Прием и распределение электроэнергии

ИНФОФИЗ – мой мир.

Весь мир в твоих руках – все будет так, как ты захочешь

Весь мир в твоих руках – все будет так, как ты захочешь

  • Главная
  • Мир физики
    • Физика в формулах
    • Теоретические сведения
    • Физический юмор
    • Физика вокруг нас
    • Физика студентам
      • Для рефератов
      • Экзамены
      • Лекции по физике
      • Естествознание
  • Мир астрономии
    • Солнечная система
    • Космонавтика
    • Новости астрономии
    • Лекции по астрономии
    • Законы и формулы – кратко
  • Мир психологии
    • Физика и психология
    • Психологическая разгрузка
    • Воспитание и педагогика
    • Новости психологии и педагогики
    • Есть что почитать
  • Мир технологий
    • World Wide Web
    • Информатика для студентов
      • 1 курс
      • 2 курс
    • Программное обеспечение компьютерных сетей
      • Мои лекции
      • Для студентов ДО
      • Методические материалы
  • Физика школьникам
  • Физика студентам
  • Астрономия
  • Информатика
  • Индивидуальный проект
  • Арх ЭВМ и ВС
  • Методические материалы
  • Медиа-файлы
  • Тестирование
  • ПОКС

Как сказал.

Вопросы к экзамену

Для всех групп технического профиля

Список лекций по физике за 1,2 семестр

Урок 44. Получение, передача и распределение электроэнергии.

  • ” onclick=”window.open(this.href,’win2′,’status=no,toolbar=no,scrollbars=yes,titlebar=no,menubar=no,resizable=yes,width=640,height=480,directories=no,location=no’); return false;” rel=”nofollow”> Печать
  • E-mail

Производство, передача и распределение электроэнергии.

Проблема обеспечения энергией уже в самое ближайшее время станет одной из наиболее острых среди глобальных проблем человечества. Более 60% энергии вырабатывается на тепловых электростанциях (ТЭС) на органическом топливе (уголь, нефтепродукты, газ, торф), примерно 18% – на атомных (АЭС) и гидроэлектростанциях (ГЭС), а остальные 2% – на солнечных, ветровых, геотермальных и прочих электростанциях.

Производство электрической энергии в России концентрируется преимущественно на крупных электростанциях. Потребители электрической энергии – промышленность, строительство, электрифицированный транспорт, сельское хозяйство, сфера бытового обслуживания расположены в городах и сельской местности. Центры потребления электроэнергии, как правило, удалены от ее источников зачастую на расстояния в сотни и даже тысячи километров и распределены на значительной территории. В связи с этим возникает задача транспортирования электроэнергии от станций к потребителям. Эту задачу выполняют электрические сети, состоящие из линий электропередачи (ЛЭП) и подстанций.

Передача электрической энергии от электростанций до больших городов или промышленных центров на расстояния тысяч километров является сложной научно-технической проблемой.

Для уменьшения потерь на нагревания проводов необходимо уменьшить силу тока в линии передачи (ЛЭП), и, следовательно, увеличить напряжение. Обычно линии электропередачи строятся в расчете на напряжение 400–500 кВ, при этом в линиях используется трехфазный ток переменной частоты 50 Гц. На рисунке представлена схема линии передачи электроэнергии от электростанции до потребителя. Схема дает представление об использовании трансформаторов при передаче электроэнергии.

Следует отметить, что при повышении напряжения в линиях передачи увеличиваются утечки энергии через воздух. В сырую погоду вблизи проводов линии может возникнуть так называемый коронный разряд, который можно обнаружить по характерному потрескиванию. Коэффициент полезного действия линии передач не превышает 90 %.

Условная схема высоковольтной линии передачи. Трансформаторы изменяют напряжение в нескольких точках линии. На схеме изображен только один из трех проводов высоковольтной линии.

Среди приборов переменного тока, нашедших широкое применение в технике, значительное место занимают трансформаторы.

Трансформатор – прибор для преобразования напряжения и силы переменного тока при неизменной частоте.

Он был изобретен П. Н. Яблочковым в 1876 году. В 1882 году трансформатор был усовершенствован И. Ф. Усагиным.

Принцип действия трансформаторов, применяемых для повышения или понижения напряжения переменного тока, основан на явлении электромагнитной индукции.

Простейший трансформатор состоит из сердечника замкнутой формы из магнитомягкого материала, на который намотаны две обмотки: первичная и вторичная.

Первичная обмотка подсоединяется к источнику переменного тока с ЭДС e1(t), поэтому в ней возникает ток J1(t), создающий в сердечнике трансформатора переменный магнитный поток Φ, который практически без рассеяния циркулирует по замкнутому магнитному сердечнику и, следовательно, пронизывает все витки первичной и вторичной обмоток.

В режиме холостого хода, то есть при разомкнутой цепи вторичной обмотки, ток в первичной обмотке весьма мал из-за большого индуктивного сопротивления обмотки. В этом режиме трансформатор потребляет небольшую мощность.

В режиме нагрузки в цепь вторичной обмотки включается сопротивление нагрузки Rн, и в ней возникает переменный ток J2(t). Теперь полный магнитный поток Φ в сердечнике создается обоими токами. Но согласно правилу Ленца магнитный поток Φ2, создаваемый индуцированным во вторичной обмотке током J2, направлен навстречу потоку Φ1, создаваемому током J1 в первичной обмотке: Φ = Φ1 – Φ2. Отсюда следует, что токи J1 и J2 изменяются в противофазе, то есть имеют фазовый сдвиг, равный 180°.

Коэффициент k=n1/n2 есть коэффициент трансформации.

При k>1 трансформатор называется повышающим, при k Подробности Просмотров: 37178

Производство, передача и распределение электрической энергии

Источник электрической энергии — электротехническое изделие (устройство), преобразующее различные виды энергии в электрическую энергию на электростанциях.

Топливом для электрических станций служат природные богатства – уголь, торф, вода, ветер, солнце, атомная энергия и др.

В зависимости от вида преобразуемой энергии электростанции могут быть разделены на следующие основные типы: тепловые, атомные, гидроэлектростанции, гидроаккумулирующие, газотурбинные, а также маломощные электрические станции местного значения – ветряные, солнечные, геотермальные, морских приливов и отливов, дизельные и др..

  • Тепловая электрическая станция (ТЭС) преобразует энергию тепла в электричество. Тепловые электростанции работают на органическом топливе – мазут, уголь, торф, газ, сланцы (Рис. 1)
  • Гидроэлектростанция (ГЭС) преобразует энергию движения воды в электроэнергию. Гидроэлектростанции возводятся в местах, где большие реки перекрываются плотиной, и благодаря энергии падающей воды вращают турбины электрогенератора. Различают ГЭС плотинного и деривационного типов.
  • Атомные электростанции (АЭС) отличаются от обычной паротурбинной станции тем, что на АЭС в качестве источника энергии используется процесс деления ядер урана, плутония, тория и др.(Рис. 1).
Читайте также:
Подбираем шторы в комнату с балконной дверью

Рисунок 1 — Электростанции: а-тепловая (ТЭС); б-плотинная ГЭС; в-атомная

Нетрадиционные энергоисточники станут основными к 2050 году, так утверждают ученые, а традиционные потеряют свою потребность.

  • Энергия солнца (Рис. 2) широко используется как для нагрева воды, так и для производства электроэнергии. Солнечные коллекторы производятся из доступных материалов: сталь, медь, алюминий и т. д., то есть без применения дефицитного и дорогого кремния. Это позволяет значительно сократить стоимость оборудования, и произведенной на нём энергии. В настоящее время именно солнечный нагрев воды является самым эффективным способом преобразования солнечной энергии.
  • Ветроэлектростанция (ВЭС) (Рис. 2) преобразует энергию ветра в электрическую энергию.
  • Приливные электростанции основаны на использовании (Рис. 2.) энергии прилива.
  • Нетрадиционные геотермальные источники энергии (Рис. 2) основаны на использовании тепла земных турбин (глубинные горячие источники).
  • Биохимическая электростанция (Рис. 2). Новые перспективные источники энергии – биомасса.

Рисунок 2 — Нетрадиционные источники энергии: а –солнечные батареи; бветроэлектростанция; вприливная электростанция; ггеотермальная электростанция; д-биохимическая электростанция на биомассах

Согласно правилам устройства электроустановок (ПУЭ) выделяют три категории, различающиеся степенью надежности и защиты электроприемников.

Первая категория подразумевает непрерывную подачу электричества к объектам и не допускает перерыва в электроснабжении. Перебои в поставке тока может привести к очень серьезным последствиям, а именно:

  • угрозе жизни и здоровья людей;
  • значительным финансовым потерям;
  • поломке дорогостоящего оборудования, нарушению
  • функционирования объектов ЖКХ;
  • сбою в технологических процессах и т.п.

Электроприемники первой категории широко используются в промышленности (химической, металлургической), шахтах, лечебнопрофилактических учреждениях и реанимационных, котельных, в противопожарных устройствах, лифтах и т.п.

Вторая категория электроприемников включает в себя устройства, отключение которых может привести к следующим последствиям:

  • нарушению производственного цикла и недоотпуску продукции;
  • простою оборудования, транспорта и различных механизмов;
  • нарушению жизнедеятельности целых районов и большого количества людей.

Ко второй категории электроснабжения электроприемников относятся жилые многоквартирные здания, общежития, детские и медицинские учреждения, спортивные сооружения, магазины, предприятия общественного питания, школы, музеи, бани и т.д.

Третья категория надежности включает в себя установки, которые нельзя определить в первые две группы. Это могут быть жилые малоквартирные дома, небольшие производственные площадки и вспомогательные цеха. Питание осуществляется от одного источника, при этом перебои поставки энергии могут достигать до 24 часов (72 часа за год).

Принципы производства электрической энергии

Источником электрической энергии на станциях являются машинные генераторы (Рис. 3).

Рисунок 3 — Генератор с обозначением его основных элементов

В них происходит преобразование механической энергии в электрическую.

Принцип работы генератора переменного тока основан на законе электромагнитной индукции (рисунок 4).

Рисунок 4 — Принцип работы генератора переменного тока: F-cила, вращающая рамку, I-ток, протекающий в рамке, S-площадь рамки

В зависимости от рода первичных двигателей электрические станции разделяют на тепловые, гидравлические и ветросиловые.

Несмотря на различие конструкции электростанции и способа преобразования в электрическую энергию, принцип действия у всех почти одинаковый. На рисунках в приложении 1. представлены схемы принципа работы часто встречающихся электростанций.

Большинство электростанций объединены в энергетические системы. При быстронарастающей нагрузке могут потребоваться быстрозапускающиеся паротурбинные агрегаты, а также дизельные агрегаты.

Кратковременные перерывы в электроснабжении могут возникнуть при восстановлении питания устройствами автоматического повторного включения (АПВ) и автоматического включения резерва (АВР). Поэтому для электроприемников, не допускающих вообще перерывов питания, применяют высоконадежные автономные местные источники.

В качестве местных источников реактивной мощности применяют:

  • синхронные генераторы заводских ТЭЦ и других регулярно работающих заводских электростанций и генераторных установок;
  • синхронные двигатели с cosφ 0,9;
  • конденсаторные батареи.

Источниками питания для цеховых электроприемников являются цеховые трансформаторные подстанции (ЦТП). Число трансформаторов на ЦТП выбирают один или два.

Основные составные части электрической сети

Электроэнергетической сетью (Рис. 5) называется совокупность электроустановок для передачи и распределения электрической энергии, состоящая из подстанций, распределительных устройств, токопроводов, воздушных и кабельных линий электропередачи, работающих на определенной территории.

Рисунок 5 — Электрическая сеть, и электроустановки для передачи и распределения электрической энергии

Все встречающиеся на практике схемы представляют собой сочетания отдельных элементов — фидеров, магистралей и ответвлений.

Электрические сети, в свою очередь, подразделяются на магистральные электрические сети и распределительные электрические сети.

К магистральным сетям относятся все высоковольтные линии электропередач (ЛЭП), к распределительным – ЛЭП мощностью ниже 110 кВ. Виды электрических сетей представлены на рисунке 6.

Рисунок 6 — Виды электрических сетей

Сети связаны между собой трансформаторными и распределительными подстанциями. Для обеспечения установленных требований, энергосистемы оборудуют специальными диспетчерскими пунктами, оснащёнными средствами контроля, управления, связи и специальными схемами расположения электростанций, линий передач и понижающих подстанций.

Электрические сети делятся по:

  • напряжению;
  • степени подвижности;
  • назначению;
  • роду тока и числу проводов;
  • схеме электрических соединений:

а) разомкнутые (нерезервированные). Схемы разомкнутых сетей представлена на рисунке 7.

Рисунок 7 — Схемы разомкнутых сетей: а — радиальные (нагрузка только на конце линии); б — магистральные (нагрузка присоединена к линии в разных местах)

б) замкнутые (резервированные) (Рис. 8).

Рисунок 8 — Схемы замкнутых сетей: а — сеть с двухсторонним питанием; б — кольцевая сеть; в — двойная магистральная линия; г сложнозамкнутая сеть (для питания ответственных потребителей по двум и более направлениям)

Магистральные схемы электроснабжения применяются в следующих случаях:

  • а) когда нагрузка имеет сосредоточенный характер, но отдельные узлы ее оказываются расположенными в одном и том же направлении по отношению к подстанции и на сравнительно незначительных расстояниях друг от друга, причем абсолютные величины нагрузок отдельных узлов недостаточны для рационального применения радиальной схемы;
  • б) когда нагрузка имеет распределенный характер с той или иной степенью равномерности.
Читайте также:
Поломка краскопульта: ремонт своими руками

По конструкции: электропроводки (силовые и осветительные), токопроводы — для передачи электроэнергии в больших количествах на небольшие расстояния, воздушные линии — для передачи электроэнергии на большие расстояния, кабельные линии — для передачи электроэнергии на далекие расстояния в случаях, когда сооружение ВЛ невозможно.

Наибольшее распространение для местных распределительных сетей получили радиальные, магистральные, смешанные (радиальномагистральные) и петлевые схемы.

При радиальной схеме электроснабжения каждая линия является как бы лучом, соединяющим узел сети (подстанцию, распределительный пункт) с единственным потребителем.

При магистральной схеме электроснабжения одна линия — магистраль — обслуживает, как указано, несколько распределительных пунктов или приемников, присоединенных к ней в различных ее точках.

Смешанные схемы распределительных местных сетей применяются при различном расположении потребителей относительно ЦП и сочетаются принципы построения как радиальной, так и магистральных схем.

К электрическим сетям предъявляются следующие требования: надежность, живучесть и экономичность.

Надежность — основное техническое требование, под которым понимается свойство сети выполнять свое назначение в пределах заданного времени и условий работы, обеспечивая электроприемники электроэнергией в необходимом количестве и надлежащего качества.

Живучесть электрической сети — это свойство выполнять свое назначение в условиях разрушающих воздействий в том числе и в боевой обстановке при воздействиях средств поражения противника.

Экономичность — это минимум затрат на сооружение и эксплуатацию сети при условии выполнения требований надежности и живучести.

Принципы передачи и распределение электрической энергии

Электроэнергетической системой называется электрическая часть энергосистемы и питающиеся от нее приемники электрической энергии, объединенные общностью процесса производства, передачи, распределения и потребления электрической энергии (Рис. 9).

Трансформаторные подстанции позволяют преобразовать напряжение из высокого в низкое.

При передаче электроэнергии, чем выше напряжение в сети, тем ниже уровень технических потерь электроэнергии. Однако потребители не могут использовать электроэнергию с высоким напряжением. Распределительные подстанции служат для приема и распределения электроэнергии, в основном, в городских электрических сетях, крупных промышленных и нефтедобывающих предприятиях.

Рисунок 9 — Передача и распределение электрической энергии

Принцип передачи и распределения электрической энергии заключаются в выполнении следующих основных приоритетов:

  • максимальное приближение источников высокого напряжения к потребителям;
  • сокращение ступеней трансформации;
  • повышение напряжения электропитающих сетей;
  • использование минимального количества электрооборудования;
  • раздельная работа линий и трансформаторов;
  • резервирование питания для отдельных категорий потребителей;
  • секционирование всех звеньев распределения энергии с применением устройств АВР при преобладании потребителей I и II категорий.

Однако существует ряд особенностей при транспорте электроэнергии В реальности при передаче электроэнергии от электростанций в магистральные сети зачастую используются трансформаторные подстанции (Рис. 10).

Рисунок 10 — Транспортировка электроэнергии

Распределение электроэнергии

Дополнительно по теме

Особенностью процесса производства, передачи и потребления электроэнергии является его непрерывность. Процесс производства электроэнергии совпадает по времени с процессом ее потребления, поэтому электростанции, электрические сети и электроприемники потребителей связаны общностью режима. Общность режима вызывает необходимость организации энергетических систем.

Энергетическая система (энергосистема) представляет собой совокупность электростанций, линий электропередачи, подстанций и тепловых сетей, связанных в одно целое общностью режима и непрерывностью процесса производства, преобразования и распределения электрической и тепловой энергии при общем управлении этим режимом. Частью энергетической системы является электрическая система, представляющая собой совокупность электроустановок электрических станций и электрических сетей энергосистемы.

Электрическая сеть – это совокупность электроустановок для передачи и распределения электрической энергии, состоящая из подстанций, распределительных устройств, токопроводов, воздушных и кабельных линий электропередачи, работающих на определенной территории.

Электроприемник – аппарат, агрегат, механизм, предназначенный для преобразования электрической энергии в другой вид энергии. Потребитель электроэнергии – один или группа электроприемников, объединенных технологическим процессом и размещающихся на определенной территории.

Электроустановки, в которых производится, преобразуется, распределяется и потребляется электроэнергия, делятся в зависимости от рабочего напряжения на электроустановки напряжением до 1000 и выше 1000 В.

Распределительным устройством (РУ) является электроустановка, служащая для приема и распределения электроэнергии и содержащая сборные и соединительные шины, коммутационные аппараты, устройства защиты, автоматики и телемеханики, измерительные приборы и вспомогательные устройства. Распределительные устройства подразделяются на открытые (расположенные на открытом воздухе) и закрытые (в здании). В городских условиях в большинстве случаев применяют закрытые РУ.

Подстанция – это электроустановка, служащая для преобразования и распределения электрической энергии и состоящая из РУ до и выше 1000 В, силовых трансформаторов или других преобразователей электроэнергии и вспомогательных сооружений.

Структурная схема электроснабжения города показана на рис. 1. Генераторы ГРЭС вырабатывают электроэнергию напряжением 6, 10 или 20 кВ. При таком напряжении передавать электроэнергию на большое расстояние (более 4 – 6 км) неэкономично. Поэтому в целях уменьшения потерь мощности в линиях передачу электроэнергии на большие расстояния производят при повышенном напряжении, для чего на электростанциях имеются повышающие силовые трансформаторы, которые повышают напряжение до расчетного (35, 110, 150, 220, 330, 500, 750 кВ). На электрических понижающих подстанциях, расположенных в черте города, напряжение понижается до 6-10 кВ. Понижающая подстанция обычно состоит из открытой части напряжением 110 – 220 кВ и закрытой части, в которой имеется распределительное устройство напряжением 6-10 кВ.

Рис. 1. Структурная схема электроснабжения города

ЭС – государственная районная электростанция (ГРЭС), Т1 – повышающий трансформатор при ГРЭС, Т2 – понижающий трансформатор центра питания, ТЗ – понижающий трансформатор в ТП, ВЛ – воздушная линия напряжением 35 – 750 кВ, РУ – распределительное устройство 6-10 кВ понижающей подстанции (центра питания), ПКЛ – питающая кабельная линия, РП – распределительный пункт, РКЛ – распределительная кабельная линия, КЛ – кабельная линия напряжением 0,4 кВ, ВРУ – вводно-распределительное устройство в жилом доме, ГПП – главная понижающая подстанция завода, ЩУ – щитовое устройство напряжением 0,4 кВ в цехе завода

Читайте также:
Самые популярные сорта желтых клематисов

Центр питания (ЦП) представляет собой распределительное устройство генераторного напряжения электростанции или распределительное устройство вторичного напряжения понижающей подстанции энергосистемы, имеющей устройство для регулирования напряжения, к которому присоединены электрические сети данного района.

Как видно из рис. 1, кабельная линия от ЦП проложена в распределительный пункт РП. Эта линия, не имеющая распределения электроэнергии по ее длине от ЦП до РП, называется питающей кабельной линией.

Распределительный пункт – это распредели-тельное устройство 6 – 20 кВ, предназначенное для приема по питающим линиям электроэнергии от ЦП и передачи ее в распределительную сеть. В распределительный пункт входят сборные и соединительные шины, коммутационные аппараты, устройства защиты, автоматики и телемеханики, а также измерительные приборы. Распределительный пункт может быть совмещен с трансформаторной подстанцией, обслуживающей расположенных вблизи потребителей. Из распределительного пункта по разным направлениям отходят кабельные линии РКЛ, питающие ряд трансформаторных подстанций ТП и называемые распределительными.

Трансформаторная подстанция, представляющая собой электроустановку, в которой электроэнергия трансформируется с напряжения 6 – 20 кВ на напряжение до 1000 В и распределяется на этом напряжении, состоит из силовых трансформаторов, распределительных устройств напряжением до и выше 1000 В, устройств управления и вспомогательных сооружений.

Комплектная трансформаторная подстанция (КТП) состоит из трансформаторов, распределительного (или вводного) устройства 6 – 10 кВ, распределительного устройства 0,4 кВ, токопроводов между ними, поставляемых в собранном или подготовленном для сбора виде. Открытая трансформаторная подстанция, все оборудование которой установлено на высоких конструкциях или опорах линий электропередачи, называется столбовой или мачтовой (МТП).

От трансформаторных подстанций непосредственно к потребителям отходят воздушные линии или распределительные кабели КЛ напряжением до 1000 В, проложенные к вводно-распределительным устройствам (вводам) ВРУ или распределительным щитам, находящимся в зданиях потребителей. От вводов или распределительных щитов в домах проложены магистрали (стояки), от которых, в свою очередь, отходят линии распределительной сети по квартирам.

Питающие кабельные линии могут быть проложены от ЦП не только в РП, где нет трансформаторов, но и в главные понижающие подстанции заводов ГПП, где электроэнергия распределяется по распределительным кабельным линиям и преобразуется с помощью силовых трансформаторов в электроэнергию напряжением до 1000 В. В этом случае на ГПП устанавливают силовые трансформаторы и распределительный щит напряжением до 1000 В, от которого электроэнергия шино-проводами или проводами, проложенными на эстакадах или лотках, либо по кабельным линиям передается непосредственно в цехи и далее к электроприемникам.

Городская электрическая сеть включает расположенные на территории данного города электроустановки, служащие для электроснабжения токоприемников и представляющие собой совокупность питающих линий от ЦП, РП и ТП, распределительных линий напряжением 6-10 кВ и до 1000В, вводных устройств у потребителей.

Категории электроприемников по степени надежности электроснабжения

Схемы построения питающих и распределительных сетей различны по степени обеспечения надежности электроснабжения электроприемников. В соответствии с Правилами устройства электроустановок электроприемники по степени надежности электроснабжения делятся на три категории.

Первая категория – это электроприемники, нарушение электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение дорогостоящего основного оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства. К ним относятся сооружения с массовым скоплением людей (театры, стадионы, универмаги, универсамы), электрифицированный транспорт (метрополитен, железные дороги, троллейбусы, трамваи), больницы, предприятия связи, жилые здания высотой более 16 этажей, в которых имеются электродвигатели пожарных насосов, аварийное освещение и системы обеспечения незадымляемости, группы городских потребителей с суммарной нагрузкой выше 10000 кВ-А, некоторые силовые установки (вращающиеся печи с дутьем).

Электроприемники первой категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников питания, и перерыв их электроснабжения допускается только на время автоматического ввода резервного питания. Независимым считается такой источник питания электроприемников, на котором сохраняется напряжение при исчезновении его на других источниках питания этих электроприемников.

Из электроприемников первой категории выделяется особая группа, бесперебойная работа которой необходима для безаварийного останова производства во избежание угрозы жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего основного оборудования. Для электроснабжения этой группы электроприемников должно предусматриваться дополнительное питание от третьего независимого источника питания.

Вторая категория – это электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей. К ним относятся жилые дома с электроплитами, жилые дома высотой более 4 этажей с газовыми плитами, школы и учебные заведения, лечебные и детские учреждения, силовые установки, допускающие перерывы в электроснабжении без повреждения основного оборудования, группы городских потребителей с общей нагрузкой от 400 до 10000 кВА.

Электроприемники второй категории рекомендуется

обеспечивать электроэнергией от двух независимых источников питания; для них допустимы перерывы в электроснабжении на время, необходимое для включения резервного питания дежурным персоналом предприятия или выездной оперативной бригадой электроснабжающей организации.

Третья категория – все остальные электроприемники, электроснабжение которых может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы в электроснабжении на время ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения не превысят одних суток.

Читайте также:
Пластификаторы: для цементного раствора и для тротуарной плитки, ДОФ и ДБФ, ДОА и другие пластификаторы. Для чего они нужны?

Принципиальные схемы электроснабжения города

Наиболее дешевой и простой схемой электроснабжения электроприемников третьей категории является радиальная тупиковая (рис. 2), однако она ненадежна, так как при повреждении любого элемента системы электроснабжения (линии, оборудования) электроприемники будут оставаться без электроэнергии при ремонте или замене этого элемента. Эту схему электроснабжения городских электроприемников применять не рекомендуется. Для электроприемников второй и третьей категории может быть использована кольцевая схема электроснабжения. показанная на рис. 3. При повреждении люоои из распределительных линий электроснабжение электроприемников восстанавливают ручным отключением поврежденной линии и включением резервной. В кольцевой схеме электроснабжения имеются места деления (разрывы) сети, в которых постоянно отключены разъединители или выключатели. Их включают при необходимости тго-дачи электроэнергии от резервной линии в случае повреждения основной линии или отключения ее для производства на ней работ. Перерыв в электроснабжении при этой схеме допускается на время, необходимое для отключения поврежденного участка и производства переключений (примерно 2 ч).

Более надежными являются схемы электроснабжения электроприемников, в которых предусматривается параллельная работа питающих линий или автоматическое включение резервного питания (АВР). На рис. 4, а, б показаны схемы электроснабжения распределительных пунктов с двумя параллельно работающими питающими линиями и направленной максимальной токовой защитой. Поврежденная линия отключается с двух сторон выключателями, а питание электроприемников продолжатся бесперебойно по другой питающей линии. Такую схему применяют для электроснабжения электро приемников второй категории, так как при выходе из строя питающего центра электроснабжение будет нарушено.

Для потребителей первой категории используют схемы, в которых электроприемники получают электроэнергию от двух различных центров питания. На рис. 5, а, б показаны схемы электроснабжения электроприемников от двух центров питания с одним или двумя РП и с применением АВР. При повреждении одной из питающих линий она от действия защиты и автоматики отключается с двух сторон выключателями, после чего включается выключатель резерва и восстанавливается питание электроприемников.

Схемы, показанные на рис. 4 и 5, применяют для электроснабжения электроприемников второй категории, если капитальные затраты для их осуществления не увеличиваются более чем на 5 % по сравнению с затратами для осуществления схем ручного ввода резерва. Нагрузка каждой питающей линии в этих схемах должна быть в таких пределах, чтобы при выходе из строя одной из них другая линия могла принять на себя с учетом кратковременной перегрузки нагрузку поврежденной. Эти нагрузки определяются расчетом и составляют примерно 65 % длительно допустимых.

При построении схем распределительных сетей для электроснабжения электроприемников первой и второй категорий применяют схемы трансформаторной подстанции с АВР на стороне напряжения 6-10 кВ и двухлучевые схемы с АВР на стороне напряжения до 1000 В.

Схемы электроснабжения трансформаторной подстанции с АВР на стороне напряжения 6 – 10 кВ показаны на рис. 6, а, б. Если повреждается линия, отходящая от РП2, то от действия защиты и автоматики она отключается с двух сторон выключателями, после чего автоматически включается выключатель АВР. Такую схему чаще всего используют для электроснабжения промышленных предприятий.

Двухлучевая схема (рис. 7) предусматривает питание одной ТП двумя линиями. Каждая из них питает свой трансформатор (лучи А и Б), на котором со стороны напряжения до 1000 В установлены контакторы, автоматически переключающие нагрузку с одного трансформатора на другой при исчезновении напряжения на каком-либо из них.

Pис. 2. Тупиковая схема электроснабжения

Рис. 3. Кольцевая схема электроснабжения. Стрелкой обозначено место деления (разрыва) сети

Рис. 4. Схема питающей сети с направленной максимальной токовой защитой: а – одного РП, 6 – двух РП с линией связи между распределительными пунктами. Стрелками обозначено наличие направленной защиты

Рис. 5. Схемы питающей сети с автоматическим включением резервного питания: а – с секционным АВР, б – с АВР на линии связи

Рис. 6. Схемы электроснабжения трансформаторной подстанции с АВР на стороне напряжения 6-10 кВ: а – на выключателе линии, б – на секционном выключателе

Рис. 7. Двухлучевая схема распределительной сети

Рис. 8. Схема автоматизированной распределительной сети

Двухлучевая схема широко применяется для электроснабжения жилых кварталов сплошной застройки крупных городах и используется также в сочетании со схемой АВР в автоматизированной распределительной сети (рис. 8).

Схемы сетей напряжением до 1000 В выполняют тупиковыми, петлевыми (кольцевыми) или замкнутыми. Наиболее распространены петлевые схемы. В этом случае к вводному устройству подходят две линии, каждая из которых обеспечивает снабжение электроэнергией электроприемников при повреждении одной из них.

Для электроприемников первой категории выполняют автоматику АВР на вводно-распределительных устройствах или в распределительных сетях, отходящих от вводно-распределительных устройств, и в этом случае электроснабжение осуществляется несколькими (не менее двух) линиями напряжением до 1 кВ от различных трансформаторов.

В замкнутых кабельных сетях все кабельные линии напряжением до 1000 В включены параллельно (замкнуты), а в трансформаторных подстанциях на силовых трансформаторах со стороны напряжения до 1000 В установлены автоматы обратной мощности, отключающие трансформаторы от сети при повреждении распределительных кабелей напряжением выше 1000 В, или специальные предохранители, обеспечивающие селективное отключение поврежденного участка. Замкнутые сети напряжением до 1000 В предусматривают питание от нескольких трансформаторных подстанций, получающих электроэнергию от различных источников электроснабжения, и наличие разветвленной кабельной сети с кабелями достаточного сечения.

Эти сети обеспечивают надежное электроснабжение потребителей, поскольку при отключении участка сети 6-10 кВ напряжение у потребителей сохраняется, но из-за сложности защиты от коротких замыканий в нашей стране применяются редко.

Читайте также:
Противопожарная крышная разделка дымохода: технология монтажа

В настоящее время автоматизированные схемы электроснабжения широко используют в городских электросетях, что приводит их к полной автоматизации. В этом случае любое повреждение в сети 6-10 кВ и самих трансформаторов не приводит к прекращению электроснабжения потребителей и может оставаться длительное время незамеченным для персонала электросети. Поэтому в городских электросетях применяют устройства телемеханики, подающие сигнал на соответствующий диспетчерский пункт об изменении положения в РП указателей сигнализации замыканий на землю, положения выключателей и позволяющие производить измерения нагрузки и напряжения контролируемых объектов, а также телеуправление выключателями. Такие устройства устанавливают в ЦП, РП и ТП. При использовании установки телемеханики улучшаются технико-экономические показатели электросети, поскольку можно отказаться от постоянного дежурного персонала на телемеханизированных объектах, сократить время ликвидации повреждений и т. п.

Передача электроэнергии — распространенные способы и альтернативные варианты

Электричество не относится к накопительным ресурсам. На сегодняшний день нет эффективных технологий, позволяющих аккумулировать энергию, выработанную генераторами, поэтому передача электроэнергии потребителям относится к актуальным задачам. В стоимость ресурса входят затраты на его производство, потери при транспортировке и расходы на монтаж и обслуживание ЛЭП. При этом от схемы передачи напрямую зависит эффективность системы электроснабжения.

Высокое напряжение, как способ уменьшения потерь

Несмотря на то, что во внутренних сетях большинства потребителей, как правило, 220/380 В, электроэнергия передается к ним по высоковольтным магистралям и понижается на трансформаторных подстанциях. Для такой схемы работы есть весомые основания, дело в том, что наибольшая доля потерь приходится на нагрев проводов.

Мощность потерь описывает следующая формула: Q = I 2 * Rл ,

где I – сила тока, проходящего через магистраль, RЛ – ее сопротивление.

Исходя из приведенной формулы можно заключить, что снизить затраты можно путем уменьшения сопротивления в ЛЭП или понизив силу тока. В первом случае потребуется увеличивать сечения провода, это недопустимо, поскольку приведет к существенному удорожанию электропередающих магистралей. Выбрав второй вариант, понадобится увеличить напряжение, то есть, внедрение высоковольтных ЛЭП приводит к снижению потерь мощности.

Классификация линий электропередач

В энергетике принято разделять ЛЭП на виды в зависимости от следующих показателей:

  1. Конструктивные особенности линий, осуществляющих передачу электроэнергии. В зависимости от исполнения они могут быть двух видов:
  • Воздушными. Передача электричества осуществляется с использованием проводов, которые подвешиваются на опоры. Воздушные линии электропередач
  • Кабельными. Такой способ монтажа подразумевает укладку кабельных линий непосредственно в грунт или в специально предназначенные для этой цели инженерные системы. Обустройство блочной кабельной канализации
  1. Вольтаж. В зависимости от величины напряжения ЛЭП принято классифицировать на следующие виды:
  • Низковольтные, к таковым относятся все ВЛ с напряжением не более 1-го кВ.
  • Средние – от 1-го до 35-ти кВ.
  • Высоковольтные – 110,0-220,0 кВ.
  • Сверхвысоковольтные – 330,0-750,0 кВ.
  • Ультравысоковольтные — более 750-ти кВ. Ультравысоковольтная ЛЭП Экибастуз-Кокчетав 1150 кВ
  1. Разделение по типу тока при передаче электричества, он может быть переменным и постоянным. Первый вариант более распространен, поскольку электростанции, как правило, оборудованы генераторами переменного тока. Но для уменьшения нагрузочных потерь энергии, особенно на большой дальности передачи, более эффективен второй вариант. Как организованы схемы передачи электричества в обоих случаях, а также преимущества каждого из них, будет рассказано ниже.
  2. Классификация в зависимости от назначения. Для этой цели приняты следующие категории:
  • Линии от 500,0 кВ для сверхдальних расстояний. Такие ВЛ связывают между собой отдельные энергетические системы.
  • ЛЭП магистрального назначения (220,0-330,0 кВ). При помощи таких линий осуществляется передача электричества, вырабатываемого на мощных ГЭС, тепловых и атомных электростанциях, а также их объединения в единую энергосистему.
  • ЛЭП 35-150 кВ относятся к распределительным. Они служат для снабжения электроэнергией крупных промышленных площадок, подключения районных распределительных пунктов и т.д.
  • ЛЭП с напряжением до 20,0 кВ, служат для подключения групп потребителей к электрической сети.

Способы передачи электроэнергии

Осуществить передачу электроэнергии можно двумя способами:

  • Методом прямой передачи.
  • Преобразуя электричество в другой вид энергии.

В первом случае электроэнергия передается по проводникам, в качестве которых выступает провод или токопроводящая среда. В воздушных и кабельных ЛЭП применяется именно этот метод передачи. Преобразование электричества в другой вид энергии открывает перспективы беспроводного снабжения потребителей. Это позволит отказаться от линий электропередач и, соответственно, от расходов, связанных с их монтажом и обслуживанием. Ниже представлены перспективные беспроводные технологии, над совершенствованием которых ведутся работы.

Технологии беспроводной передачи электричества

К сожалению, на текущий момент возможности транспортировки электричества беспроводным способом сильно ограничены, поэтому об эффективной альтернативе методу прямой передачи говорить пока рано. Исследовательские работы в этом направлении позволяют надеяться, что в ближайшее время решение будет найдено.

Схема передачи электроэнергии от электростанции до потребителя

Ниже на рисунке представлены типовые схемы, из которых первые две относятся к разомкнутому виду, остальные — к замкнутому. Разница между ними заключается в том, что разомкнутые конфигурации не являются резервированными, то есть, не имеют резервных линий, которые можно задействовать при критическом увеличении электрической нагрузки.

Пример наиболее распространенных конфигураций ЛЭП

Обозначения:

  1. Радиальная схема, на одном конце линии находится электростанция производящая энергию, на втором — потребитель или распределительное устройство.
  2. Магистральный вариант радиальной схемы, отличие от предыдущего варианта заключается в наличии отводов между начальным и конечным пунктами передачи.
  3. Магистральная схема с питанием на обоих концах ЛЭП.
  4. Кольцевой тип конфигурации.
  5. Магистраль с резервной линией (двойная магистраль).
  6. Сложнозамкнутый вариант конфигурации. Подобные схемы применяются при подключении ответственных потребителей.
Читайте также:
Остекление квартиры. Популярный дизайн

Теперь рассмотрим более подробно радиальную схему для передачи вырабатываемой электроэнергии по ЛЕП переменного и постоянного тока.

Рис. 6. Схемы передачи электроэнергии к потребителям при использовании ЛЭП с переменным (А) и постоянным (В) током

Обозначения:

  1. Генератор, где вырабатывается я электроэнергия с синусоидальной характеристикой.
  2. Подстанция с повышающим трехфазным трансформатором.
  3. Подстанция с трансформатором, понижающим напряжение трехфазного переменного тока.
  4. Отвод для передачи электироэнергии распределительному устройству.
  5. Выпрямитель, то есть устройство преобразующее трехфазный переменный ток в постоянный.
  6. Инверторный блок, его задача сформировать из постоянного напряжение синусоидальное.

Как видно из схемы (А), с источника энергии электричество подается на повышающий трансформатор, затем при помощи воздушных линий электропередач производится транспортировка электроэнергии на значительные расстояния. В конечной точке линия подключается к понижающему трансформатору и от него идет к распределителю.

Метод передачи электроэнергии в виде постоянного тока ( В на рис.6) от предыдущей схемы отличается наличием двух преобразовательных блоков (5 и 6).

Закрывая тему раздела, для наглядности приведем упрощенный вариант схемы городской сети.

Наглядный пример структурной схемы электроснабжения

Обозначения:

  1. Электростанция, где электроэнергия производится.
  2. Подстанция, повышающая напряжение, чтобы обеспечить высокую эффективность передачи электроэнергии на значительные расстояния.
  3. ЛЭП с высоким напряжением (35,0-750,0 кВ).
  4. Подстанция с понижающими функциями (на выходе 6,0-10,0 кВ).
  5. Пункт распределения электроэнергии.
  6. Питающие кабельные линии.
  7. Центральная подстанция на промышленном объекте, служит для понижения напряжения до 0,40 кВ.
  8. Радиальные или магистральные кабельные линии.
  9. Вводный щит в цеховом помещении.
  10. Районная распределительная подстанция.
  11. Кабельная радиальная или магистральная линия.
  12. Подстанция, понижающая напряжение до 0,40 кВ.
  13. Вводный щит жилого дома, для подключения внутренней электрической сети.

Передача электроэнергии на дальние расстояния

Основная проблема, связанная с такой задачей – рост потерь с увеличением протяженности ЛЭП. Как уже упоминалось выше, для снижения энергозатрат на передачу электричества уменьшают силу тока путем увеличения напряжения. К сожалению, такой вариант решения порождает новые проблемы, одна из которых коронные разряды.

С точки зрения экономической целесообразности потери в ВЛ не должны превышать 10%. Ниже представлена таблица, в которой приводится максимальная протяженность линий, отвечающих условиям рентабельности.

Таблица 1. Максимальная протяженность ЛЭП с учетом рентабельности (не более 10% потерь)

Напряжение ВЛ (кВ) Протяженность (км)
0,40 1,0
10,0 25,0
35,0 100,0
110,0 300,0
220,0 700,0
500,0 2300,0
1150,0* 4500,0*

* — на текущий момент ультравысоковольтная ВЛ переведена на работу с напряжением в половину от номинального (500,0 кВ).

Постоянный ток в качестве альтернативы

В качестве альтернативы электропередачи переменного тока на большое расстояние можно рассматривать ВЛ с постоянным напряжением. Такие ЛЭП обладают следующими преимуществами:

  • Протяженность ВЛ не влияет на мощность, при этом ее максимальное значение существенно выше, чем у ЛЭП с переменным напряжением. То есть при увеличении потребления электроэнергии (до определенного предела) можно обойтись без модернизации.
  • Статическую устойчивость можно не принимать во внимание.
  • Нет необходимости синхронизировать по частоте связанные энергосистемы.
  • Можно организовать передачу электроэнергии по двухпроводной или однопроводной линии, что существенно упрощает конструкцию.
  • Меньшее влияние электромагнитных волн на средства связи.
  • Практически отсутствует генерация реактивной мощности.

Несмотря на перечисленные способности ЛЭП постоянного тока, такие линии не получили широкого распространения. В первую очередь это связано с высокой стоимостью оборудования, необходимого для преобразования синусоидального напряжения в постоянное. Генераторы постоянного тока практически не применяются, за исключением электростанций на солнечных батареях.

С инверсией (процесс полностью противоположный выпрямлению) также не все просто, необходимо допиться качественных синусоидальных характеристик, что существенно увеличивает стоимость оборудования. Помимо этого следует учитывать проблемы с организацией отбора мощности и низкую рентабельность при протяженности ВЛ менее 1000-1500 км.

Кратко о свехпроводимости.

Сопротивление проводов можно существенно снизить, охладив их до сверхнизких температур. Это позволило бы вывести эффективность передачи электроэнергии на качественно новый уровень и увеличить протяженность линий для использования электроэнергии на большом удалении от места ее производства. К сожалению, доступные на сегодняшний день технологии не могут позволить использования сверхпроводимости для этих целей ввиду экономической нецелесообразности.

Как передается электроэнергия: принцип передачи от генерации до потребителя

Современные системы электроснабжения промышленных предприятий состоят из устройств производства электроэнергии и (или) пунктов приема ее из энергосистемы — главных понизительных подстанций (ГПП), главных распределительных пунктов (ГРП). промежуточных распределительных пунктов (РП), десятков и даже сотен трансформаторных подстанций (ТП), а также преобразовательных подстанций (ПП), линий электропередачи (ЛЭП) значительной протяженности, связывающих сетевые объекты по определенным схемам.

Эти схемы характеризуются значительным многообразием и имеют структурное, иерархическое построение, представляющее собой ориентированный граф, где корнем являются источники питания, вершинами — отдельные электроприемники. Между 0-м и 1-м уровнями организуется внешнее, 1-м и 5-м — внутреннее (внутризаводское — 1—3-й уровни, цеховое — 3—5-й уровни) электроснабжение.

  1. Способы электроснабжения предприятий
  2. Назначение распределительных подстанций
  3. Источники питания крупных городов

Способы электроснабжения предприятий

Электроснабжение промышленных предприятий в основном осуществляется от районных электроэнергетических систем (централизованное электроснабжение). Возможны варианты и комбинированного питания, при котором предприятие получает электрическую энергию от электроэнергетических систем (ЭСС) и собственной электростанции, а также в редких случаях обеспечения предприятия питанием только от собственной электростанции.

Целесообразность сооружения собственной электростанции обуславливается технико-экономическими соображениями, среди которых: потребность в тепловой энергии для производственных нужд, удаленность предприятия от энергосистем, наличие и возможность использования вторичных энергоресурсов в качестве топлива для электростанции, уровень надежности электроснабжения.

Питание промышленного предприятия может быть подведено к одному общему или к двум и более приемным пунктам. От одного пункта приема электроэнергии могут питаться одно или более промышленных предприятий, расположенный вблизи микрорайон или другие потребители. Все пункты приема электроэнергии от ЭЭС, а также собственные станции предприятия электрически связываются между собой. Наличие того или иного пункта приема электроэнергии на промышленном предприятии обуславливается в основном величиной потребляемой мощности и удаленностью предприятия от источника питания. Например, при относительно небольшом расстоянии (до 8 км) предприятия малой и средней мощности в большинстве случаев получают электроэнергию на напряжении 6—20 кВ, пунктом приема является ГРП, который без трансформации указанного напряжения распределяет электроэнергию внутри предприятия.

Малые предприятия имеют в основном один пункт приема электроэнергии в виде распределительного пункта 6—20 кВ или цеховой трансформаторной подстанции. Предприятия малой и средней мощности располагают одним-двумя приемными пунктами в виде ГПП, ГРП; предприятие большой мощности — одним или более приемными пунктами в виде ГРП, ГПП, ПГВ.

Пункты приема электроэнергии могут питаться отпайками от проходящих ЛЭП или непосредственно от распределительных устройств подстанций и электростанций энергосистемы.

Внутризаводское электроснабжение на действующих предприятиях выполняется по ступенчатому принципу в основном на напряжении 6—10 кВ. Перспективным является перевод сети с 6 на 10 кВ. а на вновь строящихся крупных предприятиях — применение напряжения 20 кВ.

Назначение распределительных подстанций

При одноступенчатых схемах отсутствуют промежуточные РП. При двух- и более ступенчатых схемах применяются РП. от которых питаются ТП и высоковольтные электроприемники второй ступени, а также РП последующей ступени распределения электроэнергии.

Читайте также:
Рейтинг лучших видов столешниц для кухонного гарнитура

Необходимость сооружения и количество промежуточных РП определяются в основном величиной и территориальным размещением электрической нагрузки. Количество ТП регламентируется выбранной мощностью силовых трансформаторов и их количеством на подстанции. При глубоких вводах внутризаводское электроснабжение может осуществляться на напряжении 35 кВ и выше. При этом к потребителям подводится максимально высокое напряжение и применяются разукрупненные понизительные подстанции глубоких вводов (ПГВ) 35/0,4; 110/6—10 кВ.

Цеховое электроснабжение осуществляется в основном на напряжении 380/220 В с перспективой применения при наличии технико-экономического обоснования напряжения 660 В.

Источники питания крупных городов

Источниками питания электроснабжения городов являются энергосистема и собственные электростанции предприятий, отдельные микрорайоны могут питаться от пунктов приема электроэнергии близлежащих промышленных предприятий.

Электроснабжение городов осуществляется в основном от районных подстанций, питающихся от энергосистемы.

Электроснабжение промышленных предприятий, городов выполняется посредством электрических сетей (распределительных сетей до и выше 1 кВ) — каналов передачи и преобразования электроэнергии. Питание конкретного электроприемника (узла нагрузки) осуществляется по основному каналу, предусмотренному проектом.

Однако следует отметить, что каналы питания электроприемников вследствие управления режимами распределения электроэнергии, вывода в плановый ремонт отдельного оборудования, а также отказов отдельных элементов системы не постоянны во времени и могут в значительной степени претерпевать изменения своей конфигурации. Происходит это потому, что электрическое оборудование системы электроснабжения может находиться в различных состояниях: в работе, ремонте или резерве.

С целью обеспечения определенной »живучести» и необходимой степени надежности системы электроснабжения оснащаются релейной защитой и сетевой автоматикой — автоматическим вводом резерва (АРВ), автоматическим повторным включением (АПВ), автоматической частотной разгрузкой (АЧР).

Основные принципы организации производства и потребления электроэнергии в России

Основные принципы организации производства и потребления электроэнергии в России

Энергетика – зачем?

Где рождается энергия

Транспортировка энергии

Электрические сети, в свою очередь, подразделяются на магистральные электрические сети и распределительные электрические сети.

К магистральным сетям относятся все высоковольтные линии электропередач (ЛЭП), к распределительным – ЛЭП мощностью ниже 110 кВ.

Сети связаны между собой трансформаторными и распределительными подстанциями.

Трансформаторные подстанции позволяют преобразовать напряжение из высокого в низкое.
При передаче электроэнергии, чем выше напряжение в сети, тем ниже уровень технических потерь электроэнергии.

Однако потребители не могут использовать электроэнергию с высоким напряжением. Отсюда появляется необходимость при передаче электроэнергии потребителям использовать трансформаторные подстанции.

Распределительные подстанции служат для приема и распределения электроэнергии, в основном, в городских электрических сетях, крупных промышленных и нефтедобывающих предприятиях.

Энергетика России до проведения реформы

По такой схеме работают и работали компании электроэнергетики, которые после распада СССР были объединены в супер-энергохолдинг РАО «ЕЭС России».
Независимо от РАО функционировали четыре «АО-энерго»:

  • «Иркутскэнерго»;
  • «Татэнерго»;
  • «Башкирэнерго»;
  • «Новосибирскэнерго».

РАО «ЕЭС» имело территориальные подразделения (72 АО-энерго) по всей стране.

До реформы внутри одного подразделения были объединены функции:

  • выработки (генерации) электроэнергии;
  • передачи и распределения электроэнергии;
  • продажи (сбыта) электроэнергии.

Компании диспетчеризации осуществляли координацию и управление генерирующими единицами и сетями.

Покупка/продажа электроэнергии происходила по регулируемым ценам (тарифам), которые устанавливались государством.

Однако вскоре энергохолдинг РАО столкнулся с проблемой устаревания оборудования при неизменно растущем росте потребления электроэнергии.

Мощности нуждались в огромных инвестициях, и единственным способом привлечь их без помощи государства была реформа отрасли.

Реформа энергетики

  • производственную – генерация (электростанции);
  • сетевую (сети по передаче и распределению энергии);
  • сбытовую.

Перегруппировка была необходима для создания конкурентных рынков в генерации и сбыте электроэнергии, но при этом государство оставило за собой монопольное право на услуги по передаче электроэнергии.

В результате реформы были выделены компании, осуществляющие торговлю по свободным (рыночным) ценам и по регулируемым ценам (тарифам).

Для участия в торговле по рыночным ценам к участникам предъявляется ряд правил Оптового рынка, а также накладываются обязательства по приобретению/реализации мощности.

Читайте также:
Обрезной брус: виды продукции, материал изготовления и рекомендации по выбору

Рассмотрим подробнее каждую часть РАО «ЕЭС» после реформы.

Оптовые генерирующие компании

Генерирующие компании оптового рынка электроэнергии (оптовые генерирующие компании, ОГК) — семь экстерриториальных энергокомпаний, выделенных из РАО ЕЭС в процессе его реформирования.

Экстерриториальная компания – компания, не привязанная к региону и территории, на которой она располагается, то есть компания, имеющая государственное значение.

Состав ОГК подобран таким образом, чтобы они имели сопоставимые стартовые условия на рынке:

  • по установленной мощности;
  • стоимости активов;
  • средней величине износа оборудования.

Каждая ОГК объединяет станции, находящиеся в различных регионах страны, благодаря чему минимизированы возможности монопольных злоупотреблений.

Тепловые ОГК, будучи независимыми друг от друга, являются основными конкурентами на оптовом рынке электроэнергии.
Шесть тепловых ОГК объединяют подавляющее большинство крупных ТЭС (в каждую ОГК входит несколько электростанций, общая мощность каждой ОГК составляет около 9 ГВт).

В РусГидро (ранее называлось ГидроОГК) объединены практически все подконтрольные РАО ЕЭС гидроэлектростанции (за исключением каскадов малых ГЭС в Карелии и Мурманской области, отошедших к ТГК-1).

ОАО «Концерн Росэнергоатом» объединяет 10 атомных станций России. Основным видом деятельности ОАО «Концерн Росэнергоатом» является производство электрической и тепловой энергии атомными станциями и выполнение функций эксплуатирующей организации ядерных установок.

Одной из стратегических целей ОАО «Концерн Росэнергоатом» является эффективное обеспечение страны электроэнергией, производимой на АЭС.

На все ОГК приходится около трети общих энергогенерирующих мощностей России.

Территориальные генерирующие компании

ТГК продают электроэнергию, а также снабжают теплом потребителей своих регионов. ТГК сформированы на основе следующих базовых принципов:

  • создание крупных компаний;
  • минимизация монополии;
  • объединение электростанций по территориальному признаку;
  • снижение доли государственного контроля над генерацией электроэнергии.

Функцией территориальных генерирующих компаний является производство электроэнергии для местных потребителей.
В процессе реформирования РАО ЕЭС было создано 14 ТГК.

В среднем, каждая ТГК имеет установленные генерирующие электрические мощности около 3 ГВт, причем крупных электростанций и ТЭЦ (мощностью 1 ГВт и более) в их составе, как правило, нет.

В целом на долю ТГК приходится около четверти всех установленных энергомощностей России и около трети тепловой генерации.

Реформа электрических сетей

После реформы энергетической отрасли все магистральные сети, которые входят в единую энергетическую систему России и составляют Единую национальную электрическую сеть России (ЕНЭС) , вошли в состав Федеральной сетевой компании (ОАО «ФСК ЕЭС»).

Все же остальные сети, не включенные в ЕНЭС и относящиеся к распределительным сетям, в итоге были включены в состав одиннадцати межрегиональных распределительных сетевых компаний (МРСК) по территориальному принципу. В 2013 году ОАО «Холдинг МРСК» было переименовано в ОАО «Россети». В настоящее время ОАО «Россети» также владеет более чем 80% акций ОАО «ФСК ЕЭС».

Рассмотрим типичное распределение зон ответственности ФСК и МРСК при транспортировке электроэнергии от поставщиков к потребителям.

Однако существует ряд особенностей при транспорте электроэнергии:

  1. В реальности при передаче электроэнергии от электростанций в магистральные сети зачастую используются трансформаторные подстанции.
  2. Электроэнергия может попадать напрямую в распределительные сети, минуя магистральные сети.
  3. Часть потребителей (как крупных, так и средних и мелких) обладают собственными генерирующими единицами, которые питают их мощности практически напрямую (без участия сетевых организаций).

Россети

  • филиалы «Магистральные электрические сети» (МЭС);
  • филиалы «Предприятия магистральных электрических сетей» (ПМЭС);
  • филиал «Специализированная производственная база «Белый Раст».

Задачи филиалов ОАО «ФСК ЕЭС» – МЭС:

  • оказание услуг по передаче и распределению электрической энергии;
  • оказание услуг по присоединению к электрическим сетям;
  • оказание услуг по сбору, передаче и обработке технологической информации, включая данные измерений и учета;
  • эксплуатация электрических сетей и технологическое управление ими;
  • развитие электрических сетей и иных объектов электросетевого хозяйства.

В настоящее время филиалы ОАО «ФСК ЕЭС» обеспечивают функционирование 131,6 тыс. км линий электропередачи и 891 подстанций общей трансформаторной мощностью более 322,5 тысяч МВА напряжением 110-1150 кВ.

На оптовом рынке продавцами и покупателями являются генерирующие компании, операторы экспорта/импорта электроэнергии, сбытовые организации, сетевые компании (в части приобретения электроэнергии для покрытия потерь), крупные потребители.

Сбыт электроэнергии конечным потребителям осуществляют сбытовые компании: гарантирующие поставщики, энергосбытовые (энергоснабжающие) организации, а также производители электрической энергии (мощности) на розничных рынках.

Гарантирующий поставщик (ГП) – сбытовая компания, обязанная заключить с любым обратившимся к ней лицом, находящимся в зоне его деятельности, договор энергоснабжения.
Наличие ГП в конструкции розничного рынка гарантирует, что конечный потребитель не окажется в ситуации, когда с ним отказались заключать договор все сбытовые организации.
Гарантирующий поставщик действует в рамках определенной зоны деятельности. Зоны деятельности гарантирующих поставщиков не пересекаются.
Гарантирующий поставщик продает на розничном рынке электрическую энергию (мощность), приобретенную им на оптовом рынке с использованием группы точек поставки, а также на розничных рынках – приобретенную у энергосбытовых организаций и производителей электрической энергии/мощности на розничном рынке.

Энергосбытовые организации, в отличие от гарантирующих поставщиков, свободны в выборе покупателя, с которым они готовы заключить договор энергоснабжения.

Оптовые потребители-перепродавцы (далее – ОПП) также как и региональные энергетические компании (АО-энерго) должны осуществить разделение по видам деятельности (сбыт и передача электроэнергии).
В частности, когда ОПП расположены в территориальных технологически изолированных энергосистемах или вообще не имеют электрической связи с Единой энергетической системой или какой-либо из технологически изолированных энергосистем.

Диспетчеризация оборудования и сетей

Открытое акционерное общество «Системный оператор Единой энергетической системы» (Системный оператор) — осуществляет централизованное оперативно-диспетчерское управление технологическим режимом Единой энергетической системы России на территории субъектов Российской Федерации.

Читайте также:
Обрезной брус: виды продукции, материал изготовления и рекомендации по выбору

В соответствии с принципами функционирования единой вертикали оперативно-диспетчерского управления, подразделения Системного оператора организованы в трехуровневую иерархическую структуру:

  • Исполнительный аппарат (г. Москва);
  • Филиалы – Объединенные диспетчерские управления (ОДУ) энергообъединениями;
  • Филиалы – региональные диспетчерские управления (РДУ) энергосистемами одного или нескольких субъектов Российской Федерации.

Главная функция Системного оператора – контроль за соблюдением технологических параметров функционирования энергосистемы.
Для исполнения этой функции Системный оператор может отдавать обязательные к исполнению команды генерирующим и сетевым компаниям, потребителям с регулируемой нагрузкой.

Также Системный оператор контролирует очередность вывода в ремонт генерирующих и сетевых мощностей, осуществляет контроль за исполнением программ генерирующими и сетевыми компаниями.

Системный оператор участвует в обеспечении функционирования оптового рынка электроэнергии и мощности:

  • осуществляет актуализацию расчетной модели, на основе которой Коммерческий оператор производит расчет объемов и цен торговли на оптовом рынке электроэнергии;
  • проводит конкурентный отбор мощности (КОМ);
  • обеспечивает функционирование балансирующего рынка – торговли отклонениями от плановых объемов производства и потребления электроэнергии.

Структура рынка

Подписание Договора о присоединении и вступление в саморегулируемую организацию участников оптового рынка электроэнергии и мощности (Некоммерческое партнерство «Совет рынка») является обязательным условием участия в купле-продаже электроэнергии и мощности на оптовом рынке.

Организация торговли и обеспечение расчетов между участниками оптового рынка электроэнергии является функцией Коммерческого оператора – ОАО «Администратор торговой системы», 100% дочерней компании Некоммерческого партнерства «Совет рынка».

Дочерняя организация ОАО «АТС» и НП «Совет рынка» – ОАО «Центр финансовых расчетов», выступает унифицированной стороной по сделкам купли-продажи электроэнергии и мощности, осуществляет расчет требований и обязательств по договорам купли-продажи электроэнергии и мощности.

Стоимость услуг Коммерческого оператора контролируется государством.

Совет рынка

Целями создания некоммерческого партнерства «Совет рынка» являются:

  • обеспечение функционирования коммерческой инфраструктуры рынка;
  • обеспечение эффективной взаимосвязи оптового и розничных рынков;
  • формирование благоприятных условий для привлечения инвестиций в электроэнергетику;
  • наличие общей позиции участников оптового и розничных рынков при разработке нормативных документов, регулирующих функционирование электроэнергетики;
  • организация на основе саморегулирования эффективной системы оптовой и розничной торговли электрической энергией, мощностью, иными товарами и услугами, допущенными к обращению на оптовом и розничных рынках.

НП «Совет рынка» выполняет следующие функции:
Приоритетными направлениями работы НП «Совет рынка» являются:

  • совершенствование модели и организации функционирования оптового рынка электрической энергии и мощности;
  • организация функционирования розничного рынка электрической энергии;
  • мониторинг контроля за соблюдением субъектами оптового рынка правил и регламентов оптового рынка, также урегулирования споров между участниками оптового рынка;
  • информационное обеспечение Членов Партнерства и органов власти по функционированию рынков электроэнергии в России и за рубежом, а также обеспечение коммуникаций между участниками рынков электроэнергии.

Основными задачами ОАО «АТС» являются:

  • организация торговли на оптовом рынке электроэнергии и мощности;
  • обеспечение расчетов за поставляемую электроэнергию и услуги, оказываемые участникам оптового рынка;
  • обеспечение равных условий для участников оптового рынка электроэнергии;
  • разработка правил рынка и контроля над их соблюдением;
  • организация системы досудебного урегулирования споров между участниками оптового рынка;
  • контроль над действиями системного оператора (СО ЕЭС).

Основной задачей ОАО “ЦФР” является оказание комплексной услуги по расчету требований и обязательств участников оптового рынка электроэнергии и мощности и ФСК и проведению финансовых расчетов между ними.

Общество выступает на оптовом рынке унифицированной стороной по сделкам и заключает на оптовом рынке электрической энергии (мощности) от своего имени договоры, обеспечивающие оптовую торговлю электрической энергией и мощностью.

При оказании комплексной услуги по расчету требований и обязательств участников оптового рынка и ФСК, Общество осуществляет на оптовом рынке электроэнергии одно или несколько из следующих действий, обеспечивающих проведение финансовых расчетов между участниками оптового рынка:

  • осуществление расчета требований и обязательств участника оптового рынка при покупке/продаже электрической энергии;
  • формирование схемы платежей для участников оптового рынка, находящихся на территориях субъектов Российской Федерации, не объединенных в ценовые зоны оптового рынка (неценовые зоны);
  • формирование на основании информации, получаемой от АТС и участников оптового рынка, и направление участнику оптового рынка документа, содержащего информацию о стоимости и объемах электрической энергии/мощности, купленной или проданной на оптовом рынке;
  • участие в проведении финансовых расчетов участника оптового рынка с другими участниками оптового рынка.

Как устроен рынок сбыта электроэнергии в России

Рынок электроэнергетики в России не ограничивается исключительно производством энергии, чтобы электричество поступило в дома потребителям существуют еще распределительные электросетевые компании и сбытовые компании. В продолжении цикла о российской энергетике рассмотрим, кто и как продает электричество.

Распределительные электросетевые компании

Распределительные сетевые компании занимаются транспортировкой электроэнергии от производителей к потребителям. Именно такие компании устанавливают и содержат всю инфраструктуру: линии электропередач и трансформаторные подстанции (специальные электроустановки для приема, преобразования и распределения электроэнергии).

Источник http://www.myenergy.ru/russia/

Основным оператором электрических сетей в России является холдинг ПАО «Россети», в который входит Федеральная сетевая компания Единой энергетической системы (ПАО «ФСК ЕЭС») и Межрегиональные распределительные сетевые компании (МРСК). «ФСК ЕЭС» занимается передачей электроэнергии по высоковольтным магистральным сетям, а МРСК по менее мощным распределительным сетям. На Московской бирже представлены акции следующих распределительных компаний:

ПАО «Россети» (RSTI);

ПАО «ФСК ЕЭС» (FEES);

ПАО «МРСК Центра» (MRKC);

ПАО «МРСК Северного Кавказа» (MRKK);

ПАО «МРСК Центра и Приволжья» (MRKP);

ПАО «МРСК Сибири» (MRKS);

ПАО «МРСК Урала» (MRKU);

ПАО «МРСК Волги» (MRKV);

ПАО «МРСК Юга» (MRKY);

ПАО «МРСК Северо-Запада» (MRKZ);

ПАО «Московская объединенная электросетевая компания» (MSRS);

ПАО «Кубаньэнерго» (KUBE);

Читайте также:
Самые популярные сорта желтых клематисов

ПАО «Ленэнерго» (LSNG);

ПАО «Томская распределительная компания» (TORS).

Примечание: большая часть МРСК на момент написания статьи (15.01.2021) находится в стадии переименования. Т.к. этот процесс не завершен, в статье использованы старые названия.

Стоит отметить, что стоимость услуг по транспортировке электроэнергии регулируется государственными тарифами. Во время передачи электричества неминуемо происходят потери, которые сетевые компании компенсируют сбытовым. Еще в данном сегменте стабильно высокие капитальные затраты на расширение сети электропередач. Спрос по регионам отличается из-за неравной плотности населения, поэтому распределительные компании получают разную прибыль и платят разные дивиденды. Чтобы поддерживать баланс в холдинге, «Россети» помогают слабым компаниям и забирают деньги у сильных. Это приводит к тому, что у «ФСК ЕЭС» и некоторых стабильно прибыльных МРСК большие дивидендные выплаты.

Сбытовые компании

Еще на рынке электроэнергетики присутствуют сбытовые компании, которые занимаются непосредственной продажей электричества населению. По сути, они занимаются стандартной коммерцией — покупают товар подешевле оптом на ОРЭМ (оптовый рынок электроэнергии и мощности) и продают чуть подороже в розницу. (В статье «Основные способы генерации электроэнергии в России» было подробно рассмотрено как функционирует ОРЭМ и как там формируются цены). Для подачи электричества потребителям сбытовые компании заключают договоры на транспортировку электроэнергии с сетевыми компаниями.

Источник: https://esc-rushydro.ru/about

Сбытовые компании могут получить статус гарантирующего поставщика (ГП). ГП на закрепленной за ним территорией обязан заключать договор купли-продажи электрической энергии с любым обратившимся к нему потребителем, т.е. поставщик электричества по умолчанию. ГП выбирается государством по итогам конкурсного отбора раз в 3 года. Что, по сути, чистая формальность, т.к. основным критерием при выборе ГП является выручка, а наибольшая выручка у текущего ГП в данном регионе. На сайте ФАС России размещен реестр гарантирующих поставщиков и зон их деятельности.

Если у сбытовой организации нет статуса гарантирующего поставщика, то она является независимым поставщиком энергии — энергосбытовой организацией (ЭСО) и может продавать электроэнергию по свободным ценам. Кстати, вне зоны деятельности гарантирующий поставщик может работать как независимая энергосбытовая организация. Обычно ЭСО заключают договоры с крупными покупателями электроэнергии, в роли которых выступаю предприятия.

За кажущейся простой экономической деятельности скрывается много подводных камней. Во-первых, законодательные ограничения, например, размер надбавки ГП строго регулируется тарифами на электроэнергию. Во-вторых, задолженности по оплате электроэнергии населением, что приводит к снижению выручки и росту дебиторской задолженности на балансе сбытовых компаний. Поэтому финансовое состояние многих сбытовых компаний оставляет желать лучшего.

Источник: https://esc-rushydro.ru/about

Конечно имеются и успешные компании, но это сильно зависит от региона деятельности и является скорее исключением из общего правила. С точки зрения инвестиций, сбытовые компании, в целом, не являются привлекательными.

На Московской бирже котируется множество региональных сбытовых компаний, но у них не самая высокая ликвидность.

В Группу ПАО «РусГидро» входят следующие компании:

ПАО «Дальневосточная энергетическая компания» (DVEC);

ПАО «Якутскэнерго» (YKEN);

ПАО «Магаданэнерго» (MAGE);

ПАО «Камчатскэнерго» (KCHE);

ПАО «Сахалинэнерго» (SLEN);

ПАО «Рязанская энергетическая сбытовая компания» (RZSB);

ПАО «Красноярскэнергосбыт» (KRSB).

Следующая крупная группа сбытовых компаний принадлежит ПАО ГК «ТНС энерго» (TNSE):

ПАО «ТНС энерго Воронеж» (VRSB);

ПАО «ТНС энерго Кубань» (KBSB);

ПАО «ТНС энерго Марий Эл» (MLSB);

ПАО «ТНС энерго Нижний Новгород» (NNSB);

ПАО «ТНС энерго Ростов-на-Дону» (RTSB);

ПАО «ТНС энерго Ярославль» (YRSB).

Также на бирже представлены акции других сбытовых компаний:

ПАО «Астраханская энергосбытовая компания» (ASSB);

ПАО «Дагестанская энергосбытовая компания» (DASB);

ПАО «Калужская сбытовая компания» (KLSB);

ПАО «Костромская сбытовая компания» (KTSB);

ОАО «Липецкая энергосбытовая компания» (LPSB);

ПАО «Мордовская энергосбытовая компания» (MRSB);

ПАО «Пермская энергосбытовая компания» (PMSB);

ПАО «Самараэнерго» (SAGO);

ПАО «Саратовэнерго» (SARE);

ПАО «Ставропольэнергосбыт» (STSB);

ПАО «Тамбовская энергосбытовая компания» (TASB);

ПАО «Волгоградэнергосбыт» (VGSB).

Подводя итоги стоит отметить, что рынок электроэнергетики в России регулируется Федеральным законом от 26.03.2003 N 35-ФЗ (ред. от 30.12.2020) «Об электроэнергетике».

Благодаря циклу статей про российский рынок энергетики у вас появится понимание того, как производится электро- и теплоэнергия, как зарабатывают генерирующие компании, как функционирует ОРЭМ и формируются цены, для чего нужны распределительные сетевые и сбытовые компании, какие есть плюсы и минусы в каждом сегменте. Полученные знания помогут вам ориентироваться в энергетической отрасли, чтобы принимать более верные решения об инвестициях в ту или иную энергетическую компанию.

Другие статьи цикла

В статье «Основные способы генерации электроэнергии в России» были представлены способы производства электроэнергии и теплоэнергии, а в статье «Основные источники заработка генерирующих компаний в России» было рассмотрено как формируется выручка. В следующей статье мы рассмотрим программы ДПМ и КОММод в электроэнергетике.

Ростислав Киндратышин

публикуется с: 17.07.2020

Данные о ходе и итогах торгов предоставлены ПАО Московская Биржа. Дальнейшее распространение информации возможно только с разрешения ПАО Московская Биржа. При использовании материалов гиперссылка на conomy.ru обязательна. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2015660286. Свидетельство о государственной регистрации базы данных №2015621406. 18+

Условия и положения

  • Правила пользования
  • Открытая лицензия
  • Использование информации
  • Политика конфиденциальности

Контактная информация

  • Общая информация
  • Для пресс-служб
  • Размещение рекламы
  • Получение данных по API

Редакция сайта

  • 8 (800) 200-12-95
  • ok@conomy.ru

Мы в социальных сетях

Статистика ресурса

© ООО «М3» 2011 – 2021. Все права защищены.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: