Transmission d'électricité de la centrale électrique au consommateur

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27

Depuis les sources directes de production jusqu'au consommateur, l'énergie électrique passe par de nombreux points technologiques. Dans le même temps, ses porteurs eux-mêmes sous forme de lignes avec conducteurs sont essentiels dans cette infrastructure. À bien des égards, ils forment un système de transport d'électricité complexe et à plusieurs niveaux, où le consommateur est le dernier maillon.

D'où vient l'électricité ?

Au premier stade du processus global d'approvisionnement en énergie, la génération se produit, c'est-à-dire la production d'électricité. Pour cela, des stations spéciales sont utilisées qui produisent de l'énergie à partir de ses autres sources. La chaleur, l'eau, la lumière du soleil, le vent et même la terre peuvent être utilisés comme ces derniers. Dans chaque cas, des centrales électriques sont utilisées pour convertir l'énergie naturelle ou artificielle en électricité. Il peut s'agir de centrales nucléaires ou thermiques traditionnelles et d'éoliennes à énergie solaire.piles. Pour le transport de l'électricité vers la plupart des consommateurs, seuls trois types de centrales sont utilisées: les centrales nucléaires, les centrales thermiques et les centrales hydroélectriques. En conséquence, les installations nucléaires, thermiques et hydrologiques. Ils génèrent environ 75 à 85% de l'énergie mondiale, bien qu'en raison de facteurs économiques et surtout environnementaux, il y ait une tendance croissante à la réduction de cet indicateur. D'une manière ou d'une autre, ce sont ces principales centrales électriques qui produisent de l'énergie pour sa transmission ultérieure au consommateur.

Réseaux de transport d'énergie électrique

Le transport de l'énergie générée est assuré par l'infrastructure du réseau, qui est une combinaison de diverses installations électriques. La structure de base pour la transmission de l'électricité aux consommateurs comprend des transformateurs, des convertisseurs et des sous-stations. Mais la première place y est occupée par les lignes électriques qui relient directement les centrales électriques, les installations intermédiaires et les consommateurs. Dans le même temps, les réseaux peuvent différer les uns des autres - en particulier par leur objectif:

• Réseaux publics. Fournir des installations domestiques, industrielles, agricoles et de transport.
• Communications réseau pour alimentation autonome. Fournir de l'énergie aux objets autonomes et mobiles, y compris les avions, les navires, les stations non volatiles, etc.
• Réseaux pour l'alimentation électrique des installations effectuant des opérations technologiques individuelles. Dans la même installation de production, en plus de l'alimentation principale en électricité, une ligne peut être fournie pour maintenir l'opérabilité d'unéquipement, convoyeur, usine d'ingénierie, etc.
• Contacter les lignes d'alimentation. Réseaux conçus pour fournir de l'électricité directement aux véhicules en mouvement. Cela s'applique aux tramways, locomotives, trolleybus, etc.

Classement des réseaux de transport par taille

Les plus grands sont les réseaux dorsaux reliant les sources de production d'énergie aux centres de consommation dans les pays et les régions. Ces communications se caractérisent par une puissance élevée (de l'ordre de gigawatts) et une tension. Au niveau suivant, il y a les réseaux régionaux, qui sont des succursales des lignes principales et, à leur tour, ont eux-mêmes des ramifications plus petites. Grâce à ces canaux, l'électricité est transmise et distribuée aux villes, aux régions, aux grands centres de transport et aux champs éloignés. Bien que les réseaux de ce calibre puissent se vanter de performances de puissance élevées, leur principal avantage ne réside pas dans le volume de l'approvisionnement en ressources énergétiques, mais dans la distance de transport.

Au niveau suivant se trouvent les réseaux régionaux et internes. Pour la plupart, ils remplissent également les fonctions de distribution d'énergie entre des consommateurs spécifiques. Les canaux de district sont directement alimentés par les canaux régionaux, desservant les zones d'îlots urbains et les réseaux villageois. Quant aux réseaux internes, ils distribuent l'énergie dans le quartier, le village, l'usine et les petits objets.

Sous-stations dans les réseaux d'alimentation

Entre des segments distincts de lignes de transport d'électricité, des transformateurs sont installés sous la forme de sous-stations. Leur tâche principale est d'augmenter la tension dans le contexte d'une diminution du courant. Et il existe également des paramètres de réduction qui réduisent l'indicateur de tension de sortie dans des conditions d'augmentation de l'intensité du courant. La nécessité d'une telle régulation des paramètres électriques sur le chemin du consommateur est déterminée par la nécessité de compenser les pertes sur la résistance active. Le fait est que la transmission de l'électricité s'effectue via des fils avec une section optimale, qui est déterminée uniquement par l'absence de décharge corona et la force du courant. L'impossibilité de contrôler d'autres paramètres entraîne la nécessité d'un équipement de contrôle supplémentaire sous la forme d'un même transformateur. Mais il y a une autre raison pour laquelle la tension devrait augmenter aux dépens de la sous-station. Plus cet indicateur est élevé, plus la distance de transmission d'énergie est éloignée tout en maintenant un potentiel de puissance élevé.

Caractéristiques des transformateurs numériques

Type de sous-station moderne, permet le contrôle numérique. Ainsi, un transformateur standard de ce type prévoit l'inclusion des composants suivants:

• Salle de contrôle opérationnel. Le personnel d'exploitation, via un terminal spécial connecté via une connexion à distance (parfois sans fil), contrôle le fonctionnement de la station en modes lourd et normal. Peut s'appliquerdispositifs auxiliaires d'automatisation, et la vitesse de transmission des commandes varie de plusieurs minutes à plusieurs heures.
• Unité de contrôle anti-urgence. Ce module est activé en cas de fortes perturbations sur la ligne. Par exemple, si la transmission d'électricité d'une centrale électrique à un consommateur a lieu dans des conditions de processus électromécaniques transitoires (avec un arrêt soudain de sa propre alimentation, d'un générateur, d'une chute de charge importante, etc.).
• Protection des relais. En règle générale, un module automatique avec une alimentation indépendante, dont la liste des tâches comprend le contrôle local du système d'alimentation en détectant et en isolant rapidement les parties défectueuses du réseau.

Installations électriques auxiliaires sur lignes électriques

La sous-station, en plus du bloc transformateur, prévoit la présence de sectionneurs, séparateurs, mesures et autres dispositifs supplémentaires. Ils ne sont pas directement liés au complexe de contrôle et fonctionnent par défaut. Chacune de ces installations est conçue pour effectuer des tâches spécifiques:

• Le sectionneur ouvre/ferme le circuit d'alimentation s'il n'y a pas de charge sur les câbles d'alimentation.
• Le séparateur déconnecte automatiquement le transformateur du réseau pendant le temps nécessaire au fonctionnement d'urgence de la sous-station. Contrairement au module de commande, dans ce cas, le passage à la phase de fonctionnement d'urgence s'effectue mécaniquement.
• Les appareils de mesure déterminent les vecteurs de tension et de courant auxquels l'électricité est transmise de la source au consommateur dansmoment précis dans le temps. Ce sont également des outils automatiques qui prennent en charge la comptabilisation des erreurs métrologiques.

Problèmes de transmission d'énergie électrique

L'organisation et l'exploitation des réseaux électriques se heurtent à de nombreuses difficultés d'ordre technique et économique. Par exemple, les pertes de courant déjà mentionnées dues à la résistance dans les conducteurs sont considérées comme le problème le plus important de ce type. Ce facteur est compensé par l'équipement du transformateur, mais il nécessite à son tour une maintenance. L'entretien technique de l'infrastructure du réseau, par lequel l'électricité est transportée à distance, est en principe coûteux. Cela nécessite à la fois des coûts de ressources matérielles et organisationnelles, ce qui affecte finalement l'augmentation des tarifs pour les consommateurs d'énergie. D'autre part, les derniers équipements, les matériaux pour les conducteurs et l'optimisation des processus de contrôle permettent encore de réduire une partie des coûts d'exploitation.

Qui est le consommateur d'électricité ?

Dans une large mesure, les besoins en énergie sont déterminés par le consommateur. Et à ce titre, peuvent agir les entreprises manufacturières, les services publics, les entreprises de transport, les propriétaires de chalets, les résidents d'immeubles urbains à plusieurs appartements, etc.. La principale différence entre différents groupes de consommateurs peut être appelée la puissance de sa ligne d'alimentation. Selon ce critère, tous les canaux de transmission d'électricité aux consommateurs de différents groupes peuvent êtredivisé en trois types:

• Jusqu'à 5 MW.
• De 5 à 75 MW.
• De 75 à 1000 MW.

Conclusion

Bien sûr, l'infrastructure d'approvisionnement énergétique ci-dessus sera incomplète sans un organisateur direct des processus de distribution des ressources énergétiques. Les participants au marché de gros de l'énergie qui disposent de la licence de fournisseur appropriée agissent en tant qu'entreprise de fourniture. Un accord pour les services de transport d'électricité est conclu avec une organisation de vente d'énergie ou un autre fournisseur qui garantit l'approvisionnement dans le délai de facturation spécifié. Dans le même temps, les tâches de maintenance et d'exploitation de l'infrastructure du réseau, qui fournit un objet de consommation spécifique dans le cadre du contrat, peuvent relever du département d'une organisation tierce complètement différente. Il en va de même pour la source de production d'énergie.