Elektrienergia ülekanne

Elektri ülekanne ja jaotamine

Elektrienergiat toodetakse, edastatakse ja tarbitakse tänapäeval suurtes ühtse tervikuna toimivates ühendelektrisüsteemides. Süsteemi osade ja elementide vahel on tihe side. Energiasüsteem on elektrijaamade, elektrivõrkude ja elektritarbijate ühendus, kuhu lisanduvad elektrijaamadega seotud soojusvõrgud ja -tarbijad. Energiasüsteemi elektriline osa on elektrisüsteem ning väga olulise osa sellest moodustab elektrivõrk.[1]
Elektrijaamad on ühendatud süsteemi põhivõrku, mis tavaliselt talitleb pingel 220–500 kV (Eestis 110–330 kV). Põhivõrgust saavad toite suuremad ja võimsamad elektritarbijad ning keskpinge 6–35 kV jaotusvõrgud, mis alajaamade kaudu varustavad elektritarbijaid enamasti 400 V madalpingel. Jaotusvõrguga võivad olla ühendatud ka kohalikud elektrijaamad.[1]
Ennekõike liigitatakse elektrivõrke nimipinge alusel. Elektrivõrgu nimipinge on pinge, millele võrk on ette nähtud ja millele viidates iseloomustatakse teatud talituskarakteristikud. Kõige üldisemalt võib elektrivõrke jaotada madal- ja kõrgepingevõrkudeks. Kõrgepingevõrgud jaotatakse omakorda keskpingevõrkudeks, kõrgepingevõrkudeks ja ülipingevõrkudeks. Eestis on ülipingevõrgud pingega 330 kV, keskpingevõrgud 3–35 kV ja madalpingevõrgud nimipingega 0,4 kV.[1]
Otstarbe järgi saab elektrivõrke liigitada süsteemi-, ülekande- ja jaotusvõrkudeks. Süsteemivõrk on tavaliselt ülikõrgepingevõrk, mis ühendab suuri elektrijaamu ja elektrisüsteeme. Ülekandvõrkude vahendusel kantakse elektrienergia üle suurematesse alajaamadesse ning tarbimiskeskustesse. Elektrienergiat jaotavad laiali jaotusvõrgud, mis edastavad elektrienergiat suurtest toitealajaamadest tarbijateni (joonis 1).[1]
Eesti elektrisüsteem on kolme 330 kV liiniga ühendatud Venemaa elektrisüsteemiga (kaks liini Narvast Peterburi ja Kingiseppa ning üks Tartust Pihkvasse) ja kahe Valmierasse viiva 330 kV liiniga Läti elektrisüsteemiga. Soomega on Eesti elektrisüsteem ühendatud Harku–Espoo ± 150 kV alalisvooluliini kaudu (joonis 2).[1]
Väga oluline osa elektrienergia ülekandel ja jaotamisel on alajaamadel, mis on ette nähtud elektrienergia muundamiseks ja jaotamiseks. Alajaam sisaldab sisenevate ja väljuvate liinide ühendusi, lülitusseadmeid, trafosid, juhtimisahelaid ning hooneid, seal paikneb ka kaitse- ja juhtimisaparatuur.[1]
Võimusust saab üle kanda ilma lisaseadmeteta kuni 500 km kaugusele. Tänapäeval on lisaseadmetena kasutusel staatilised türistorjuhitavad kompenseerimisseadmed. Need seadmed koosnevad türistorjuhitavatest kondensaatorpatareidest ja reaktoritest. Türistorjuhitavad kompenseerimisseadmed toimivad nii püsi- kui ka siirdetalituses, kindlustades süsteemi stabiilsuse.[1]
Alalisvooluliine võidakse kasutada, kui on vaja edastada suuri võimsusi (mõni GW) suurele kaugusele (1000 km ja enam). Alalisvoolu kasutamisel on nii õhu- kui ka kaabelliinid lihtsamad ja odavamad kui vahelduvvooluliinidel, kuid nad nõuavad mõlemas otsas kalleid alajaamu. Alalisvooluliinid või vahelülid on vajalikud ühendamaks mittesünkroonselt talitlevaid elektrisüsteeme ning samuti on alalisvool vajalik pikkade (nt merealuste) kaabelliinide korral, kus vahelduvvoolu kasutada pole kaablite suurte mahutuvuse tõttu võimalik.[1] Võrreldes vahelduvvooluga, on kõrge alalispinge süsteemi (pikkadel vahemaadel) kaod väiksemad, olenevalt pingest ja ehitusest, võivad kaod olla 3% 1000km kohta.[3]