Kapitola3
Napěťové hladiny a uspořádání energetické sítě
Rozvod energie se realizuje za pomoci střídavé třífázové soustavy s kmitočtem harmonické vlny 50 Hz (50 kmitů za sekundu). Na páteřní úrovni, kde se přenášejí obrovské výkony, je výhodné k omezení úbytků na vedeních používat extrémně vysoké hodnoty napětí.
Definice
To je dáno fyzikální závislostí, kdy elektrický výkon ve Wattech (W) je dán součinem napětí ve Voltech (V) a proudu v Ampérech (A).
Výhody
Pro přenesení určitého výkonu tak potřebujeme při vyšším napětí nižší proud. A pro nižší proud vznikají na daném vedení (soustavě vodičů – drátů či lan určených pro vedení elektrické energie) nižší úbytky napětí a tím menší ztráty.
Směrem od páteřní energetické sítě k odběrateli energii se napětí soustavy postupně snižuje. To je dáno postupným snižováním požadavku na přenesený výkon tak, jak se postupně energie větví k odběratelům, realizovatelností rozvodu s daným napětím pro daný účel a také bezpečností (snižování rizika úrazu elektrickým proudem).
Napěťové hladiny rozdělujeme takto:
- Přenosová soustava
- Distribuční soustava
+

Obr. 3. Schematické dělení energetické distribuční soustavy
Energetická distribuční soustava obsahuje vedle vedení a transformačních stanic i spínací, odpínací prvky a rozvaděče, které umožňují reagovat na výpadky určitých částí sítě (převedení odběratelů na jinou trafostanici apod.).
Výhody
Výhodou střídavé soustavy je možnost snadného snižování napětí za pomoci transformátorů (principiálně jde o cívky s různým počtem závitů navinuté na společném jádře). Čím větší výkony transformátor přenáší, tím musí mít větší rozměry.
+

Obr. 4. Distribuční vedení VVN s typickými stožáry
Vedení VVN je zakončeno v rozvodně, která obsahuje i transformátory z VVN na VN.
+

Obr. 5. Rozvodna zajišťující zároveň transformaci z VVN na VN
Vedení VN mezi městy a vesnicemi je zavěšeno rovněž na sloupech s postupným odbočováním k distribučním transformátorům VN/NN.
+

Obr. 6. Distribuční vedení VN ukončené transformátorem na NN směrem k běžným odběratelům
Vedení VN po městech bývá z praktických důvodů v podobě kabelů uložených v zemi. Podobně jako vedení NN, které je přes rozvodné skříně postupně odbočováno k jednotlivým odběrným místům.
+

Obr. 7. Typická zděná distribuční trafostanice VN/NN, ve které jsou ukončeny zemní kabely
V odběrném místě je za hlavním jističem umístěn elektroměr a následně sada jističů pro jednotlivé napájecí okruhy.
Definice
Pozor! I nízké napětí je životu nebezpečné. Proto je třeba chránit živé organizmy před úrazem elektrickým proudem (ochrana před dotykovým napětím). K výrobě, údržbě a provozu elektrických zařízení je nutné mít patřičnou elektrotechnikou kvalifikace a pravidelně procházet přezkoušením (tzv Vyhláška 50).
+

Obr. 8. Inteligentní elektroměr vybavený bezdrátovou komunikací (anténa v horní části)
Elektroměr má hlavní úkol měřit odebranou energii (případně i dodávanou, pokud je součástí odběrného místa i lokální výroba). Četnost měření je u dnešních inteligentních měřidel typicky 96 hodnot za den s intervalem 15 min.
Distribuce energie se realizuje pomocí třífázové soustavy (3 fázové vodiče). Odběrná místa a elektroměry se liší podle toho, zda využívají všech 3 fází, nebo jen jednu. Tři fáze jsou vhodné tam, kde je větší odběr energie. Vysoko-příkonové spotřebiče je vhodné připojovat třífázově, stejně jako elektrické motory.
Poznámka
Energie se v elektrické síti měří z praktických důvodů v kWh (kilowatthodina), což odpovídá příkonu 1 kW dodávanému do spotřebiče po dobu 1 hodiny, i když základní fyzikální jednotkou energie je Joule (J).
Pro přepočet platí, že 1 J = 1 Ws (Wattsekunda) a 1 kWh = 3600000 Ws.
Jaký ze zdrojů považujeme za obnovitelný
Jaký ze zdrojů považujeme za obnovitelný
Co rozumíme pod pojmem Smart Grid
Co je základním úkolem řídicích systémů v energetice
Jak se označuje klasický systém pro centrální ovládání spotřeby
Co se očekává, že v nejbližší dekádě výrazně ovlivní distribuci a spotřebu elektrické energie
Jaké je typické napětí hladiny velmi vysokého napětí
Jaké je typické napětí hladiny vysokého napětí
Jaký je kmitočet napětí v rozvodné síti
V čem se udává spotřeba elektrické energie
Jaké zařízení slouží k převodu napětí mezi vyššími a nižšími hladinami
Jak se označuje systém řízení energetické sítě
Jak se označuje systém měření a ovládání odběrných míst
Pomocí kolika fázových vodičů se zajišťuje distribuce elektrické energie
Jaký je typický interval pro dálkové odečty z odběrných míst u inteligentních elektroměrů