การส่งไฟฟ้าจากโรงไฟฟ้าสู่ผู้บริโภค

2024 ผู้เขียน: Howard Calhoun | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 10:42

จากแหล่งผลิตโดยตรงสู่ผู้บริโภค พลังงานไฟฟ้าผ่านจุดเทคโนโลยีมากมาย ในเวลาเดียวกัน ตัวพาหะในรูปแบบของเส้นกับตัวนำมีความสำคัญในโครงสร้างพื้นฐานนี้ ในหลาย ๆ ทาง พวกเขาสร้างระบบส่งไฟฟ้าหลายระดับและซับซ้อน โดยที่ผู้บริโภคคือตัวเชื่อมสุดท้าย

ไฟฟ้ามาจากไหน

ในขั้นตอนแรกของกระบวนการจัดหาพลังงานโดยรวม การเกิดจะเกิดขึ้น นั่นคือ การผลิตไฟฟ้า ด้วยเหตุนี้จึงใช้สถานีพิเศษที่ผลิตพลังงานจากแหล่งอื่น ความร้อน น้ำ แสงแดด ลม และแม้แต่ดินก็สามารถนำมาใช้เป็นอย่างหลังได้ ในแต่ละกรณี จะมีการใช้สถานีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่แปลงพลังงานธรรมชาติหรือพลังงานที่ประดิษฐ์ขึ้นให้เป็นไฟฟ้า สิ่งเหล่านี้อาจเป็นโรงไฟฟ้านิวเคลียร์หรือพลังงานความร้อนแบบดั้งเดิม และกังหันลมที่มีพลังงานแสงอาทิตย์แบตเตอรี่ สำหรับการส่งไฟฟ้าไปยังผู้บริโภคส่วนใหญ่ จะใช้สถานีเพียงสามประเภทเท่านั้น: โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ โรงไฟฟ้าพลังความร้อน และโรงไฟฟ้าพลังน้ำ ดังนั้นการติดตั้งนิวเคลียร์ความร้อนและอุทกวิทยา พวกเขาสร้างพลังงานประมาณ 75-85% ทั่วโลก แม้ว่าจะเนื่องมาจากปัจจัยทางเศรษฐกิจและโดยเฉพาะอย่างยิ่งด้านสิ่งแวดล้อม มีแนวโน้มเพิ่มขึ้นต่อการลดลงของตัวบ่งชี้นี้ ไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง โรงไฟฟ้าหลักเหล่านี้ผลิตพลังงานเพื่อส่งต่อไปยังผู้บริโภคต่อไป

เครือข่ายส่งพลังงานไฟฟ้า

การขนส่งพลังงานที่สร้างขึ้นนั้นดำเนินการโดยโครงสร้างพื้นฐานของเครือข่าย ซึ่งเป็นการผสมผสานระหว่างการติดตั้งระบบไฟฟ้าต่างๆ โครงสร้างพื้นฐานสำหรับการส่งไฟฟ้าไปยังผู้บริโภค ได้แก่ หม้อแปลงไฟฟ้า เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า และสถานีไฟฟ้าย่อย แต่สถานที่ชั้นนำในนั้นถูกครอบครองโดยสายไฟที่เชื่อมต่อโดยตรงกับโรงไฟฟ้า การติดตั้งระดับกลาง และผู้บริโภค ในเวลาเดียวกัน เครือข่ายอาจแตกต่างกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ตามวัตถุประสงค์:

• เครือข่ายสาธารณะ. จัดหาสิ่งอำนวยความสะดวกสำหรับครัวเรือน อุตสาหกรรม เกษตรกรรม และการขนส่ง
• เครือข่ายการสื่อสารสำหรับแหล่งจ่ายไฟอัตโนมัติ ให้พลังแก่วัตถุอิสระและเคลื่อนที่ได้ ซึ่งรวมถึงเครื่องบิน เรือ สถานีไม่ลบเลือน ฯลฯ
• เครือข่ายสำหรับแหล่งจ่ายไฟของสิ่งอำนวยความสะดวกที่ดำเนินการด้านเทคโนโลยีส่วนบุคคล ที่โรงงานผลิตเดียวกัน นอกเหนือจากการจ่ายไฟฟ้าหลักแล้ว อาจมีการจัดหาสายการผลิตเพื่อรักษาความสามารถในการทำงานของสิ่งหนึ่งโดยเฉพาะอุปกรณ์ สายพานลำเลียง โรงงานวิศวกรรม ฯลฯ
• ติดต่อสายไฟ. เครือข่ายที่ออกแบบมาเพื่อส่งกระแสไฟฟ้าไปยังยานพาหนะที่กำลังเคลื่อนที่โดยตรง สิ่งนี้ใช้กับรถราง หัวรถจักร รถเข็น ฯลฯ

การจำแนกเครือข่ายการส่งสัญญาณตามขนาด

ที่ใหญ่ที่สุดคือเครือข่ายแกนหลักที่เชื่อมต่อแหล่งผลิตพลังงานกับศูนย์การบริโภคทั่วประเทศและภูมิภาค การสื่อสารดังกล่าวมีลักษณะเป็นกำลังสูง (เป็นกิกะวัตต์) และแรงดันไฟฟ้า ในระดับต่อไปมีเครือข่ายระดับภูมิภาคซึ่งเป็นสาขาจากสายหลักและในที่สุดก็มีหน่อที่เล็กกว่า ผ่านช่องทางดังกล่าว ไฟฟ้าจะถูกส่งและแจกจ่ายไปยังเมือง ภูมิภาค ศูนย์กลางการคมนาคมขนาดใหญ่ และทุ่งนาที่ห่างไกล แม้ว่าเครือข่ายของลำกล้องนี้สามารถอวดประสิทธิภาพพลังงานสูง แต่ข้อได้เปรียบหลักของเครือข่ายไม่ได้อยู่ที่ปริมาณแหล่งพลังงาน แต่อยู่ในระยะการขนส่ง

ในระดับถัดไปคือเครือข่ายระดับภูมิภาคและภายใน ส่วนใหญ่พวกเขายังทำหน้าที่กระจายพลังงานระหว่างผู้บริโภคเฉพาะ ช่องทางของอำเภอได้รับอาหารโดยตรงจากช่องทางภูมิภาค ให้บริการในเขตบล็อกในเมืองและเครือข่ายหมู่บ้าน สำหรับเครือข่ายภายในนั้น จะกระจายพลังงานภายในไตรมาส หมู่บ้าน โรงงาน และวัตถุขนาดเล็ก

สถานีย่อยในเครือข่ายแหล่งจ่ายไฟ

ระหว่างส่วนของสายส่งไฟฟ้าที่แยกจากกัน หม้อแปลงจะถูกติดตั้งในรูปแบบของสถานีย่อย งานหลักของพวกเขาคือการเพิ่มแรงดันไฟฟ้าเทียบกับพื้นหลังของกระแสที่ลดลง และยังมีการตั้งค่าแบบลดขั้นตอนที่ลดตัวบ่งชี้แรงดันไฟขาออกในสภาวะที่มีความแรงกระแสเพิ่มขึ้น ความจำเป็นในการควบคุมพารามิเตอร์ไฟฟ้าดังกล่าวระหว่างทางไปยังผู้บริโภคนั้นพิจารณาจากความจำเป็นในการชดเชยการสูญเสียจากการต้านทานเชิงแอคทีฟ ความจริงก็คือการส่งกระแสไฟฟ้าดำเนินการผ่านสายไฟที่มีพื้นที่หน้าตัดที่เหมาะสมที่สุด ซึ่งถูกกำหนดโดยการไม่มีการปล่อยโคโรนาและความแรงของกระแสไฟฟ้าเท่านั้น ความเป็นไปไม่ได้ในการควบคุมพารามิเตอร์อื่น ๆ ทำให้ความต้องการอุปกรณ์ควบคุมเพิ่มเติมในรูปแบบของหม้อแปลงไฟฟ้าเดียวกัน แต่มีเหตุผลอื่นที่แรงดันไฟฟ้าควรเพิ่มขึ้นโดยค่าใช้จ่ายของสถานีย่อย ยิ่งตัวบ่งชี้นี้สูงเท่าไร ระยะทางของการส่งพลังงานอาจไกลขึ้นในขณะที่ยังคงรักษาศักย์ไฟฟ้าสูงเอาไว้

คุณสมบัติของหม้อแปลงดิจิตอล

ประเภทสถานีย่อยที่ทันสมัย ให้การควบคุมแบบดิจิตอล ดังนั้น หม้อแปลงมาตรฐานประเภทนี้จึงมีส่วนประกอบดังต่อไปนี้:

• ห้องควบคุมการปฏิบัติงาน เจ้าหน้าที่ปฏิบัติการผ่านเทอร์มินัลพิเศษที่เชื่อมต่อผ่านการเชื่อมต่อระยะไกล (บางครั้งไร้สาย) ควบคุมการทำงานของสถานีในโหมดหนักและปกติ อาจสมัครอุปกรณ์เสริมของระบบอัตโนมัติและความเร็วในการส่งคำสั่งแตกต่างกันไปจากหลายนาทีเป็นชั่วโมง
• หน่วยป้องกันเหตุฉุกเฉิน. โมดูลนี้จะเปิดใช้งานในกรณีที่มีการรบกวนอย่างแรงในสาย ตัวอย่างเช่น หากการส่งไฟฟ้าจากโรงไฟฟ้าไปยังผู้บริโภคเกิดขึ้นภายใต้สภาวะของกระบวนการไฟฟ้าเครื่องกลชั่วคราว (โดยมีการปิดเครื่องตัวเองอย่างกะทันหัน เครื่องกำเนิดไฟฟ้า โหลดลดลงอย่างมาก ฯลฯ)
• ป้องกันรีเลย์. ตามกฎแล้ว โมดูลอัตโนมัติที่มีแหล่งจ่ายไฟอิสระ ซึ่งมีรายการงานรวมถึงการควบคุมระบบไฟฟ้าภายในโดยการตรวจจับและแยกส่วนที่ผิดพลาดของเครือข่ายอย่างรวดเร็ว

ติดตั้งระบบไฟฟ้าเสริมบนสายไฟ

นอกจากบล็อกหม้อแปลงแล้ว ยังมีตัวแยกส่วน ตัวแยก เครื่องวัดและอุปกรณ์เสริมอื่นๆ สิ่งเหล่านี้ไม่เกี่ยวข้องโดยตรงกับชุดควบคุมและทำงานตามค่าเริ่มต้น การติดตั้งแต่ละรายการเหล่านี้ออกแบบมาเพื่อทำงานเฉพาะ:

• ตัวตัดการเชื่อมต่อเปิด/ปิดวงจรไฟฟ้าหากไม่มีโหลดบนสายไฟ
• ตัวคั่นจะตัดการเชื่อมต่อหม้อแปลงไฟฟ้าจากเครือข่ายโดยอัตโนมัติตามเวลาที่จำเป็นสำหรับการทำงานฉุกเฉินของสถานีย่อย ในกรณีนี้ การเปลี่ยนไปใช้เฟสฉุกเฉินของการทำงานต่างจากโมดูลควบคุมด้วยกลไก
• เครื่องวัดแรงดันและเวกเตอร์กระแสไฟที่ไฟฟ้าถูกส่งจากแหล่งกำเนิดไปยังผู้บริโภคในเฉพาะจุดในเวลา สิ่งเหล่านี้เป็นเครื่องมืออัตโนมัติที่สนับสนุนการบัญชีข้อผิดพลาดทางมาตรวิทยา

ปัญหาในการส่งพลังงานไฟฟ้า

เมื่อทำการจัดระเบียบและใช้งานเครือข่ายแหล่งจ่ายไฟ มีปัญหาหลายประการในลักษณะทางเทคนิคและเศรษฐกิจ ตัวอย่างเช่น การสูญเสียพลังงานในปัจจุบันที่กล่าวถึงแล้วเนื่องจากความต้านทานในตัวนำถือเป็นปัญหาที่สำคัญที่สุดในประเภทนี้ ปัจจัยนี้ได้รับการชดเชยด้วยอุปกรณ์หม้อแปลงไฟฟ้า แต่ในทางกลับกันก็ต้องการการบำรุงรักษา การบำรุงรักษาทางเทคนิคของโครงสร้างพื้นฐานของเครือข่ายโดยหลักการแล้วการส่งไฟฟ้าในระยะไกลนั้นมีค่าใช้จ่ายสูง ต้องใช้ทั้งค่าวัสดุและทรัพยากรขององค์กร ซึ่งท้ายที่สุดแล้วจะส่งผลต่อการเพิ่มอัตราภาษีสำหรับผู้บริโภคพลังงาน ในทางกลับกัน อุปกรณ์ล่าสุด วัสดุสำหรับตัวนำ และการปรับให้เหมาะสมของกระบวนการควบคุมยังคงช่วยลดต้นทุนการดำเนินงานได้บางส่วน

ใครเป็นผู้ใช้ไฟฟ้า

โดยมากแล้ว ความต้องการพลังงานจะถูกกำหนดโดยผู้บริโภค และในฐานะนี้ผู้ประกอบการด้านการผลิตสาธารณูปโภค บริษัท ขนส่งเจ้าของกระท่อมในชนบทผู้อยู่อาศัยในอาคารในเมืองที่มีอพาร์ตเมนต์หลายแห่ง ฯลฯ สามารถดำเนินการได้ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างกลุ่มผู้บริโภคที่แตกต่างกันสามารถเรียกได้ว่าเป็นพลังของสายอุปทาน ตามหลักเกณฑ์นี้ ทุกช่องทางการส่งไฟฟ้าไปยังผู้บริโภคกลุ่มต่างๆ ได้แบ่งออกเป็นสามประเภท:

• สูงสุด 5 เมกะวัตต์
• ตั้งแต่ 5 ถึง 75 เมกะวัตต์
• จาก 75 ถึง 1,000 เมกะวัตต์

สรุป

แน่นอนว่าโครงสร้างพื้นฐานด้านการจัดหาพลังงานข้างต้นจะไม่สมบูรณ์หากไม่มีผู้จัดกระบวนการกระจายทรัพยากรพลังงานโดยตรง ผู้เข้าร่วมตลาดพลังงานขายส่งที่มีใบอนุญาตผู้ให้บริการที่เหมาะสมทำหน้าที่เป็นบริษัทจัดหา ข้อตกลงสำหรับบริการส่งไฟฟ้าได้ตกลงกับองค์กรขายพลังงานหรือซัพพลายเออร์รายอื่นที่รับประกันการจัดหาภายในระยะเวลาการเรียกเก็บเงินที่กำหนด ในเวลาเดียวกัน งานในการบำรุงรักษาและใช้งานโครงสร้างพื้นฐานของเครือข่าย ซึ่งจัดเตรียมวัตถุผู้บริโภคเฉพาะภายใต้สัญญา อาจอยู่ในแผนกขององค์กรบุคคลที่สามที่ต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง เช่นเดียวกับแหล่งผลิตพลังงาน