Kako električna energija teče iz generatorjev elektrarn v omrežje

Generatorji električnih elektrarn proizvajajo električna energija napetost 6,3-36,75 kV (odvisno od vrste generatorjev). Prenos električne energije v elektroenergetskem sistemu na velike razdalje z namenom zmanjšanja izgub in investicijskih stroškov za gradnjo električnih omrežij poteka pri povečani napetosti, zato se električna energija, ki jo proizvedejo generatorji elektrarn, preden se prenese v elektroenergetski sistem, se dvigne na napetost 110-750 kV.

Elektroenergetski sistem, zlasti distribucijska omrežja, je zgrajena tako, da največja moč generatorjev elektrarn ustreza nosilnosti elektroenergetskega omrežja odseka elektroenergetskega sistema in, kar ni manj pomembno, da v celoti zadovoljuje potrebe potrošnikov, tudi v primeru odklopa enega ali drugega generatorja iz električnega omrežja.

Velikost napetosti glavnih vodov, po katerih se predvideva prenos električne energije, proizvedene z generatorji, v elektroenergetski sistem, je odvisna od velikosti elektrarne - števila in moči generatorjev. Če gre za veliko jedrsko elektrarno (NEK), ki daje v sistem več GW električne energije, jo je priporočljivo priključiti na hrbtenične vode z napetostjo 750 kV, ki lahko prenesejo obremenitev več deset GW.

Termoelektrarne (SPTE, SPTE) in manjše po količini dobavljene električne energije hidroelektrarne (HE) priključeni na elektroenergetski sistem z vodi z napetostjo 110, 220, 330 ali 500 kV, odvisno od moči teh elektrarn.

Naprava hidroelektrarne

Pretvorba električne energije, ki jo proizvajajo generatorji v elektrarnah, v zahtevano vrednost napetosti za nadaljnjo prenos električne energije do porabnikov izvajajo na ojačitvenih postajah.

Na teh RTP so vgrajeni povečevalni transformatorji ali avtotransformatorji, ki v RTP oddajajo električno energijo neposredno v razdelilne RTP odjemalca ali v elektroenergetski sistem na visokonapetostnih vodih.

Značilnosti vklopa in izklopa generatorjev iz elektroenergetskega sistema

Energetski sistem je kompleksen sistem, v katerem so vsa vozlišča med seboj povezana, v katerem se ohranja ravnotežje med proizvedenim v elektrarnah in porabljenim porabniki električne energije… Izklop generatorja v elektrarni lahko povzroči, da se to ravnovesje v določenem delu elektroenergetskega sistema poruši.

Če na posameznem odseku elektroenergetskega sistema ni možnosti za pokritje primanjkljaja električne energije, lahko pride do prekinitve dobave električne energije odjemalcem. Zato je treba vsa načrtovana dela, ki predvidevajo odklop in vključitev generatorjev elektrarn v omrežje, izvesti ob upoštevanju posebnosti in načina delovanja elektroenergetskega sistema kot celote in njegovih posameznih odsekov.

Pri obravnavi načinov delovanja je glavna naloga zagotoviti maksimalno zanesljivost napajanja uporabnikov z upoštevanjem morebitnih izrednih razmer.

Izjema so zasilne zaustavitve generatorjev elektrarn, kot že omenjeno, je elektroenergetski sistem zgrajen tako, da je možno v primeru izklopa generatorja iz omrežja pokriti nastali primanjkljaj električne energije s povečanjem količine proizvedene energije v drugih elektrarnah.

Opozoriti je treba tudi na značilnosti vključitve električnih generatorjev v omrežje. Pred vklopom generatorja za vzporedno delovanje z elektroenergetskim sistemom, ga je potrebno predhodno sinhronizirati s tem elektroenergetskim sistemom. Proces sinhronizacije generatorja s sistemom je sestavljen iz doseganja enakosti frekvence in napetosti ter faznega ujemanja vektorjev napetosti generatorja in električnega omrežja.

V elektrarnah se proces sinhronizacije in nadaljnji nadzor nad načinom delovanja generatorjev izvaja s pomočjo kompleksnih naprav, ki delujejo predvsem v avtomatskem načinu.

Vključitev generatorjev, ki predhodno niso bili sinhronizirani z njim, vodi do izrednih razmer, katerih obseg je neposredno sorazmeren z močjo generatorjev, priključenih na omrežje.

Regulacija napetosti, ki jo generatorji dovajajo v omrežje, se izvaja z napravami za avtomatsko krmiljenje vzbujanja (ARV). Območje regulacije napetosti generatorja z napravami ARV je majhno. Po potrebi se izvede dodatna regulacija napetosti s spreminjanjem transformacijskih razmerij - s pomočjo stikalne naprave izven tokokroga in stikalne naprave pod obremenitvijovgrajeni v transformatorje (avtotransformatorje) razdelilnih postaj.