Come l'elettricità fluisce dai generatori delle centrali elettriche alla rete

I generatori delle centrali elettriche generano energia elettrica tensione 6,3-36,75 kV (a seconda del tipo di generatori). La trasmissione di energia elettrica nel sistema di alimentazione su lunghe distanze al fine di ridurre le perdite e i costi di capitale per la costruzione di reti elettriche viene effettuata a tensione maggiorata, quindi l'energia elettrica generata dai generatori delle centrali elettriche, prima di essere trasferita al sistema di alimentazione, sale a tensione 110-750 kV.

Il sistema elettrico di potenza, in particolare le reti di distribuzione, è costruito in modo tale che la potenza massima dei generatori delle centrali elettriche corrisponda alla portata delle reti elettriche della sezione del sistema elettrico di potenza e, non meno importante, che soddisfi pienamente le esigenze dei consumatori, anche in caso di disconnessione di uno o di un altro generatore dalla rete elettrica.

L'entità della tensione delle linee principali, attraverso la quale si prevede di trasferire l'elettricità generata dai generatori al sistema di alimentazione, dipende dalle dimensioni della centrale elettrica, dal numero e dalla potenza dei generatori. Se si tratta di una grande centrale nucleare (NPP) che fornisce diversi GW di energia elettrica al sistema, allora è consigliabile collegarla alle dorsali con una tensione di 750 kV, che sono in grado di portare un carico di decine di GW.

Centrali termiche (CHP, CHP) e minori in termini di quantità di energia elettrica fornita centrali idroelettriche (HPP) collegati al sistema di alimentazione con linee con una tensione di 110, 220, 330 o 500 kV, a seconda della potenza di queste centrali.

Dispositivo impianto idroelettrico

Conversione dell'energia elettrica generata dai generatori nelle centrali elettriche nel valore di tensione richiesto per ulteriori trasmissione di energia elettrica ai consumatori effettuate presso le sottostazioni di rinforzo.

In queste sottostazioni sono installati trasformatori elevatori o autotrasformatori che, nei quadri di sottostazione, trasmettono l'elettricità direttamente alle sottostazioni di distribuzione delle utenze o al sistema di alimentazione su linee ad alta tensione.

Caratteristiche di accensione e spegnimento dei generatori dal sistema di alimentazione

Un sistema energetico è un sistema complesso in cui tutti i nodi sono collegati tra loro, in cui si mantiene un equilibrio tra ciò che si produce nelle centrali elettriche e ciò che si consuma consumatori di energia elettrica… L'arresto di un generatore in una centrale elettrica può causare la perturbazione di questo equilibrio in una determinata sezione del sistema di alimentazione.

Se in una determinata sezione del sistema elettrico non è possibile coprire la carenza di energia elettrica, ciò può comportare un'interruzione della fornitura di energia elettrica ai consumatori. Pertanto, tutti i lavori previsti, che prevedono la disconnessione e l'inclusione nella rete dei generatori di centrali elettriche, devono essere eseguiti tenendo conto delle peculiarità e delle modalità di funzionamento del sistema di alimentazione nel suo insieme e delle sue singole sezioni.

Quando si considerano le modalità di funzionamento, il compito principale è garantire la massima affidabilità dell'alimentazione agli utenti, tenendo conto delle possibili situazioni di emergenza.

Fanno eccezione gli arresti di emergenza dei generatori delle centrali elettriche: come accennato in precedenza, il sistema di alimentazione è realizzato in modo tale che, in caso di disconnessione del generatore dalla rete elettrica, sia possibile coprire la conseguente carenza di energia elettrica aumentando la quantità di energia prodotta in altre centrali elettriche.

Si segnalano inoltre le caratteristiche dell'inserimento in rete dei generatori elettrici. Prima di accendere il generatore per il funzionamento in parallelo con il sistema di alimentazione, deve essere presincronizzato con questo sistema di alimentazione. Il processo di sincronizzazione del generatore con il sistema consiste nel raggiungere l'uguaglianza di frequenza e tensione, nonché nella corrispondenza di fase dei vettori di tensione del generatore e della rete elettrica.

Nelle centrali elettriche, il processo di sincronizzazione e ulteriore controllo sulla modalità di funzionamento dei generatori viene effettuato con l'ausilio di dispositivi complessi che funzionano principalmente in modalità automatica.

L'inserimento di generatori non sincronizzati con esso in precedenza porta a situazioni di emergenza la cui entità è direttamente proporzionale alla potenza dei generatori connessi alla rete.

La regolazione della tensione fornita dai generatori alla rete viene effettuata mediante dispositivi di controllo automatico dell'eccitazione (ARV). L'intervallo di regolazione della tensione del generatore che utilizza dispositivi ARV è ridotto. Se necessario, viene eseguita un'ulteriore regolazione della tensione modificando i rapporti di trasformazione, con l'aiuto commutatori a vuoto e dispositivi di commutazione sotto caricointegrati nei trasformatori (autotrasformatori) delle sottostazioni di distribuzione.