چگونگی انتقال برق از نیروگاه ها به مصرف کنندگان

یکی از مهم ترین مزایای  انرژی الکتریکی ، سهولت در نقل و انتقال و توزیع این انرژی بسیار ارزشمند در مسافت های طولانی است

که آن را در مقایسه با سایر صور انرژی، سهل الوصول تر جلوه می دهد و احتمالا به پرمصرف ترین شکل انرژی تبدیل می نماید.

انتقال انرژی الکتریکی یا "انتقال با ولتاژ بالا" یک انتقال وسیع و گسترده انرژی الکتریکی از نیروگاه تولید برق تا پست های واقع در نزدیکی مراکز انسانی و مصرفی است. این موضوع از سیم کشی بین ایستگاه های ولتاژ بالا و مصرف کننده ها ،که شبکه توزیع نامیده می شود ،جداست.

انرژی تولید شده در نیروگاه ها از طریق پست های نیروگاهی تحویل خطوط انتقال و فوق توزیع شده و به مبادی شبکه های توزیع منتقل و از طریق شبکه های توزیع تحویل مصرف کنندگان نهایی می گردد . در حال حاضر سطوح متداول ولتاژ خطوط انتقال نیرو در سیستم برق رسانی 400 و 230 کیلو ولت و برای فوق توزیع 132 ، 63 و 66 کیلو ولت می باشد . انتقال انرژی الکتریکی و بهره برداری از تاسیسات مربوط به آن علاوه بر پیچیدگی خاص خود ، از دیدگاه مطالعات سیستم نیز حائز اهمیت است . مطالعات سیستم بعنوان ضرورتی برای تعیین استراتژی بهره برداری مطمئن و پایدار، چیدمان بهینه واحدهای تولیدی ، برنامه ریزی تعمیرات تجهیزات با توجه به گستره حالات مختلف و محتمل بهره برداری و در دسترس بودن و آمادگی تجهیزاتی همچون ترانس ها و تجهیزات جانبی ، تستها و تنظیم های سیستم های حفاظتی، بهره برداری بهینه از ظرفیت تولید و بهره مندی هر چه بیشتر مصرف کنندگان از برقی مطمئن و با کیفیت مناسب مطرح می باشد .

فرایند جابجایی توان الکتریکی را انتقال انرژی الکتریکی گویند. این فرایند معمولاً شامل انتقال انرژی الکتریکی از مولد یا تولیدکننده به پست?های توزیع نزدیک شهرها یا مراکز تجمع صنایع است و از این پس یعنی تحویل انرژی الکتریکی به مصرف‌کننده‌ها در محدوده توزیع انرژی الکتریکی است. انتقال انرژی الکتریکی به ما اجازه می?دهد تا به سادگی و بدون پذیرفتن هزینه حمل سوخت?ها و همچنین جدای از آلودگی تولید شده از سوختن سوخت?ها در نیروگاه، از انرژی الکتریکی بهره بگیریم. در صورتی که در بسیاری از موارد انتقال منابع انرژی مانند باد یا آب سدها غیرممکن است و تنها راه ممکن انتقال انرژی الکتریکی است.

به علت زیاد بودن میزان توان مورد بحث، ترانسفورماتورها کمابیش در ولتاژهای بالایی کار می?کنند (110 کیلوولت یا بیشتر). انرژی الکتریکی معمولاً در فواصل دراز به وسیله خطوط هوایی انتقال می? یابد. از خطوط زیر زمینی فقط در مناطق پرجمعیت شهری استفاده می?شود و این به دلیل هزینه بالای راه ?اندازی و نگه?داری و همچنین تولید توان راکتیو اضافی در این‌گونه خطوط است.

امروزه خطوط انتقال ولتاژ، بیشتر شامل خطوطی با ولتاژ بالاتر از 110 کیلوولت می‌شوند. ولتاژهای کمتر، نظیر 33 یا 66 کیلوولت به ندرت و برای تغذیه بارهای روشنایی در مسیرهای طولانی مورد استفاده قرار می‌گیرند. ولتاژهای کمتر از 33 کیلوولت معمولاً برای توزیع انرژی الکتریکی مورد استفاده قرار می‌گیرند. از ولتاژهای بیشتر از 230 کیلوولت با نام ولتاژهای بسیار بالا  یاد می‌شود چراکه بیشتر تجهیزات مورد نیاز در این ولتاژها با تجهیزات ولتاژ پایین کاملاً متفاوتند.

خط انتقال هوایی

خط انتقال هوایی نوعی از خط انتقال است که در آن از دکل‌ها و تیرها برای نگه داشتن کابل‌ها بالای سطح زمین استفاده می‌شود. از آنجایی که در این‌گونه خطوط از هوا به عنوان عایق کابل‌ها استفاده می‌شود این روش انتقال یکی از کم هزینه‌ترین و رایج‌ترین روش‌های انتقال است. دکل‌ها و تیرهایی که برای نگهداشتن کابل‌ها استفاده می‌شود می‌توانند از جنس چوب، فولاد، بتون، آلومینیوم و در برخی موارد پلاستیک مسلح باشند. به‌طور کلی کابل‌ها مورد استفاده در خطوط هوایی از جنس آلومینیوم هستند (که البته با نواری از فولاد در داخل مسلح شده‌اند). از کابل‌های مسی در برخی خطوط انتقال ولتاژ متوسط و ولتاژ پایین و محل اتصال به مصرف‌کننده استفاده می‌شود.

خطوط انتقال زمینی

اولین خطوط انتقال برق؛ خطوط زمینی بودند، اما کم کم جای خود را به خطوط هوایی دادند. راه اندازی خطوط زمینی انتقال برق به علت هزینه های فراوان حفاری و ایجاد کانال های زمینی و زیر زمینی بسیار گران تر از راه اندازی خطوط هوایی است و گرفتن انشعاب از این خطوط مستلزم وجود ایستگاه های توزیع، جعبه های انشعاب و تابلو های برق می باشد. نیز عیب یابی این خطوط به علت در دسترس نبودن احتیاج به وسائل مخصوص و گران قیمتی دارد که هزینه های آن را افزایش می دهد. در عوض در خطوط زمینی به ندرت اشکالی به وجود می آید و خاموشی آن به مراتب از خطوط هوایی کمتر است.

 

HVDC

انتقال با جریان مستقیم یا اچ‌وی‌دی‌سی برای انتقال انرژی الکتریکی در مقیاس‌های بسیار بزرگ و در طول مسیرهای طولانی یا برای اتصال دو شبکه ناهماهنگ AC مورد استفاده قرار می‌گیرد. زمانی که انتقال انرژی الکتریکی باید در مسیرهای طولانی صورت گیرد، انتقال به صورت DC به علت کمتر بودن تلفات اقتصادی‌تر است. در این حالت کاهش تلفات و هزینه‌های مربوط به آن می‌تواند هزینه تبدیل انرژی الکتریکی از AC به DC را جبران کند.

از دیگر مزایای استفاده از با ثبات کردن دو شبکه اتصال AC متفاوت است. در صورتی که دو شبکه AC متفاوت برای مثال متعلق به دو کشور متفاوت به هم اتصال پیدا می‌کنند به علت ناهماهنگی شبکه‌ها ممکن است این اتصال با مشکلاتی نظیر ایجاد بی ثباتی در شبکه همراه باشد اما با استفاده از سیستم اچ‌وی‌دی‌سی این مشکل بر طرف خواهد شد، بدین ترتیب که در کشور فروشنده انرژی، انرژی الکتریکی به صورت DC درآمده و پس از طی مسیر انتقال در کشور مصرف کننده دوباره به صورت AC بازمی‌گردد.

تولید الکتریسیته

فرایندی است که طی آن از یک منبع انرژی استفاده می شود تا انرژی الکتریکی تولید شود. اصول پایه برای تولید الکتریسیته توسط دانشمند انگلیسی مایکل فارادی در ده? 1820 تا اوایل دهه 1830 میلادی کشف شد. روش پای? او هنوز هم برای تولید الکتریسیته مورد استفاده قرار می گیرد:

الکتریسیته با حرکت یک دور سیم یا یک استوان? مسی بین قطب های یک آهنربا (ژنراتور) تولید می شود.

برای شرکت هایی که در زمین? الکتریسیته فعال هستند تولید الکتریسیته اولین مرحله در رساندن الکتریسیته به دست شما است و در مراحل بعدی انتقال و توزیع قرار دارند. الکتریسیته معمولاً در نیروگاه توسط ژنراتور ها تولید می شود. ژنراتور ها برای تولید الکتریسیته نیاز به یک محرک مکانیکی نیاز دارند این محرک می تواند یک توربین یا یک موتور دیزل باشد. محل نصب ژنراتور و تجهیزات مربوط به آن را نیروگاه می نامند. نیروگاه های برق در دو نوع جریان متناوب (AC) و جریان مستقیم (DC) می باشند.

طبقه‌بندی نیروگاه‌ها براساس نوع مصرفی و عامل محرک به صورت زیر است:

• نیروگاه حرارتی
• نیروگاه هسته‌ای
• نیروگاه با سوخت زغال سنگ
• نیروگاه با سوخت زغال نفت
• نیروگاه با گاز طبیعی
• منابع انرژی تجدیدپذیر
• نیروگاه برق‌آبی
• نیروگاه خورشیدی
• نیروگاه بادی
• انرژی دریایی
• زیست‌سوخت
• توان اسمزی

منابع:

• سرو نیرو توس