Jít na vyhledávání

Elektrizační a přenosová soustava

Výklad

Úrovně výroby, přenosu, distribuce a spotřeby elektrické energie

Úrovně výroby, přenosu, distribuce a spotřeby elektrické energie

Elektrizační soustavu tvoří souhrn zařízení pro dálkový přenos a následný rozvod elektrické energie. Je to vlastně fyzické propojení míst výroby elektřiny s mnohanásobně větším počtem míst, kde se elektřina spotřebovává. Součástí elektrizační soustavy jsou tisíce kilometrů vedení, transformační a spínací stanice, dále ochranné, informační a řídicí prvky. Podle charakteru provozu se elektrizační soustava dělí na dvě části – přenosovou soustavu a distribuční soustavy.

Přenosová soustava

Zajišťuje přenos velkých výkonů na velké vzdálenosti. Analogicky by se přenosová soustava dala přirovnat k dálniční dopravní síti, kde dálnice představují přenosová vedení a křižovatky a sjezdy z dálnic propojovací a transformační stanice. Podobně jako existují víceproudé dálnice, existují vícenásobná vedení elektrické energie. Na tyto páteřní dálnice jsou v určitých bodech připojeny velké zdroje (elektrárny) a na jiných místech jsou z nich napájeny velcí odběratelé, především sítě distribučních společností.

400 kV linky pro vyvedení výkonu z Jaderné elektrárny Dukovany (Zdroj: © Daniel Prudek / stock.adobe.com)

400 kV linky pro vyvedení výkonu z Jaderné elektrárny Dukovany

Závěsy z keramických izolátorů na kotevním stožáru linky zvlášť vysokého napětí drží celou tíhu napnuté soustavy AlFe lan (Zdroj: © martinfredy / stock.adobe.com)

Závěsy z keramických izolátorů na kotevním stožáru linky zvlášť vysokého napětí drží celou tíhu napnuté soustavy AlFe lan

Moderní systémové zdroje elektrické energie, připojené k přenosové soustavě mívají instalovaný výkon v řádu stovek MW. Jejich alternátory pracují se jmenovitým napětím 10 až 15 kV, takže protékající proudy dosahují hodnot několika jednotek, případně desítek kiloampér. Takto vyrobená elektrická energie je prakticky nepoužitelná pro dálkový přenos z důvodu obrovských ztrát ve vedení (ztráty závisí od druhé mocniny proudu). Řešením je zvýšení napětí generátorů pomocí transformátorů na úroveň napětí přenosové soustavy. Pro přenesení stejného výkonu tak postačí adekvátně nižší proud (s nižšími přenosovými ztrátami). V České republice se pro přenos elektrické energie využívají dvě napěťové úrovně – 220 a 400 kV. V rozlehlejších státech světa se lze setkat i s přenosovými linkami pracujícími s napětím 750 kV nebo dokonce přes 1 milion voltů.

Na ukázce přeshraničního 400 kV vedení Etzenricht–Hradec (V441) je první stožár ještě v německém Waidhausu, druhý je již v českém Rozvadově (Zdroj: Wikipedia.org)

Na ukázce přeshraničního 400 kV vedení Etzenricht–Hradec (V441) je první stožár ještě v německém Waidhausu, druhý je již v českém Rozvadově

Přenosová síť se skládá z dlouhých nadzemních vedení přenosových linek a desítek uzlů – rozvoden, kde tyto linky začínají nebo končí. Celá síť je vzájemně propojena, takže porucha a odstavení libovolné linky nebo transformátoru nezpůsobí výpadek elektřiny v zasažené oblasti, ale dojde pouze k rekonfiguraci sítě, přičemž původní zátěž postižených částí převezmou ostatní prvky sítě, které zůstaly v provozu. Dá se říct, že prvky přenosové soustavy splňují obecné bezpečnostní kritérium N-1, které garantuje zachování chodu a funkčnosti přenosové soustavy i při výpadku libovolného zdroje nebo prvku sítě.

Kromě přenosů elektrické energie v rámci republiky umožňuje přenosová soustava ještě propojení s elektrizačními soustavami okolních států. Na napěťové úrovni 400 kV k tomuto účelu slouží 11 přeshraničních vedení, dalších 6 jich je ještě na úrovni 220 kV. Celoevropské propojení přenosových soustav pomáhá při stabilizaci sítě a umožňuje operativně řešit mezirepublikové dodávky elektrické energie v případech neočekávaných výpadků zdrojů nebo jiných nestandardních stavů většího rozsahu.

Přenosová vedení

Linie přenosových vedení různého napětí protínají českou krajinu (Zdroj: © martinfredy / stock.adobe.com)

Linie přenosových vedení různého napětí protínají českou krajinu

Přenos elektrické energie je prováděn pomocí nadzemního vzdušného vedení velmi vysokého (220 kV) nebo zvlášť vysokého napětí (400 kV). Celková délka 400 kV vedení dosahuje na území České republiky přes 3 700 km. Většinu z toho tvoří jednoduchá vedení, ale přibližně 1/3 délky jsou vedení dvojitá nebo dokonce vícenásobná. Vedení velmi vysokého napětí mají celkovou délku asi 1 900 km, z toho více než polovinu délky tvoří vícenásobná vedení. K přenosové soustavě patří i část (asi 85 km) vedení napěťové úrovně 110 kV.

Přenosová vedení 400 a 220 kV spíše propojují východ republiky se západem, než sever s jihem (Zdroj: ČEPS, a.s.)

Přenosová vedení 400 a 220 kV spíše propojují východ republiky se západem, než sever s jihem

Elektrické stanice

Výkonový transformátor v transformační a rozvodné stanici přenosové soustavy (Zdroj: © emel82 / stock.adobe.com)

Výkonový transformátor v transformační a rozvodné stanici přenosové soustavy

Elektrické stanice přenosové soustavy jsou křižovatkami nebo místem propojení přenosových vedení. Podle svého účelu se sice dělí na spínací stanice, transformační stanice a měnírny, ale často se spojují do jednoho celku, takže například typická elektrická stanice přenosové soustavy zároveň plní funkci transformační a nachází se v ní i několik rozvoden různého napětí.

Ke třem napěťovým hladinám přenosové soustavy ČR přísluší i odpovídající počet rozvoden. Nejvíce jich je na napětí 400 kV – celkem 28. Na napěťové hladině 220 kV je jich 14 a jedna je i na úrovni 110 kV. Uvedené rozvodny se nacházejí v 33 elektrických stanicích. Transformační výkon přenosové soustavy představuje úctyhodných 22 450 MVA.

Velké uzly přenosové soustavy jsou na jedné straně napojeny na napěťovou úroveň 400 nebo 220 kV a na druhé straně napájí distribuční linky 110 kV (Zdroj: © deyana / stock.adobe.com)

Velké uzly přenosové soustavy jsou na jedné straně napojeny na napěťovou úroveň 400 nebo 220 kV a na druhé straně napájí distribuční linky 110 kV

Většina elektrických stanic přenosové soustavy je bezobslužná a řídí se dálkově z centrálního dispečerského stanoviště. Vzhledem k převládajícím napěťovým úrovním jsou rozvodny těchto stanic klasického venkovního provedení, i když existují výjimky, kde bylo z důvodu nedostatku místa zvoleno zapouzdřené provedení s izolačním plynem SF6. Takovou je například 400 kV rozvodna elektrické stanice Chotějovice, do které je vyveden nový zdroj v Elektrárně Ledvice.

Vrátit se nahoru
detail