egyÜttmŰkÖdŐ villamosenergia-rendszerek
DESCRIPTION
EGYÜTTMŰKÖDŐ VILLAMOSENERGIA-RENDSZEREK. Készítette: Szalai László. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: EGYÜTTMŰKÖDŐ VILLAMOSENERGIA-RENDSZEREK](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070417/56815353550346895dc163fe/html5/thumbnails/1.jpg)
EGYÜTTMŰKÖDŐ VILLAMOSENERGIA-RENDSZEREK
Készítette: Szalai László
![Page 2: EGYÜTTMŰKÖDŐ VILLAMOSENERGIA-RENDSZEREK](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070417/56815353550346895dc163fe/html5/thumbnails/2.jpg)
Napjainkban életünk minden területén nélkülözhetetlenné vált a villamos energia.
Jelentőségét csak akkor vesszük észre, ha valamilyen okból kifolyólag rövidebb időre megszűnik. A
villamos energia nem tárolható nagy mennyiségben, ezért azt folyamatosan kell előállítani.
A folyamatos, zavartalan villamosenergia-szolgáltatás csak úgy biztosítható, ha az egyes
fogyasztókörzetek között összeköttetéseket építünk ki, vagyis rendszeregyesítést végzünk.
![Page 3: EGYÜTTMŰKÖDŐ VILLAMOSENERGIA-RENDSZEREK](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070417/56815353550346895dc163fe/html5/thumbnails/3.jpg)
A villamosenergia-rendszerek kialakítása
A fogyasztók elektromos árammal való ellátása gyakorlatilag az egész világon az együttműködő villamosenergia-rendszerek által valósul meg. Ezek az általában nagy földrajzi kiterjedésű rendszerek adják meg a lehetőségét annak, hogy az energiaellátás biztonságos és magas színvonalú legyen. A rendszeren belül a villamos hálózatok biztosítják az átvitelt, a szállítást és az elosztást, eljuttatják a megtermelt energiát a fogyasztókig.
![Page 4: EGYÜTTMŰKÖDŐ VILLAMOSENERGIA-RENDSZEREK](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070417/56815353550346895dc163fe/html5/thumbnails/4.jpg)
Nagyfeszültségű hálózat elemei
Vezetékek, feladata a villamos erőátvitel. A hálózatok kialakítása történhet szabadvezetékek vagy kábelek alkalmazásával. A nagyfeszültségű
hálózatok túlnyomórészt mégis szabadvezetékes kialakításúak, mivel a csupasz vezetékek távvezetékoszlopokra való szerelése jóval olcsóbb, mint a kábelvonalak létesítése.
![Page 5: EGYÜTTMŰKÖDŐ VILLAMOSENERGIA-RENDSZEREK](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070417/56815353550346895dc163fe/html5/thumbnails/5.jpg)
Villamosenergia-rendszerek általános bemutatása, valamint a magyar energiarendszer kialakulásának,
felépítésének és irányításának leírása.
• A villamos energia áru. Előállítják, kereskednek vele, elosztják, van minősége, jellemző paraméterei, egységára, valamint a
kereskedelmét jogszabályok irányítják (VET villamos energia �törvény). Külön cégek foglalkoznak az energia előállításával,
kereskedelmével, szállításával és elosztásával. • villamos energiát kizárólag nagyteljesítményű erőművekben
állítjuk elő. Az erőművek helyét földrajzi, gazdasági és felhasználási szempontok figyelembevételével határozzák meg.
![Page 6: EGYÜTTMŰKÖDŐ VILLAMOSENERGIA-RENDSZEREK](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070417/56815353550346895dc163fe/html5/thumbnails/6.jpg)
Üzemek jelentős távolságra lehetnek az erőművektől, ezért a fogyasztókat a termelőkkel
vezetékhálózat köti össze. A villamos energia fogyasztása a mindennapi élethez igazodik, ezért
földrajzi helytől, évszaktól és napszaktól függően az igényelt villamos teljesítmény időben erősen
változó jellegű. A villamos energiát az erőművek generátorai
állítják elő, és ezt kiterjedt elosztóhálózat szállítja a fogyasztókhoz. Egészen a XIX. század végéig csak
egyenáramot termeltek, mert ez közvetlenül felhasználható volt a fogyasztók számára. Az
egyenáram hátránya, hogy nagy távolságú átvitele kisfeszültségen igen veszteséges
![Page 7: EGYÜTTMŰKÖDŐ VILLAMOSENERGIA-RENDSZEREK](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070417/56815353550346895dc163fe/html5/thumbnails/7.jpg)
• 1885-ben a budapesti Ganz-gyár mérnökei (Bláthy, Déri és Zipernovszky)
szabadalmaztatták a transzformátort, amely a váltakozó feszültséget minimális veszteséggel kisebb vagy nagyobb feszültségre alakítja át. Ez tette lehetővé az energia nagy távolságra való gazdaságos szállítását. Minél nagyobb a
feszültség, akkor egy adott teljesítmény átviteléhez annál kisebb áram szükséges. A
vezeték vesztesége az árammal négyzetesen arányos (P v = I2*R)
• egyenáramot ma már csak kevés helyen használnak, pl: elektrolízis
![Page 8: EGYÜTTMŰKÖDŐ VILLAMOSENERGIA-RENDSZEREK](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070417/56815353550346895dc163fe/html5/thumbnails/8.jpg)
A villamos energia útja az erőműtől a fogyasztóig.
![Page 9: EGYÜTTMŰKÖDŐ VILLAMOSENERGIA-RENDSZEREK](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070417/56815353550346895dc163fe/html5/thumbnails/9.jpg)
Az erőművek generátorai 6-18 kV nagyságú feszültséget állítanak elő. Ez a feszültség még nem megfelelő a nagyobb távolságokhoz szükséges energiaátvitelre, ezért a generátorok feszültségét még a helyszínen feltranszformálják a szállításhoz megfelelő értékűre. Ez lehet 35, 120, 220, 330, 400 vagy 750 kV. A feszültséget a távolság és az átviteli teljesítmény határozza meg.
![Page 10: EGYÜTTMŰKÖDŐ VILLAMOSENERGIA-RENDSZEREK](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070417/56815353550346895dc163fe/html5/thumbnails/10.jpg)
• Az erőművek transzformátorai táplálják az alaphálózatot. Az alaphálózat feszültsége 220,
330 (Oroszországban), 400 vagy 750 kV (régebben Magyarországon 120 kV volt). Az
alaphálózat látja el a jelentősebb csomópontokban lévő
transzformátorállomásokat
![Page 11: EGYÜTTMŰKÖDŐ VILLAMOSENERGIA-RENDSZEREK](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070417/56815353550346895dc163fe/html5/thumbnails/11.jpg)
Magyarország 750,400,120kV-os hálózati térképe
![Page 12: EGYÜTTMŰKÖDŐ VILLAMOSENERGIA-RENDSZEREK](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070417/56815353550346895dc163fe/html5/thumbnails/12.jpg)
Villamos állomások
A villamos állomás azoknak a berendezéseknek az összessége, amelyek a villamos energiát
transzformálják, egyen irányítják, elosztják és a villamos hálózat vezetékeit összekötik,
kapcsolják és védik. Rendeltetésük szerint megkülönböztetünk erőművi állomást, hálózati
állomást és fogyasztói állomást.
![Page 13: EGYÜTTMŰKÖDŐ VILLAMOSENERGIA-RENDSZEREK](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070417/56815353550346895dc163fe/html5/thumbnails/13.jpg)
AlbertirsaA 70-es években a kelet-európai országok
egyesített villamosenergia-rendszerei együttműködésének megerősítése céljából szükség volt egy nagy átviteli teljesítményű
távvezeték és álállomás létesítésére.
Az álállomás 750 kV-os másfél megszakítós, transzformátorsínes kapcsoló berendezéséhez csatlakozik a hazai és az ukrán energiarendszert összekötő 477 km hosszúságú, 2140 MW átviteli teljesítményű és 1100 Mvar kapacitív töltésljesítményű Albertirsa-ZapadnoUkrainszkaja távvezeték.
A 750 kV-on érkezo villamos energia 400 kV-os feszültségszintre való transzformálását két 750/400 kV-os, 1100 MVAes, egyfázisú egységekből összeállított transzformátorcsoport végzi. Az álállomás 400 kV-os kapcsoló berendezése SF6 gázszigetelésű, szabadtéri tokozott kivitelben létesült.
![Page 14: EGYÜTTMŰKÖDŐ VILLAMOSENERGIA-RENDSZEREK](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070417/56815353550346895dc163fe/html5/thumbnails/14.jpg)
A hálózatokat gyűjtősínek, szabadvezetékek és kábelek alkotják. A hálózatokat csoportosíthatjuk rendeltetésük, feszültségük és alakzatuk szerint. A
villamos hálózatok frekvenciája általában 50 Hz, viszont Amerikában a 60 Hz terjedt el.
A villamos hálózatokkal valósítják meg az erőművek együttműködését, a termelt energia
országon belüli elosztását, valamint az egyes országok villamosenergia-rendszerei közötti
kapcsolatot, azaz együttműködést (kooperációt)
![Page 15: EGYÜTTMŰKÖDŐ VILLAMOSENERGIA-RENDSZEREK](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070417/56815353550346895dc163fe/html5/thumbnails/15.jpg)
A hálózatok szabványos feszültségei az MSZ 1
szerint
• - törpefeszültségű hálózat: 50 V alatt • - kisfeszültségű hálózat: 0,4 kV (3 x 400/230 V) • - ipari üzemek belső elosztóhálózata: 1, 6, 10, 20 kV • - elosztóhálózat: 10, 20, 35 kV • - főelosztóhálózat: 120, 220, 330 kV • - országos alaphálózat: 330, 400, 750 kV • - nemzetközi kooperációs hálózat: 120, 220, 400, 750 kV
![Page 16: EGYÜTTMŰKÖDŐ VILLAMOSENERGIA-RENDSZEREK](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070417/56815353550346895dc163fe/html5/thumbnails/16.jpg)
Kooperációs hálózat
Nemzetközi kooperációs hálózaton azokat a hálózatokat értjük, amelyek a szomszédos
országok alaphálózatait kötik össze. A nemzetközi kooperáció villamosenergia-import
illetve-export céljára szolgálnak.
![Page 17: EGYÜTTMŰKÖDŐ VILLAMOSENERGIA-RENDSZEREK](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070417/56815353550346895dc163fe/html5/thumbnails/17.jpg)
Célvezeték
Célvezeték (tápvezeték), az olyan vezeték, amely az elosztóhálózat táppontjaiból indul, és egyetlen
fogyasztót lát el úgy, hogy a vezetékhez más fogyasztói leágazások nem kapcsolódnak.
Párhuzamos vezeték: nagy fontosságú csomópontokat vagy üzemeket köt össze két vagy
több vezetéken keresztül. Ilyen lehet például a kétrendszerű távvezeték vagy két párhuzamosan
lefektetett kábel. Ezek egymás tartalékául szolgálnak.
![Page 18: EGYÜTTMŰKÖDŐ VILLAMOSENERGIA-RENDSZEREK](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070417/56815353550346895dc163fe/html5/thumbnails/18.jpg)
Energiaátvitel
Nagyfeszültségű, egyenáramú energiaátvitel. A nagy távolságú, nagyfeszültségű váltakozó
áramú energiaátvitel hátrányi, hogy a vezeték kapacitása miatt és a nagy térerősség általi
kisugárzás miatt nagy a levezetési veszteség. Az áram a vezető felületén fénysebességgel terjed,
ezért pl. az 50 Hz-es váltakozófeszültség 750 km-re a tápponttól már 1 periódussal marad le.
![Page 19: EGYÜTTMŰKÖDŐ VILLAMOSENERGIA-RENDSZEREK](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070417/56815353550346895dc163fe/html5/thumbnails/19.jpg)
Levezetési veszteség főbb tényezői
Önálló vezetés légköri nyomású gázokbanA gázok normális körülmények között szigetelők, de kevés töltéshordozó mindig van bennük. Ezek a töltéshordozók a talajban, levegőben elenyésző mennyiségben jelenlévő radioaktív anyagok sugárzása során, valamint a kozmikus sugárzás során keletkeznek.
![Page 20: EGYÜTTMŰKÖDŐ VILLAMOSENERGIA-RENDSZEREK](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070417/56815353550346895dc163fe/html5/thumbnails/20.jpg)
Az önálló vezetés fajtái
SzikrakisülésHa két elektróda között nagy potenciálkülönbség, akkor
az elektródákról vakító, szétágazó nyalábok indulnak ki. Ilyenkor fény, hő és hang formájában szikrakisülés jön létre.
![Page 21: EGYÜTTMŰKÖDŐ VILLAMOSENERGIA-RENDSZEREK](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070417/56815353550346895dc163fe/html5/thumbnails/21.jpg)
Egyenáramú átvitel
• Az első közüzemi egyenáramú átvitel az 1950-es években készült, és a Balti-tengeren fekvő Gotland szigetet látja el energiával, amely a szárazföldtől 100 km-re található. A sziget 30 kV-os háromfázisú hálózatát 100 kV-os, egyenáramú tengeralatti kábellel kötötték össze a szárazföld 132 kV-os háromfázisú energiarendszerével. A feszültség-átalakítást egyenirányítók segítségével oldották meg.
![Page 22: EGYÜTTMŰKÖDŐ VILLAMOSENERGIA-RENDSZEREK](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070417/56815353550346895dc163fe/html5/thumbnails/22.jpg)
Nemzetközi rendszeregyesítésekA nemzetközi gyakorlatban megvalósított rendszeregyesítések két
kategóriába sorolhatók.
• Az egyik a kölcsönös kisegítésre orientált egyesítés. Az összekapcsolt rendszerek kölcsönösen kisegítik egymást, az energiaszállítás az összekötő vezetékek teljesítőképességét nem használja ki teljesen. A szállítási távolságok és mennyiségek általában nem nagyok, ezért az átvitel megvalósítható akár 120 kV-os távvezetékekkel is. Ilyen például a nyugat-európai országok energiarendszere is, az UCTE.
• A másik típus a szállításra orientált rendszeregyesülés, melynek alapvető célja a nagy teljesítményű, állandó, tervszerű energiaszállítás. Az átvitel igen nagy feszültségű távvezetékeken történik. Ilyen például a volt Szovjetunió energiarendszere.
![Page 23: EGYÜTTMŰKÖDŐ VILLAMOSENERGIA-RENDSZEREK](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070417/56815353550346895dc163fe/html5/thumbnails/23.jpg)
Erőművek párhuzamos kapcsolása
• A villamos energiát kizárólag nagyteljesítményű erőművekben állítjuk elő. Az erőművek helyét földrajzi, gazdasági és felhasználási szempontok figyelembevételével határozzák meg.
• Az erőművek párhuzamos üzemének legfontosabb feltétele, hogy minden generátor frekvenciája pontosan egyforma legyen, mégpedig 50 Hz. Ez azért szükséges, hogy az egyes hálózatok között ne induljon kiegyenlítő áram
![Page 24: EGYÜTTMŰKÖDŐ VILLAMOSENERGIA-RENDSZEREK](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070417/56815353550346895dc163fe/html5/thumbnails/24.jpg)
„Kölcsönös kisegítés”• Nagyobb földrajzi távolság esetén a hajnali és
alkonyati időeltérés is jelentősebb, így a terhelések és a terhelésváltozások maximumának időpontjai is távolabb esnek egymástól, ezért a kölcsönös kisegítés gazdaságilag is előnyös.
• A kooperációs vezetékeknek el kell bírniuk a terhelést teljesítményingadozás és esetleges kiesések esetén is. Az egyes országok energiarendszereit gyakran nagyfeszültségű, egyenáramú szabadvezetékekkel kötik össze, mert így az átvitel gazdaságosabb
![Page 25: EGYÜTTMŰKÖDŐ VILLAMOSENERGIA-RENDSZEREK](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070417/56815353550346895dc163fe/html5/thumbnails/25.jpg)
Magyarország villamosításainak fázisai:
• 1900-ig - Magyarországon 40 villamos erőmű és hozzá tartozó hálózat létesült. Ezt az időszakot a szolgáltatás rendszerének sokfélesége jellemzi:
• egyenáram 2x150V, 2x120V, 2x135V, 2x220V, 2x250V, 2x210V feszültséggel, egy- és háromfázisú váltakozó áram 1800V, 2850/105V, 2000/100V, 2000/120V, 2100/105V, 3000/105V feszültséggel, 50 Hz 42 Hz, 26 Hz frekvenciával.
• A telepek többségében a dinamók illetve generátorok teljesítménye nem haladta meg a néhány száz kW-ot, hajtásukat gőzgép biztosította
![Page 26: EGYÜTTMŰKÖDŐ VILLAMOSENERGIA-RENDSZEREK](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070417/56815353550346895dc163fe/html5/thumbnails/26.jpg)
Magyar villamosenergia-törvény
• 1934 Októberben lépett hatályba az első magyar villamosenergia-törvény. Célja az egységes energia-gazdálkodási szempontok megvalósítása a villamos hálózatok és átalakító kapcsoló állomások létesítésénél, és védeni a fogyasztók érdekeit.
• 1935-ben Magyarországon a városok teljes mértékben (56 város), a községeknek kb.30%-a (1020 kisebb település) volt villamosítva.
![Page 27: EGYÜTTMŰKÖDŐ VILLAMOSENERGIA-RENDSZEREK](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070417/56815353550346895dc163fe/html5/thumbnails/27.jpg)
Frekvencia tartás
• A frekvencia tartására a Kelenföldi Erőművet jelölték ki. A villamosenergia-rendszer (VER) irányítását az Országos Villamos Teherelosztó (OVT) végezte. Az Erőművek Ipari Központja (ERIK) megalapítása ágazati minisztériumi felügyelet alatt. Feladata a nagy- és közepes teljesítményű erőművek központi irányítása.
• A dinamikusan növekvő fogyasztói igény (1945-ben 700 GWh, 1949-ben 2200 GWh)
![Page 28: EGYÜTTMŰKÖDŐ VILLAMOSENERGIA-RENDSZEREK](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070417/56815353550346895dc163fe/html5/thumbnails/28.jpg)
Áramszolgáltatók
• öt, mai is működő regionális áramszolgáltató vállalat: ÉDÁSZ, ÉMÁSZ, DÉDÁSZ, DÉMÁSZ,
TITÁSZ (a hatodik áramszolgáltató, az ELMU már a század első fele óta működik).
![Page 29: EGYÜTTMŰKÖDŐ VILLAMOSENERGIA-RENDSZEREK](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070417/56815353550346895dc163fe/html5/thumbnails/29.jpg)
Importált energia
• Magyarország és Csehszlovákia (Kisigmánd-Érsekújvár) között, amelyen a magyar VER villamos energiát importált. Ez volt az első lépés a kooperáció nemzetközi kiterjesztésének irányába. 1953 - 100 kV-ról 120 kV-ra növelték a hálózat feszültségét, ezáltal annak áteresztő képessége több mint 40%-kal növekedett
![Page 30: EGYÜTTMŰKÖDŐ VILLAMOSENERGIA-RENDSZEREK](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070417/56815353550346895dc163fe/html5/thumbnails/30.jpg)
Távvezetékek feszültség szintjeinek kialakulása
• 1960 Az első 220 kV-os távvezeték (Göd-Bistricany) és az első 220 kV-os transzformátor üzembe helyezése.
• 1968 - Bánhidin üzembe áll a 100 MW-os erőműi blokk. Megépül az első 400 kV-os távvezeték (Göd-Munkács), üzembe helyezik az első 400 kV-os transzformátort.
• 1978 - A 750 kV-os ZapadnoUkrainszkaja-Albertirsa távvezeték és az albertirsai 750/400 kV-os álállomás üzembe állítása.
• Megalakult a lengyel, a cseh, a szlovák és a magyar energiarendszerek közös szervezete, a CENTREL.
![Page 31: EGYÜTTMŰKÖDŐ VILLAMOSENERGIA-RENDSZEREK](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070417/56815353550346895dc163fe/html5/thumbnails/31.jpg)
Távvezetékek
• A 400 illetve 750 kV-os hálózatokon a nagyobb energiaátvitel biztosítása érdekében a vezetékeket kötegelik, ilyenkor 3-4 sodrony is lehet egymás mellett. Ezáltal nő a vezeték keresztmetszet, csökken az ellenállás és csökken a vezeték sugárzása is.
![Page 32: EGYÜTTMŰKÖDŐ VILLAMOSENERGIA-RENDSZEREK](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070417/56815353550346895dc163fe/html5/thumbnails/32.jpg)
400kV750kV
![Page 33: EGYÜTTMŰKÖDŐ VILLAMOSENERGIA-RENDSZEREK](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070417/56815353550346895dc163fe/html5/thumbnails/33.jpg)
Erőművek
• Az MVM adatai szerint a hazai villamosenergia-termelés a 2000-es évben 34887 GWh volt. A különböző energiaforrások arányai, amelyből ezt az energiát előállították: atom 40,6 %, szén 26,5 %, kőolaj és földgáz 30,9 %, egyéb 2,0 %.
• A Paksi Atomerőmű 1976-ban alakult, teljesítménye 1850 MW.
![Page 34: EGYÜTTMŰKÖDŐ VILLAMOSENERGIA-RENDSZEREK](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022070417/56815353550346895dc163fe/html5/thumbnails/34.jpg)
Köszönöm a figyelmet!