ веке предпринимались единичные попытки использовать электромагнитные волны как средство беспроводной передачи энергии, но результаты были неоднозначные. «Золотым» для исследований беспроводной передачи энергии, возможно, стал 1975 год, когда Уильям Браун, который работал на Raytheon, и Ричард Дикинсон из Лаборатории реактивного движения НАСА (ныне в отставке) с помощью микроволн осуществили передачу энергии в лаборатории. КПД «от и до» составил более 50%. В ходе отдельного эксперимента им удалось передать более 30 кВт на расстояние около мили (1,6 км).

Эти опыты были частью масштабной кампании НАСА и Министерства энергетики США по изучению возможности использования спутниковых солнечных электростанций, на которых предполагалось в будущем получать солнечный свет из космоса и в виде микроволн передавать энергию на Землю. Но, поскольку это направление исследований появилось по большей части в ответ на энергетический кризис 1970-х годов, интерес к таким электростанциям в последующие десятилетия угас, по крайней мере в США.

И, хотя исследователи регулярно возвращаются к этой идее, при проведении реальных опытов по передаче энергии им с трудом удаётся повторить рекорд 1975 года по эффективности, дальности и уровню мощности. Но ситуация начинает меняться благодаря недавним достижениям в технологиях приёма и передачи энергии.

Узкий фиолетовый луч освещает тёмную комнату. В 2019 году при проведении эксперимента таким лазерным пучком было успешно передано 400 Вт на расстояние 325 м

Первые попытки передачи энергии с лазерным пучком ограничивались микроволновыми частотами — той же частью электромагнитного спектра, которую сегодня заполонили Wi-Fi, Bluetooth и многие другие технологии беспроводной передачи сигналов. Такой выбор отчасти был обусловлен тем простым фактом, что эффективное микроволновое приёмно-передающее оборудование уже было доступно.

Но также повышаются эффективность и доступность устройств, работающих на гораздо более высоких частотах. Поскольку у эффективной передачи энергии в определённых участках электромагнитного спектра имеются атмосферные ограничения, исследователи сосредоточились на частотах микроволнового, миллиметрового и оптического диапазонов. Хотя у микроволновых частот есть небольшое преимущество в эффективности, для них нужны антенны покрупнее. Поэтому для многих задач миллиметровые или оптические каналы передачи предпочтительнее.

Для систем, в которых используются микро- и миллиметровые волны, в передатчиках обычно применяются твердотельные электронные усилители, а также фазированные антенные решётки, антенны параболические или из метаматериалов. В приёмнике микро- или миллиметровых волн используется элементная решётка-ректенна, то есть выпрямляющая антенна. Это слово указывает, как в каждом элементе электромагнитные волны преобразуются в электрическую энергию постоянного тока.

В любой системе, предназначенной для оптической передачи энергии, скорее всего, будет использован лазер с жёстко ограниченным пучком, например волоконный лазер. Приёмники для оптической передачи энергии — это специальные фотоэлементы для высокоэффективного преобразования фиксированной длины волны света в электроэнергию. Их КПД может превышать 70% (более чем в два раза выше, чем у элемента солнечной батареи).

Мы в Научно-исследовательской лаборатории ВМС США почти 15 лет изучали различные варианты передачи энергии и их возможное применение. Это увеличение продолжительности полёта и грузоподъёмности дронов, питание находящихся в темноте орбитальных спутников и луноходов на тёмной стороне Луны, отправка энергии из космоса на Землю и т. д.

Так что устройство для передачи в узком пучке большого количества энергии по воздуху вполне может сойти за бластер. Это подводит нас к сути важнейшего фактора: плотности мощности. Теоретически возможны различные плотности мощности — от слишком низкой и потому бесполезной до достаточно высокой и опасной. Но между этими двумя крайностями можно найти золотую середину. А кроме того, есть разумные способы не допускать опасного применения пучков с высокой плотностью мощности. Именно этим и занималась моя команда в 2019 году и с тех пор успешно продвинулась в своей работе.

В компании одного из наших партнёров, PowerLight Technologies (бывшая LaserMotive), уже более 10 лет разрабатываются лазерные системы передачи энергии. В 2009 году её признали победителем в конкурсе NASA Power Beaming Challenge. В этой компании не только добились успехов в питании роботов-скалолазов, квадрокоптеров и летательных аппаратов с неизменяемой геометрией крыла, но и глубоко изучили проблемы безопасной передачи энергии с использованием лазеров. Это ключевой момент, потому что во многих исследовательских группах годами экспериментируют над передачей энергии с помощью лазера, в том числе в командах Научно-исследовательской лаборатории ВМС, Киндайского университета, Пекинского технологического института, Колорадского университета в Боулдере, Японского агентства аэрокосмических исследований, компании Airbus и др., но мало кому удалось сделать её по-настоящему безопасной при любых правдоподобных обстоятельствах.

На этой диаграмме показаны пиковые уровни мощности и расстояния, достигнутые в 11 проведённых с 1975 по 2021 год экспериментах по передаче энергии с использованием как микроволн (синим цветом), так и лазеров (красным). Рекорд пиковой мощности установлен в 1975 году (вверху). В 2021 году автор с коллегами занял второе и третье места по пиковому уровню мощности, передав более 1 кВт на расстояние более километра и использовав гораздо меньшие антенны.

Пожалуй, самый впечатляющий (до попытки нашей команды) эксперимент по безопасной передаче энергии с помощью лазера провели в 2012 году в компании Lighthouse Dev. Демонстрируя безопасность этой системы, ведущий научной программы на BBC Bang Goes the Theory («Проверь теорию на прочность») подставил своё лицо под пучок энергии, посланный между зданиями Мэрилендского университета. В этом конкретном эксперименте учитывался тот факт, что некоторые длины волн инфракрасного диапазона на порядок безопаснее для глаз, чем волны других частей инфракрасного спектра.

Эта стратегия применима для относительно маломощных систем. Но по мере повышения уровня быстро достигаются значения плотности мощности, при которых возникают угрозы безопасности вне зависимости от используемой длины волны. И что из этого? А то, что в этом система, продемонстрированная нами, отличается от других. При отправке более 400 Вт на расстояние свыше 300 м пучок был заключён в виртуальную оболочку, способную распознать сталкивающийся с ней объект и отключить питание оборудования основного пучка до причинения какого-либо вреда. В другом эксперименте показано, что расстояние, на которое передаётся энергия, может превысить километр.

При тщательном тестировании (без привлечения ведущих научной программы BBC), к нашему удовлетворению, пригодность этой функциональности подтвердилась. К тому же она прошла проверку качества в комиссии по безопасности лазеров ВМС. В ходе нашего эксперимента система показала себя ещё лучше: птицы не единожды летели к пучку и отключали его, но лишь на мгновение. Дело в том, что в системе отслеживаются объём, который занимает пучок, и его ближайшее окружение. Это позволяет автоматически восстановить канал передачи, когда путь снова свободен. Это как датчик безопасности гаражных ворот, когда сервомотор двери отключается при возникновении препятствия на пути движения ворот.

Надо признать: те 400 Вт, которые нам удалось передать, — небольшое количество, но их оказалось достаточно, чтобы сварить кофе.

Во время наших экспериментов наблюдатели могли ходить между передатчиком и приёмником без предохраняющих от лазерного излучения очков или каких-либо других мер предосторожности. Ведь мы не только позаботились о возможности автоматического отключения системы, но и учли вероятные эффекты отражений от приёмника или рассеяния света от взвешенных частиц в воздухе по всей длине пучка.

На этих трёх изображениях вверху показана большая белая параболическая антенна, посредине — золотистый квадрат, а внизу — высокая металлическая башня. В прошлом году автор с коллегами провёл эксперимент на испытательной установке армии США в Блоссом-Пойнте к югу от Вашингтона, округ Колумбия. Они использовали микроволны с частотой 9,7 ГГц для передачи 1649 Вт (пиковая мощность) от передатчика, оснащённого параболической антенной диаметром 5,4 м (вверху), на расстояние 1046 м до «ректенны» размером 2 х 2 м (посредине), установленной на башне (внизу), в которой пучок преобразовывался в электрическую энергию.

Повторимся: те 400 Вт, которые нам удалось передать, — небольшое количество, но их оказалось достаточно, чтобы, следуя модной в этом направлении исследований традиции приготовления какого-нибудь горячего напитка, сварить кофе. Эту традицию ввели японские исследователи, которые в 2015 году приготовили себе чай.

Наша следующая цель — применить передачу энергии с полностью интегрированной безопасностью к мобильным платформам. Для этого мы надеемся увеличить расстояние и количество передаваемой энергии.

Но мы не одиноки: в других правительствах, крупных компаниях и стартапах по всему миру работают над разработкой собственных систем передачи энергии. Япония уже давно лидирует в области передачи энергии с помощью микроволн и лазеров, а Китай, как и Южная Корея, сократил отставание, а может, даже вырвался вперёд.

В сфере бытовой электроники много игроков: Powercast, Ossia, Energous, GuRu, Wi-Charge и др. А в транснациональном технологическом гиганте Huawei ожидают появления технологии передачи энергии для зарядки смартфонов в течение «двух или трёх поколений (телефонов)».

Что касается промышленного применения, то в таких компаниях, как Reach Labs, TransferFi, MH GoPower и MetaPower, передачу энергии успешно используют при решении сложной проблемы хранения заряжённых и готовых к работе батарей для роботов и датчиков на складах и в других местах. На сетевом уровне в Emrod и других компаниях пытаются масштабировать передачу энергии, вывести её на новые высоты.

На фронте НИОКР в прошлом году наша команда протестировала безопасную беспроводную передачу энергии с помощью микроволн на 1,6 кВт мощности и на расстояние километра. В II-VI Aerospace & Defense, Peraton Labs, Lighthouse Dev и других компаниях тоже недавно добились впечатляющих успехов. Сегодня амбициозные стартапы Solar Space Technologies, Solaren, Virtus Solis и др. , работающие в этом направлении негласно, стараются первыми осуществить передачу энергии из космоса на Землю.

По мере демонстрации рекордных результатов по части безопасности и приводиться убедительные аргументы в пользу полезности их систем, мы, вероятно, увидим совершенно новые архитектуры для передачи энергии с места на место. Представьте себе дроны, способные летать бесконечно долго, и электрические устройства, не требующие подключения к сети — никогда — и способные обеспечить людей энергией в любой точке мира, когда местная электросеть подвергается воздействию ураганов или других стихийных бедствий. Снижение потребности в транспортировке топлива, батареях или других видах накопленной энергии будет иметь далеко идущие последствия. Это не единственный вариант, когда нет возможности тянуть провода. Но мы с коллегами ожидаем, что в связи с таким выбором всевозможных технологий передача энергии для обеспечения электричеством отдалённых мест пойдёт очень хорошо.

Не стоит на месте и наша наука. В конце 2018 года российская «Оптоэнерготрейд» разработала технологию зарядки БПЛА энергией, переданной по лазерному лучу. А мы поможем прокачать ваши навыки или с самого начала освоить профессию, актуальную в любое время:

• Профессия Data Scientist

• Профессия Fullstack-разработчик на Python

Выбрать другую востребованную профессию.

В чем разница между передачей и распределением электроэнергии?

В чем разница между операциями по передаче и распределению электроэнергии National Grid?

Western Power Distribution, крупнейшая региональная электросеть Великобритании, теперь является частью группы National Grid и стала называться

National Grid Electricity Distribution . Так в чем же разница между нашими операциями по передаче и распределению электроэнергии?

С момента создания National Grid в 1990, мы занимаемся безопасной и эффективной передачей электроэнергии на большие расстояния по Великобритании.

Мы все еще этим занимаемся, но в некоторых частях Англии и Уэльса теперь мы проносим электричество немного дальше, чем раньше.

Когда дело доходит до электричества, наша роль всегда заключалась в том, чтобы передавать его под высоким напряжением от места его производства к месту его распределения. Мы делаем это через сеть передачи, которая принадлежит и обслуживается частью нашей группы, ответственной за передача электроэнергии .

Электроэнергия не доходит до вашего дома или офиса через эту сеть — об этом заботятся распределительные сети. Британские операторы распределительных сетей, из которых наш

 бизнес по распределению электроэнергии (ранее Western Power Distribution) является крупнейшим, – подключают передающие сети к местам, где используется электроэнергия, «распределяя» ее при более низком, более пригодном для использования напряжении.

Как работают системы передачи и распределения электроэнергии?

Хороший способ понять разницу между нашими операциями по передаче и распределению — представить себе британскую дорожную систему:

• Сеть передачи похожа на автомагистрали, по которым транспортные средства (электричество) перевозятся с высокой скоростью (высоким напряжением) по страна. Это сеть больших опор и воздушных линий, которые вы видите по всей стране.

• Распределительные сети  – это местные дороги, соединяющие автомагистрали с населенными пунктами, чтобы помочь транспортным средствам совершить поездку. Это опоры меньшего размера (и подземные кабели), несущие линии более низкого напряжения.

Наше предприятие по передаче электроэнергии поставляет высоковольтную электроэнергию по «магистралям» сети, а наши операции по распределению используют «местные дороги» для доставки электроэнергии туда, где она необходима, в Мидлендсе, Юго-Западе или Южном Уэльсе. Если вы находитесь в любом другом районе, одна из дюжины или около того других региональных сетей распределяет вам электроэнергию.
 

Узнайте больше о роли подстанций в наших сетях

 

Из чего состоят передающие и распределительные сети National Grid?

Вот некоторые ключевые факты о наших электрических сетях:

Передача электроэнергии

(в Англии и Уэльсе)

• 21 900 стальных опор высотой от 118 футов (36 м) до 623 футов (190 м)
4,50025 миль надземной и воздушной линий 900 миль подземного кабеля
• Передача электроэнергии на более высоких напряжениях 275 кВ и 400 кВ
• Более 300 подстанций для преобразования электроэнергии в различные напряжения

Распределение электроэнергии

(в Мидлендсе, Юго-Западном и Южном Уэльсе)

• 7,9 млн потребителей на площади 55 500 квадратных километров
• 60 000 миль воздушных линий и 83 900 миль подземных кабелей
• Электричество распределяется при более низком напряжении до 132 кВ
• 188 000 трансформаторов на подстанциях для снижения напряжения до безопасного уровня

Основы системы передачи электроэнергии

Электроэнергия после выработки на генерирующих станциях (ТЭЦ, ТЭЦ, АЭС и др. ) передается потребителям для использования. Это связано с тем, что генерирующие станции обычно располагаются вдали от центров нагрузки. Сеть, которая передает и доставляет энергию от производителей к потребителям, называется 9.0005 система передачи . Эта энергия может передаваться в форме переменного или постоянного тока. Традиционно переменный ток используется уже много лет, но быстро набирает популярность HVDC (высоковольтный постоянный ток).

Типичная однолинейная диаграмма, представляющая поток энергии в данной энергосистеме, показана ниже:

Электроэнергия обычно (или обычно) вырабатывается напряжением 11 кВ на электростанциях в Индии и Европе. Хотя в некоторых случаях напряжение генерации может быть выше или ниже. Генераторные машины, которые будут использоваться на электростанциях, доступны от 6 кВ до 25 кВ от некоторых крупных производителей. Это генерирующее напряжение затем повышается до 132 кВ, 220 кВ, 400 кВ или 765 кВ и т. д. Повышение уровня напряжения зависит от расстояния, на которое должна передаваться мощность. Чем больше расстояние, тем выше будет уровень напряжения. Повышение напряжения заключается в уменьшении I ² R потери в при передаче мощности (при повышении напряжения ток уменьшается на относительную величину, так что мощность остается постоянной, и, следовательно, потери I ² R также уменьшаются). Этот этап называется первичной передачей .

Напряжение понижено на приемной станции до 33кВ или 66кВ. Вторичные линии передачи выходят из этой приемной станции для соединения подстанций, расположенных вблизи центров нагрузки (городов и т. д.).

Напряжение на подстанции снова снижено до 11 кВ. Крупные промышленные потребители могут питаться напряжением 11 кВ напрямую от этих подстанций. Также от этих подстанций выходят фидеры. Этот этап называется первичным распространением .

Фидеры представляют собой воздушные линии или подземные кабели, которые передают энергию близко к точкам нагрузки (конечным потребителям) на расстояние до нескольких километров. Наконец, напряжение снижается до 415 вольт с помощью установленного на столбе распределительного трансформатора и подается к распределителям. Питание конечных потребителей осуществляется по сервисной магистрали от дистрибьюторов. 9Система вторичного распределения 0005 состоит из фидеров, распределителей и сервисной сети.

Различные типы систем передачи

1. Однофазная система переменного тока
   • Однофазная, двухпроводная
   • одна фаза, два провода с заземлением средней точки
   • одна фаза, три провода
2. Двухфазная система переменного тока
   • Двухфазная, трехпроводная
   • двухфазный, четырехжильный
3. Трехфазная система переменного тока
   • трехфазный, три провода
   • трехфазный, четырехпроводный
4. Система постоянного тока
   • Двухпроводная система постоянного тока
   • Два провода постоянного тока с заземленной средней точкой
   • DC три провода

Передача электроэнергии также может осуществляться по подземным кабелям. Но строительство подземной линии электропередачи обычно обходится в 4-10 раз дороже, чем строительство воздушной линии эквивалентного расстояния. Однако следует отметить, что стоимость строительства подземных линий электропередачи сильно зависит от местных условий. Кроме того, стоимость требуемого материала проводника является одной из самых значительных затрат в системе передачи. Поскольку стоимость проводника является основной частью общей стоимости, ее необходимо учитывать при проектировании. Выбор системы передачи осуществляется с учетом различных факторов, таких как надежность, эффективность и экономичность. Обычно используется система воздушной передачи.

Основные элементы линии электропередачи

В силу экономических соображений для передачи электроэнергии широко применяется трехфазная трехпроводная контактная сеть. Ниже приведены основные элементы типичной энергосистемы.

• Проводники: три для одноцепной линии и шесть для двухцепной линии.