5.1 ELEKTRIZAČNÁ SÚSTAVA

Elektrizačná sústava (ES) zahrňuje výrobu, rozvod a využitie elektrickej energie. Do sústavy teda patria generátory v elektrárňach, rozvodný systém a spotrebiče elektrickej energie. Do rozvodného systému patria všetky zariadenia medzi výrobňami a spotrebičmi t. j. všetky vedenia, rozvodne a rozvádzače, transformačné a meniace stanice so všetkými meracími, kontrolnými, spínacími, regulačnými a ochrannými zariadeniami.

Výhodou sústavy je spoločná rezerva výkonu pre celý systém, zvýšenie bezpečnosti prevádzky, možnosť lepšieho využitia výrobní a zvýšenie hospodárnosti sústavy ako celku.

Zvláštnosťou elektrizačnej sústavy je skutočnosť, že výroba elektrickej energie, jej prenos a premena na iné formy energie sa uskutočňuje prakticky v tom istom časovom okamžiku. Ináč povedané, elektrickú energiu nemožno vyrábať na sklad. Táto zvláštnosť odstraňuje problémy vzdialenosti stovky kilometrov medzi zdrojom a spotrebou, no zároveň vedie k tomu, že všetky časti sústavy sú vzájomne prísne späté a pôsobia súčasne. Druhou zvláštnosťou je veľká rýchlosť prechodných javov v sústave. Treťou zvláštnosťou je tesná a široká väzba na ostatné odvetvia hospodárstva, komunálnej spotreby, dopravy, atď. Táto zvláštnosť vyvoláva potrebu vysokej spoľahlivosti chodu ES a zdôvodňuje potrebu vytvárania dostatočných rezerv výkonu od výroby začínajúc a u spotreby končiac. Energetika musí mať tieto výkonové rezervy v primárnej energii.

Obsah kapitoly 5.1

5.1.1		Prepojené elektrizačné sústavy
5.1.2		Elektrizačná sústava Slovenska
5.1.3		Otázky ku kapitole 5.1

História elektrifikácie Slovenska

Elektrizačná sústava Slovenska začala vznikať postupne pred 125 rokmi. Uvádzame tu len orientačný prehľad postupu elektrifikácie Slovenska.

Prevratné objavy a poznatky na poli vedy a techniky koncom 19. storočia našli uplatnenie aj v elektroenergetike na Slovensku. Začiatky priemyselného využívania elektrickej energie sa orientovali na osvetlenie a mechanický pohon zariadení. Jednalo sa o výrobu elektrickej energie v jednoduchých jednosmerných sieťach a jej priamu dodávku spotrebiteľom. Prechod z jednosmernej na trojfázovú striedavú sústavu predstavoval mnohé výhody, ako jednoduchosť vytvorenia točivého poľa, nižšiu spotrebu materiálu vodičov na prenesený výkon a jednoduchú možnosť dvoch rôznych napätí – fázového a združeného. Ustálila sa tiež jednotná frekvencia striedavého prúdu 50 Hz.

5.1.1 PREPOJENÉ ELEKTRIZAČNÉ SÚSTAVY

Prepojenie elektrizačných sústav jednotlivých štátov a ich medzinárodná spolupráca sa realizuje pre účely vzájomnej výmeny elektrickej energie, zvýšenie stability chodu sústavy, no tiež pre riešenie poruchových a havarijných stavov.

Základné výhody prepojených sústav sú nasledovné:

• možnosť poskytovania vzájomnej havarijnej výpomoci,

• zvýšenie prevádzkovej bezpečnosti,

• zlepšenie podmienok regulácie frekvencie (rozsiahla sústava je tvrdšia),

• možnosť zníženia potrebných výkonových rezerv.

Prepojenie sústav sa uskutočňuje v jednom alebo viacerých definovaných bodoch cez:

• galvanické prepojenie pri paralelnej spolupráci sústav,

• jednosmerné vedenie alebo jednosmernú spojku pri rozdielnej frekvencii sústav,

• vydelenie zdrojov jednej sústavy pracujúcich do druhej sústavy,

• vydelenie ostrovov zaťaženia jednej sústavy do druhej sústavy.

Prepojená sústava však vnáša do systému jej riadenia nové momenty, ako napr.:

• problém regulácie medzištátnych prenášaných výkonov a energie podľa dlhodobých hospodárskych zmlúv,

• problém operatívnych dohôd o neplánovanom dovoze a vývoze elektrickej energie,

• problém riadenia napätia v hraničných  bodoch sústavy,

• potrebu medzinárodnej koordinácie údržbových prác vo výrobných a rozvodných zariadeniach.

Najdôležitejšie prepojené elektrizačné sústavy v Európe uvedené na obr. 5.1 sú: prepojená sústava európskych krajín (UCTE), severoeurópskych krajín (NORDEL), ATSOI (Írsko), UKTSOA (Veľká Británia) a IPS/UPS (bývalý Sovietsky zväz).

Obr. 5.1. Prepojené elektrizačné sústavy v Európe [144]

5.1.2 ELEKTRIZAČNÁ SÚSTAVA SLOVENSKA

Vodivé spojenie dvoch prevádzkových miest nazývame vedenie, ktoré môže byť vzdušné alebo káblové. Súhrn všetkých galvanicky spojených vedení a elektrických staníc rovnakého napätia určených na prenos, premenu a rozvod elektrickej energie sa nazýva elektrická sieť. Elektrické siete a zariadenia sústredené väčšinou na ohraničené územie tvoria rozvodnú sústavu.

Distribučná sústava je vzájomne prepojený súbor vedení a zariadení 110, 22 a 6,3 kV slúžiaci pre distribúciu elektrickej energie odberateľom. Je prepojená so susednými distribučnými sústavami. Prenosová sústava je vzájomne prepojený súbor vedení a zariadení 400 a 220 kV slúžiaci pre prenos elektrickej energie do distribučnej sústavy a veľkým odberateľom. Je prepojená so susednými štátmi. Distribučné sústavy a prenosová sústava na Slovensku sú navzájom synchrónne prepojené a tvoria elektrizačnú sústavu Slovenska, obr. 5.3.

V roku 2006 mala Prenosová sústava Slovenskej republiky:

Inštalovaný výkon elektrární: 

Obr. 5.2. Ročné výroby a spotreby elektrickej energie ES SR [145]

Obr. 5.3. Elektrizačná sústava Slovenska [145]

5.1.3 Otázky ku kapitole 5.1

1.    Čo rozumieme pod pojmom elektrizačná sústava a aké sú jej zvláštnosti?

2.    Prečo sa prepojujú elektrizačné sústavy?