KURZUS: Különleges ellátási rendszerek
MODUL: A villamos energia ellátás vizsgálata a vezeték-logisztikai elvek szerint
3. lecke: A villamos energia szállítása és elosztása
Cél: A lecke célja, hogy a hallgató megismerje a villamos energia szállításának és elosztásának természetét, a hazai rendszer sajátosságait, és a nagytávolságú szállítások, valamint a szezonalitás ellátó rendszerre gyakorolt hatásait | |||
Követelmények: Ön akkor sajátította el megfelelően a tananyagot, ha képes: | |||
| |||
Időszükséglet: A tananyag elsajátításához körülbelül 60 percre lesz szüksége. | |||
Kulcsfogalmak: Nagyfeszültségű tranzit szállítás, feszültségszint, transzformátor | |||
Tananyag | |||
Jegyzetfüzetébe gyűjtse ki a hazai villamos energia szállítási és elosztási infrastruktúra fő elemeit és műszaki paramétereit! | |||
A villamos energia termelése és fogyasztása időben nem, de térben annál inkább elkülönül. A különböző típusú erőművek együttműködése mellett az átvitel és az elosztás feladatát is meg kell oldani - az ellátási lánc szereplői (itt a termelő és a fogyasztó) közötti áthidaló elem a szállítás: továbbítási és elosztási feladatok megvalósítása. | |||
A villamos energia átvitel alapvető célja a hatásos (P, W) teljesítmény szállítása a fogyasztókhoz. Ennek legsajátosabb jellemzője a frekvencia (f, Hz), amely az általában lassan változó és állandósult állapotok sorozatának tekinthető normál üzemben a rendszer minden pontján azonos. A fogyasztók azonban berendezéseik működtetéséhez nem csupán hatásos teljesítményt (P) igényelnek, hanem induktív meddő teljesítményt is (Q), amit szintén elő kell állítani, és el kell juttatni a fogyasztási helyre. | |||
| |||
| |||
A villamos energia rendszerben a szállítást a veszteségek (i2R) csökkentése érdekében indokolt minél magasabb feszültségszinten végezni - ez a váltakozó áramú rendszerben transzformátorok alkalmazásával történik. Mivel az elosztáskor és a felhasználáskor a feszültséget a berendezések szigetelésének megfelelő értékre kell csökkenteni, itt is transzformátorokat alkalmazunk. | |||
| |||
A villamos energia szállítása a különböző feszültségszinteken távvezetékekkel történik. A hálózatok kialakítása magasabb feszültségszinteken hurkolt, ami növeli az ellátás biztonságát. | |||
A hazai villamos energia rendszerben mind a 220-400 kV-os átviteli hálózat, mind a 120 kV-os elosztóhálózat hurkolt. Ez azt jelenti, hogy az egyes hálózati csomópontok között többirányú összeköttetés van, így egy elem elvesztése nem okozhat nagy kiterjedésű zavart a villamos-energia ellátásban (topológiai biztonság). A különböző feszültségszintű hálózatok egymásnak természetes tartalékot jelentenek, tehát pl. egy 400 kV-os távvezeték kiesése esetén a rajta áramló teljesítmény egy része a többi 400 kV-os vezetékre, egy része a 120 kV-os hálózatra terhelődik át. | |||
A villamos hálózat átlagos vesztesége a teljes villamosenergia-ellátásban 6,4% körüli érték, és a kisfeszültségű igények nagyobb növekedése miatt ez várhatóan 2030-ig 6,8%-ra nő. Az erőművek önfogyasztása azonban a jelenlegi 5,5%-os szintről várhatóan mérséklődni fog. Eredőben e két veszteség együtt azt jelenti, hogy az erőműves bruttó termelés (generátor-kapcsokon) most mintegy 14,2%-kal magasabb, mint a villamos energia végső (nettó) felhasználása, és ez a jövőben évente kb. 0,3%-kal fog csökkenni. | |||
A frekvencia közös jellemző a teljes hálózatra, a feszültségnek azonban helyi jellege van. A feszültség szabályozásának fő eszköze a hatásos és meddő teljesítmény megfelelő elhelyezése (azaz a hatásos és meddő teljesítmény-forrás - amennyire csak lehetséges - a nagy fogyasztási központokhoz közel kell, hogy legyen, ahol a feszültségproblémák jelentékenyebbek). A meddő teljesítmény forrásai a túlgerjesztett erőművi szinkrongenerátorok, de az új erőművek építésével kapcsolatos nehézségek a fogyasztókhoz közeli területeken általában jelentősek, és a gazdasági ösztönzők inkább negatívak. Meddő teljesítmény létesítése (a rendszerirányítók által) a megfelelő helyeken természetesen könnyebb, mert lehet a meglévő állomásokba statikus meddőteljesítmény kompenzátorokat (statikus fázisjavító kondenzátor-telepeket) létesíteni, és természetesen a költség megtérülhet a rendszertarifákon keresztül. A meddő teljesítmény forrása lehet a távvezetékek természetes kapacitása, továbbá a hálózat egyes pontjain meddő teljesítmény fogyasztóként hatnak a bekapcsolt söntfojtók. A távvezetékek és a transzformátorok induktivitása meddő teljesítmény veszteséget okoz. A meddő teljesítmény szállítása növeli a távvezetékek veszteségét, ezért indokolt a minimálisra csökkenteni. A feszültség és a meddő teljesítmény szoros kapcsolatban van egymással, és egymásra hat: a feszültség különbség meddő teljesítmény áramlását vonja maga után, és viszont. |
Önellenőrző kérdések | |||||||||
1. Válassza ki az igaz állítást! Magyarországon a legmagasabb feszültségszintű távvezeték feszültsége:
![]() | |||||||||
2. Válassza ki az igaz állítást! A villamos hálózat átlagos vesztesége a teljes villamosenergia-ellátásban
![]() | |||||||||
3. Válassza ki az igaz állítást!
![]() | |||||||||
4. A hazai villamos energia rendszerben mind a 220-400 kV-os átviteli hálózat, mind a 120 kV-os elosztóhálózat hurkolt. Válassza ki a pontos meghatározást, mit is jelent a hurkoltság?
![]() |