Le système énergétique du pays - une brève description, les caractéristiques du travail dans différentes situations

Le système énergétique du pays est une combinaison de plusieurs éléments - centrales électriques, sous-stations de distribution élévatrices et abaisseuses, réseaux électriques et thermiques.

Les centrales électriques produisent de l'énergie électrique et thermique (pour la cogénération). Énergie électrique, générés par les centrales électriques, est portée à la valeur de tension requise dans les sous-stations d'appoint et injectée dans le réseau, en particulier dans les principaux réseaux électriques, où elle est ensuite distribuée en fonction de la quantité d'énergie consommée par une certaine région, une entreprise du système électrique de un pays ou une région distincte.

Si l'on parle du système énergétique du pays, les réseaux fédérateurs enchevêtrent tout son territoire. Les réseaux interurbains comprennent des lignes de 220, 330 et 750 kV, à travers lesquelles circulent d'importants flux d'énergie, allant de plusieurs centaines de MW à des dizaines de GW.

La prochaine étape est la transformation des réseaux interurbains haute tension pour les sous-stations nodales régionales, les sous-stations des grandes entreprises avec une tension de 110 kV. Les flux d'énergie dans des dizaines de MW circulent à travers des réseaux de 110 kV.

Dans les sous-stations de 110 kV, l'électricité est distribuée à des sous-stations d'utilisateurs plus petites dans des zones peuplées et à diverses entreprises avec des tensions de 6, 10, 35 kV. De plus, la tension du secteur est réduite aux valeurs requises par l'utilisateur. S'il s'agit de colonies et de petites entreprises, la tension est abaissée à 380/220 V. Il existe également des équipements de grandes entreprises industrielles qui sont directement alimentés en haute tension 6 kV.

cogénération (cogénération) en plus de l'énergie électrique, ils génèrent de la chaleur, qui est utilisée pour chauffer les bâtiments et les structures. L'énergie thermique fournie par la centrale thermique est distribuée aux consommateurs via des réseaux de chaleur.

Caractéristiques du système électrique

Lors de l'examen du fonctionnement du système d'alimentation, une attention particulière doit être accordée aux processus de transmission de l'énergie électrique. La production et la transmission d'énergie électrique est un processus complexe interdépendant.

Dans le système électrique, la production, la transmission et la consommation d'énergie par les consommateurs s'effectuent en continu, en temps réel. L'accumulation d'électricité (accumulation) dans les volumes du système électrique n'a pas lieu, par conséquent, l'équilibre entre l'électricité produite et consommée est surveillé en permanence dans le système électrique.

La particularité des systèmes d'alimentation électrique est le transfert quasi instantané de l'énergie électrique des sources aux consommateurs et l'impossibilité de l'accumuler en quantités importantes. Ces propriétés déterminent la simultanéité du processus de production et de consommation d'électricité.

Dans la production et la consommation d'énergie électrique en courant alternatif, l'égalité de l'électricité produite et consommée à tout instant correspond à l'égalité des puissances active et réactive produites et consommées.

Par conséquent, à tout moment dans le mode stationnaire du système électrique, les centrales électriques doivent produire une puissance égale à la puissance des consommateurs et couvrir les pertes d'énergie dans le réseau de transport d'électricité, c'est-à-dire que l'équilibre entre la puissance générée et consommée doit être respecté. .

Le concept de bilan de puissance réactive est lié à l'influence puissance réactive, transmis à travers les éléments du réseau électrique, au mode tension. La perturbation du bilan de puissance réactive entraîne une modification du niveau de tension dans le réseau.

En règle générale, les systèmes électriques qui manquent de puissance active manquent également de puissance réactive. Cependant, il est plus efficace de ne pas transférer la puissance réactive manquante des systèmes électriques voisins, mais de la générer dans des dispositifs de compensation installés dans ce système électrique.

L'un des principaux indicateurs de la présence de l'équilibre entre l'énergie électrique produite et consommée est fréquence du réseau… La fréquence du réseau électrique en Russie, en Biélorussie, en Ukraine et dans la plupart des pays européens est de 50 Hz.Si la fréquence du système électrique du pays est inférieure à 50 Hz (tolérances ± 0,2 Hz), cela signifie que le bilan énergétique est respecté.

En cas de déficit de l'électricité produite, notamment de son principe actif, il se produit un déficit de puissance, c'est-à-dire que le bilan énergétique est perturbé. Dans ce cas, il y a une diminution de la fréquence du réseau électrique en dessous de la valeur autorisée. Plus le déficit d'électricité dans le système électrique est important, plus la fréquence est faible.

Le processus de rupture de l'équilibre énergétique est le plus dangereux pour le système énergétique, et s'il n'est pas arrêté au stade initial, l'effondrement complet du système énergétique se produira.

Afin d'éviter l'effondrement du système électrique en l'absence d'électricité dans les sous-stations de distribution, une automatisation d'urgence est utilisée - déchargement automatique de la fréquence (AChR) et l'automatisation de l'élimination du mode asynchrone (ALAR).

AChR éteint automatiquement une certaine partie de la charge des consommateurs, ce qui réduit le déficit énergétique du système électrique. ALAR est un système automatique sophistiqué qui détecte et supprime automatiquement les modes asynchrones dans les réseaux électriques. En cas de coupure de courant dans le système électrique, ALAR travaille en collaboration avec AFC.

Dans toutes les sections du système électrique, diverses situations d'urgence sont possibles : dommages aux divers équipements des postes et sous-stations, dommages aux câbles et aux lignes électriques aériennes, perturbation du fonctionnement normal des dispositifs de protection et d'automatisation des relais, etc. utilisateurs conformément à leurs catégorie de fiabilité de puissance.

Caractéristiques de régulation de tension

La tension dans le système d'alimentation est régulée de manière à garantir des valeurs de tension normales dans tous les domaines. La régulation de la tension de l'utilisateur final est effectuée en fonction des valeurs de tension moyennes obtenues à partir de sous-stations plus importantes.

En règle générale, un tel ajustement est effectué une fois, puis la tension est ajustée aux grands nœuds - sous-stations régionales, car il n'est pas pratique d'ajuster en permanence la tension de chaque sous-station de consommation en raison de leur grand nombre.

La régulation de la tension dans les sous-stations est effectuée à l'aide de changeurs de prises hors circuit et d'interrupteurs de charge intégrés dans les transformateurs de puissance et les autotransformateurs. La régulation au moyen d'interrupteurs hors circuit s'effectue avec le transformateur déconnecté du réseau (commutation sans excitation). Dispositifs de commutation en charge permettent la régulation de la tension de charge, c'est-à-dire sans qu'il soit nécessaire de déconnecter au préalable le transformateur (autotransformateur).

La régulation de tension à l'aide de l'interrupteur en charge des transformateurs de puissance peut être effectuée à la fois automatiquement et manuellement.En outre, en fonction de l'état technique des transformateurs (autotransformateurs), afin de prolonger la durée de vie des interrupteurs en charge, il peut be on décide de réguler la tension exclusivement en mode manuel, avec délestage préalable du transformateur.Dans le même temps, la possibilité de commuter les prises du changeur de prises en charge est préservée et, en cas de besoin de régulation rapide de la tension, cette opération peut être effectuée sans retirer au préalable la charge du transformateur.

Pertes de puissance et d'énergie

La transmission de l'énergie électrique s'accompagne inévitablement de pertes de puissance et d'énergie dans les transformateurs et les lignes. Ces pertes doivent être couvertes par une augmentation correspondante de la capacité d'alimentation électrique, ce qui entraîne une augmentation des investissements en capital pour la construction du système électrique.

De plus, les pertes de puissance et d'énergie entraînent une consommation de carburant supplémentaire dans les centrales électriques, le coût de l'électricité, augmentant ainsi le coût de l'électricité. Par conséquent, lors de la conception, il est nécessaire de s'efforcer de réduire ces pertes dans tous les éléments du réseau de transport d'énergie.

Voir également: Puissance et perte d'énergie dans les circuits électriques et Mesures pour réduire les pertes dans les réseaux électriques

Fonctionnement parallèle des systèmes d'alimentation

Les systèmes électriques des pays ou des sections distinctes du système électrique d'un pays peuvent être connectés les uns aux autres et, dans leur ensemble, constituer un système électrique interconnecté.

Si deux systèmes énergétiques ont les mêmes paramètres, ils peuvent fonctionner en parallèle (de manière synchrone). La possibilité d'un fonctionnement synchrone de deux systèmes électriques permet d'augmenter significativement leur fiabilité, car en cas de déficit de puissance important dans l'un des systèmes électriques, ce déficit peut être couvert par un autre système électrique.En connectant les systèmes électriques de plusieurs pays, il est possible d'exporter ou d'importer de l'électricité entre ces pays.

Mais si deux systèmes électriques présentent des différences de paramètres électriques, en particulier la fréquence du réseau électrique, alors s'il est nécessaire de combiner ces systèmes électriques, leur connexion directe avec un fonctionnement en parallèle est inacceptable.

Dans ce cas, ils sortent de la situation en utilisant des lignes à courant continu pour transférer l'électricité entre les systèmes électriques, ce qui permet de combiner des systèmes électriques non synchronisés caractérisés par des fréquences de réseau différentes.