ΒΡΕΙΤΕ ΜΑΣ ΣΤΟ FACΕBOOK (Ηλεκτρολογικές Ενημερώσεις) ΚΑΙ ΚΑΝΤΕ LIKE

Δευτέρα, 25 Μαΐου 2015

ΠΩΣ ΦΤΑΝΕΙ ΤΟ ΡΕΥΜΑ ΣΤΟ ΣΠΙΤΙ ΜΑΣ

Το ηλεκτρικό ρεύμα για να φτάσει στο σπίτι μας θα πρέπει να παραχθεί και στη συνέχεια να μεταφερθεί μέχρι το σπίτι μας.

Η παραγωγή του ηλεκτρικού ρεύματος γίνεται στους σταθμούς παραγωγής οι οποίοι βρίσκονται όσο το δυνατό κοντά στον τόπο που μπορούμε να βρούμε την απαραίτητη καύσιμη ύλη.

Στην Ελλάδα έχουμε τους παρακάτω σταθμούς παραγωγής :

ΘΕΡΜΙΚΟΙ. Χρησιμοποιούν καύσιμη ύλη τον λιγνίτη και λιγότερο το πετρέλαιο. Εργάζονται για πολλούς μήνες συνέχεια χωρίς να χρειάζονται συντήρηση.


ΥΔΡΟΗΛΕΚΤΡΙΚΟΙ. Χρησιμοποιούν καύσιμη ύλη το νερό. Το αρχικό λόστος για την κατασκευή ενός τέτοιου σταθμού είναι μεγάλο αλλά τα πλεονεκτήματα πολλά:
Δεν ξοδεύουν καύσιμα, άρα εξοικονομούν συνάλλαγμα
Χρειάζονται λίγο προσωπικό
Η συντήρηση είναι εύκολη και οι βλάβες σπάνιες
Πολλές φορές συνδυάζεται και η άρδευση μεγάλων εκτάσεων
Δεν ρυπαίνουν το περιβάλλον


Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από Αιολική ενέργεια

Η αιολική ενέργεια αποτελεί αστείρευτη πηγή ενέργειας με αξιοσημείωτο δυναμικό και με δωρεάν πρώτη ύλη στη διάθεση της ανθρωπότητας. Σήμερα προβάλλει ως μια από τις πλέον κατάλληλες ενεργειακές εναλλακτικές πηγές για την παραγωγή ηλεκτρισμού και όχι μόνο.


 Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από Ηλιακή ενέργεια

Η ηλιακή ενέργεια χρησιμοποιείται για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας με δύο τρόπους:

Με θερμικά συστήματα συλλογής, στα οποία η ηλεκτρική ενέργεια χρησιμοποιείται για την εξάτμιση νερού. Στη συνέχεια ο ατμός που δημιουργείται θέτει σε κίνηση τον ατμοστρόβιλο.

Με φωτοβολταϊκά κύτταρα, τα οποία είναι συσσωρευτές ξηράς φόρτισης. Αυτά, όταν εκτεθούν στο ηλιακό φως, εμφανίζουν διαφορά δυναμικού.


Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από Γεωθερμική ενέργεια

Γεωθερμική
 ενέργεια είναι η θερμική ενέργεια που προέρχεται από το εσωτερικό της γής και εμπεριέχεται σε φυσικούς ατμούς, σε υπόγεια ή επιφανειακά ζεστά νερά και σε θερμά, ξηρά πετρώματα.
Η γεωθερμική ενέργεια είναι μία ήπια μορφή ενέργειας, πρακτικά ανεξάντλητη και με την έννοια αυτή ανανεώσιμη. Είναι συνδεδεμένη με την ηφαιστειότητα και την γενικότερη γεωδυναμική κατάσταση της περιοχής, χαρακτηριστικά που στην Ελληνική επικράτεια παρουσιάζονται έντονα.
Είναι γνωστό ότι η θερμοκρασία του υπεδάφους αυξάνεται κατά 1
oC ανά 33 μέτρα βάθους. Πολλές φορές όμως λόγω γεωλογικών ανωμαλιών η αύξηση της θερμοκρασίας του υπεδάφους είναι πιο γρήγορη απ' ό,τι στη συνηθισμένη γεωλογική βαθμίδα.
Σ' αυτές τις περιπτώσεις είναι εύκολη η χρησιμοποίηση της θερμότητας του υπεδάφους για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.
Ακολουθείται η διαδικασία παραγωγής που υπάρχει σ' έναν ατμοηλεκτρικό σταθμό, με τη διαφορά ότι η θερμότητα δεν παράγεται από καύση, αλλά προέρχεται από τη γη.


Μετά την παραγωγή γίνεται η μεταφορά και η διανομή της ηλεκτρικής ενέργειας με τη βοήθεια των εναέριων δικτύων

Εναέρια δίκτυα

Τα εναέρια δίκτυα που αποτελούν την πλειονότητα κάθε ηλεκτρικού δικτύου- διακρίνονται σε δύο κατηγορίες:
·          Στα εναέρια δίκτυα μεταφοράς: Είναι οι γραμμές μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας.
·          Στα εναέρια δίκτυα διανομής: Είναι οι γραμμές διανομής ηλεκτρικής ενέργειας.
Στόχος των γραμμών μεταφοράς είναι η διοχέτευση μεγάλης ηλεκτρικής ισχύος από τον τόπο παραγωγής της στους τόπους κατανάλωσης, χωρίς αλλοίωση των ηλεκτρικών χαρακτηριστικών της ισχύος.
Αυτό σημαίνει ότι η τάση στο τέλος της γραμμής πρέπει να μη διαφέρει σημαντικά από την τάση στην αρχή της, η συχνότητα λειτουργίας να παραμένει σταθερή και οι απώλειες κατά τη μεταφορά να είναι όσο το δυνατό μικρότερες.
Για τους λόγους αυτούς γίνεται κάθε φορά οικονομική και τεχνική μελέτη για να βρεθεί η πιο συμφέρουσα λύση, ώστε η τάση που επιλέγεται να έχει τις μικρότερες δυνατές απώλειες και να χρειάζεται την πιο φτηνή κατά το δυνατό γραμμή.

Έτσι, για τη μεταφορά ορισμένης ισχύος ορίζεται για κάθε τάση ένα μέγιστο μήκος, για το οποίο συμφέρει η εγκατάσταση της γραμμής και το οποίο ονομάζεται εμβέλεια της γραμμής. Επίσης, για μεγαλύτερη ασφάλεια και αποφυγή διακοπών, οι γραμμές χωρίζονται σε δύο παράλληλα κυκλώματα, ώστε η ισχύς που μεταφέρεται να μην περνάει από μια μόνο γραμμή, η οποία, αν βρεθεί εκτός λειτουργίας να διακόπτεται η παροχή ηλεκτρικού ρεύματος.
Οι δύο παράλληλες γραμμές στηρίζονται τις περισσότερες φορές στους ίδιους πυλώνες, με αποτέλεσμα να προκύπτουν δύο συστήματα μεταφοράς που ονομάζονται διπλές γραμμές μεταφοράς.
Τέλος, για λόγους οικονομίας οι γραμμές μεταφοράς δεν έχουν ουδέτερο αγωγό.

Οι εναέριες γραμμές διανομής διακρίνονται σε δύο κατηγορίες:
·          Στις γραμμές μέσης τάσης: Είναι οι γραμμές οι οποίες πραγματοποιούν την πρώτη διανομή της ηλεκτρικής ισχύος (πρωτεύουσα διανομή) που παραλαμβάνουν από τις γραμμές μεταφοράς προς τους τοπικούς υποσταθμούς.
·          Στις γραμμές χαμηλής τάσης: Είναι οι γραμμές οι οποίες πραγματοποιούν τη δεύτερη διανομή της ηλεκτρικής ισχύος (δευτερεύουσα διανομή) που παραλαμβάνουν από τους υποσταθμούς διανομής χαμηλής τάσης προς τους καταναλωτές.

Το ποσό της ισχύος και η απόσταση μεταφοράς της σε μία γραμμή διανομής είναι πολύ μικρότερα από τα αντίστοιχα μίας γραμμής μεταφοράς.
Στην πράξη η σωστή μελέτη ενός συστήματος διανομής είναι από τα δυσκολότερα προβλήματα, γιατί πρέπει να προβλέπει οι τυχόν καινούργιοι καταναλωτές να μην ανατρέπουν τους υπολογισμούς του δικτύου. Επίσης, πρέπει να προβλέπει συμμετρική φόρτιση στην κατανάλωση. Αυτό επιτυγχάνεται με το ισορροπημένο σύστημα, δηλαδή την κατάλληλη κατανομή των μονοφασικών καταναλωτών στις τρεις φάσεις του δικτύου διανομής, ώστε να προκύπτει σχεδόν πάντοτε ίση ζήτηση ηλεκτρικής ισχύος σε κάθε φάση.

Στα δίκτυα διανομής, εκτός από τους αγωγούς των τριών φάσεων υπάρχει και αγωγός ουδέτερος, επειδή προβλέπεται η δυνατότητα πολικής τάσης (400V) και φασικής (230V). Ο ουδέτερος ξεκινάει από τους μετασχηματιστές διανομής και αποτελεί το κοινό σημείο της συνδεσμολογίας αστέρα στο δευτερεύον τους.

Στα παρακάτω σχήματα βλέπουμε σε ποιες τάσεις γίνεται η παραγωγή η μεταφορά και η διανομή της ηλεκτρικής ενέργειας




Η ηλεκτρική ενέργεια μεταφέρεται με καλώδια και τα καλώδια κοστίζουν ακριβά. Έτσι οι μηχανικοί μεταξύ άλλων επινόησαν εναν τρόπο μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας ο οποίος επιτρέπει τη μεταφορά περισσότερης  ενέργειας με λιγότερα καλώδια, το τριφασικό σύστημα. Στο τριφασικό σύστημα χρησιμοποιούνται τρείς αγωγοί φάσεων αλλά καθόλου ουδέτερος αγωγός και έτσι γίνεται εξοικονόμηση ενός αγωγού, στην πραγματικότητα πρόκειται για τεράστια εξοικονόμηση αν αναλογιστούμε ότι για τη μεταφορά της ενέργειας χρησιμοποιούνται εκατοντάδες χιλιάδες μέτρα αγωγών οπότε η εξοικονόμηση ενός αγωγού είναι πολύ μεγάλη υπόθεση.
Τεχνητός ουδέτερος

Εύλογα λοιπόν προκύπτει το ερώτημα πως γίνεται μεταφορά ενέργειας χωρίς ουδέτερο αγωγό?  Λοιπόν τα πράγματα είναι απλά, η γεννήτρια της Δ.Ε.Η έχει τρία τυλίγματα τοποθετημένα στο χώρο με διαφορά φάσης 120 μοίρες (διάταξη αστέρα) τα οποία περιστρέφονται ταυτόχρονα παράγοντας τρεις τάσεις ίσου πλάτους (αρκετές εκατοντάδες χιλιάδες Volts) και συχνότητας (50 κύκλων) αλλά με διαφορά φάσης 120 μοιρών. Στην εικόνα φαίνεται ο τρόπος σύνδεσης ενός μετασχηματιστή υποβιβασμού της Δ.Ε.Η. ο οποίος μετατρέπει την υψηλή τάση του δικτύου μεταφοράς υποβιβάζοντας την σε τάση κατάλληλη για χρήση. Τα πρωτεύοντα τυλίγματα του μετασχηματιστή αυτού είναι συνδεδεμένα σε τρίγωνο ενώ τα δευτερεύοντα είναι συνδεδεμένα σε αστέρα με τον κοινό κόμβο να δημιουργεί τεχνητό ουδέτερο δηλαδή η τάση μεταξύ του κοινού κόμβου και οποιουδήποτε εκ των τυλιγμάτων είναι μηδέν volt. Με άλλα λόγια μας δίνεται η δυνατότητα να δημιουργήσουμε τεχνητό ουδέτερο σε οποιοδήποτε μετασχηματιστή υποβιβασμού, έστω και αν δεν ξεκίνησε από το εργοστάσιο παραγωγής ποτέ ουδέτερος αγωγός.
ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΤΗΣ ΔΕΗ
ΥΠΕΡΥΨΗΛΗ ΤΑΣΗ: Γραμμή 400 KV

ΥΨΗΛΗ ΤΑΣΗ: 66 KV και 150 KV

ΜΕΣΗ ΤΑΣΗ: 3,3  6  15  και 20   KV

ΧΑΜΗΛΗ ΤΑΣΗ: 230/400 V

Ποσοτικά μεγέθη του δικτύου Διανομής (τέλος του έτους 2014):

- 110.750 χλμ. Δίκτυο Μέσης Τάσης (Μ.Τ.).
- 124.575 χλμ. Δίκτυο Χαμηλής Τάσης  (Χ.Τ.).

Συνολικά 235.325 χλμ. Δικτύου.

- 160.575 Υποσταθμοί Μέσης Τάσης προς Χαμηλή Τάση (Υ/Σ ΜΤ/ΧΤ).
- 945χλμ. Δίκτυο Υψηλής Τάσης (Υ.Τ.) εκ των οποίων 200χλμ στην Αττική και 745χλμ στα μη διασυνδεδεμένα νησιά.
- 225 Υποσταθμοί Υψηλής Τάσης προς Μέση Τάση (Υ/Σ ΥΤ/ΜΤ), εκ των οποίων 19 κλειστού τύπου, κατανεμημένοι 199 στο Διασυνδεδεμένο Σύστημα και 26 στα μη Διασυνδεδεμένα νησιά.

Γιατί η μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας γίνεται σε υψηλή τάση ?

 Θεωρητικά μιλώντας, (ας μη μπλέξουμε με συντελεστές ισχύος, απώλειες κλπ.), εάν μια γεννήτρια έχει ισχύ 30MW (την οποία ισχύ θέλουμε να μεταφέρουμε), και η τριφασική της τάση είναι ας πούμε 5KV,
 τότε η ισχύς της γεννήτριας θα μεταφερθεί με ρεύμα Ι=P/V=30000000/5000=6000Α.

 Εάν τώρα ανυψώσουμε την τάση στα
150KV, τότε η ισχύς της γεννήτριας θα μεταφερθεί με ρεύμα Ι=P/V30000000/150000=200Α.
 με αποτέλεσμα να χρειαζόμαστε αγωγούς με μικρότερη διατομή και να έχουμε και μικρότερες πτώσεις τάσης

Το διασυνδεδεμένο σύστημα μεταφοράς της Ελλάδας είναι συνδεδεμένο με τα συστήματα μεταφοράς της Αλβανίας, της Π.Γ.Δ.Μ, της Βουλγαρίας και της Ιταλίας.

Η διασύνδεση με τη
Βουλγαρία αποτελείται από μια γραμμή των 400 KV.
Οι διασυνδέσεις με την Αλβανία και την Π.Γ.Δ.Μ αποτελούνται η κάθε μία από γραμμές των 400 KV.

H
συνολική ονομαστική δυναμικότητα όλων αυτών των συνδέσεων είναι περίπου 4400 ΜW.

Διακήρυξη των τριών χωρών για ηλεκτρική διασύνδεση τους με υποβρύχιο καλώδιο.
 
 
 Το 2017 είναι δυνατόν να ολοκληρωθεί η πρώτη φάση του «Eurasia Interconnector», που αφορά στην ηλεκτρική διασύνδεση Ισραήλ - Κύπρου - Ελλάδας, με υποθαλάσσιο καλώδιο.

«Στόχος  είναι να ολοκληρωθεί η πρώτη φάση του έργου μέσα σε 36 μήνες από την έναρξη, για την πρώτη σύνδεση το 2017
.

Η πρώτη φάση, συμπλήρωσε ο επικεφαλής της κοινοπραξίας ΔΕΗ - Quantum Energy, περιλαμβάνει τη σύνδεση Κρήτης-Αθήνας και Κύπρου-Ισραήλ, ενώ η δεύτερη φάση αφορά τη σύνδεση Κρήτης –Κύπρου, μήκους 475 ναυτικών μιλίων.



Το καλώδιο θα μπορεί να μεταφέρει ενέργεια και στις δύο κατευθύνσεις, ενώ η σύνδεση θα αφορά πρωτίστως τον ηλεκτρισμό που θα παραχθεί από το φυσικό αέριο.
 Ωστόσο, όπως πρόσθεσε ο κ. Κτωρίδης, και ηλεκτρική ενέργεια παραγόμενη από ΑΠΕ θα μπορούσε να διοχετευθεί στο δίκτυο.

    Το έργο της διασύνδεσης, προϋπολογισμού 3,5 δις ευρώ, το οποίο αποφασίστηκε μετά την έκρηξη στον ηλεκτρικό σταθμό του Βασιλικού το 2011, που κατέστρεψε την μισή ηλεκτρική παραγωγική υποδομή της Μεγαλονήσου, θα τερματίσει την ενεργειακή απομόνωση της Κύπρου, του Ισραήλ και της Ελλάδος, τόνισε ο πρόεδρος της ΔΕΗ - Quantum Energ
y.
  Μάλιστα, ο κ. Κτωρίδης υπογράμμισε ότι, καθώς η ζήτηση για ηλεκτρισμό στην Ευρώπη είναι εκπληκτικά μεγάλη, «θεωρούμε πως ίσως χρειαστεί στο μέλλον ακόμη και ένα δεύτερο καλώδιο».

Το υποθαλάσσιο καλώδιο «Eurasia Interconnector» μήκους 870 χιλ.θα ποντιστεί στα 200 μέτρα κάτω από τη θάλασσα, με μεταφορική ισχύ 2.000 MW.








Το παραγόμενο λοιπόν στα 15KV με γεννήτριες ηλεκτρικό ρεύμα, ανυψώνεται στα 150KV (υψηλή τάση) ή 400KV (υπερυψηλή τάση)  με τη βοήθεια μετασχηματιστών ανύψωσης 15KV/150KV και 150KV/400KV. 


μετασχηματιστής ανύψωσης 15KV/150KV


Στη συνέχεια μεταφέρεται με υπερυψηλή (400KV) ή υψηλή (150KV) τάση σε μεγάλες αποστάσεις με τη βοήθεια των γραμμών μεταφοράς.


γραμμή μεταφοράς 150KV


Στη συνέχεια υποβιβάζεται στα 20KV (μέση τάση) με τη βοήθεια μετασχηματιστών υποβιβασμού 150KV/20KV 


μετασχηματιστής υποβιβασμού 150KV/20KV

Στη συνέχεια μεταφέρεται με μέση τάση 20KV σε μικρότερες αποστάσεις με τη βοήθεια των γραμμών μεταφοράς

γραμμή μεταφοράς 20KV

Τέλος υποβιβάζεται στα 400V (χαμηλή τάση) με τη βοήθεια μετασχηματιστών διανομής 20KV/400V. Οι μετασχηματιστές διανομής όταν πρόκειται να τροφοδοτήσουν μικρά κτίρια και οικίες ανήκουν στη ΔΕΗ, ενώ όταν  πρόκειται να τροφοδοτήσουν μεγάλα κτίρια και βιομηχανίες ανήκουν στον ιδιώτη.

μετασχηματιστής διανομής 20KV/400V




ΔΙΚΤΥΟ ΔΙΑΝΟΜΗΣ

Από τα 20
KV του μετασχηματιστή διανομής στα 400 V που φτάνουν στο σπίτι μας


Τα ελεύθερα άκρα των τριών φάσεων υψηλής έχουν συνδεθεί στούς αντίστοιχους ακροδέκτες του καλύµµατος του µετασχηµατιστή που χαρακτηρίζονται µε κεφαλαία γράµµατα U, V, W (ή Α, Β, C ή Η1, Η2, Η3). 
Αντίστοιχα οι τρείς ακροδέκτες χαµηλής τάσης χαρακτηρίζονται µε τα µικρά γράµµατα u, v, w (ή a, b, c ή x1, x2, x3). 
Οι συνδέσεις των άκρων Χ, Υ, Ζ και x, y, z γίνονται µέσα στον µετασχηµατιστή και σχηµατίζουν τους ουδέτερους κόµβους. 

Σε ορισµένους µετασχηµατιστές οι ουδέτεροι αυτοί κόµβοι συνδέονται µε ιδιαίτερους ακροδέκτες στο κάλυµµα, οι οποίοι φέρουν τότε το γράµµα Ν (ή Μp ή Ηο) για την υψηλή και n (ή mp ή xo) για την χαµηλή.





Δείτε ένα video με Το Ταξίδι της Ηλεκτρικής Ενέργειας :