Поиск по сайту
Начало >> Статьи >> Стандарты IEC обеспечивают бесперебойное энергоснабжение

Стандарты IEC обеспечивают бесперебойное энергоснабжение

Работа IEC по стандартизации является важным элементом расширения глобализации промышленности и экономики.
Во многих странах, повседневные услуги и удобства, такие как водоснабжение, отопление, транспорт и связь, считаются само собой разумеющимися. По крайней мере, до тех пор, пока крупная природная катастрофа не прекратит подачу электроэнергии, в результате чего резко прекращается и предоставление других услуг. На глобальном уровне, все связи в общей цепи, от генерации до распределения электрической энергии конечным пользователям, опираются на стандарты, подготовленные рядом Технических Комитетов (TC) и Подкомитетов (SC) Международной Электротехнической Комиссии (IEC)

            Преобразование энергии первичных источников

Генерация электроэнергии является результатом преобразования в электрическую энергию механической или тепловой энергии первичных источников, таких как ископаемое топливо, атомная энергия или возобновляемые источники энергии. Этот процесс требует применения различных машин, таких как гидравлические, паровые или ветряные турбины, или других систем, использующих солнечную или приливную энергию.
Тот факт, что технические комитеты IEC, подготавливающие Международные Стандарты для генерации энергии, ее передачи и распределения, были созданы одними из первых, демонстрирует необходимость в стандартизации в данной отрасли, являющейся центральной в экономической деятельности и процветании всех стран.
Созданный еще в 1913 году, комитет TC 4: "Гидравлические турбины", стал одним из первых технических комитетов IEC, что отражает новаторскую роль, играемую гидроэнергетикой в общей генерации электроэнергии. Гидроэнергетика во всем мире является основным источником возобновляемой энергии, представляя, по данным Международного Энергетического Агентства (IEA) 16% от общего производства электроэнергии в 2010 году. Благодаря использованию водохранилищ с насосным питанием, гидроэнергетика также является основным источником накопления электрической энергии (EES), обеспечивая 99% мирового применения (см. статью по водохранилищам с насосным питание в http://www.iec.ch/etech/2012/etech_1112/tech-1.htm).
Отношение IEC к EES иллюстрируются принятым ею в октябре 2012 года решением о создании TS 120: "Системы хранения электрической энергии".

От ископаемого топлива к новым возобновляемым источникам

Две трети мирового производства электроэнергии в настоящее время вырабатывается путем сжигания ископаемого топлива. В основном, используется уголь, и газ. Ограниченность этих ресурсов требует использования паровые турбины в атомных электростанциях и применения геотермальной энергии. Паровые турбины также применяются при генерации электричества из биомассы.
Международные стандарты для паровых турбин подготавливаются TC 5, который был создан в 1927 году. Паровые турбины также были приняты и в других областях, таких как интегрированный цикл газификации, в промышленных и нефтехимических предприятиях.
Доля электрической энергии, вырабатываемой не при помощи возобновляемых гидроресурсов, растет довольно быстро. Согласно IEA, в период с 2010 по 2035 годы, ожидается семикратный рост этой доли. Данный рост вызван как соображениями, связанными с охраной окружающей среды, так и с ростом цен на ископаемое топливо.
Технические комитеты TC 82: "Солнечные фотогальванические системы", TC 88: "Ветряные турбины", TC 114: "Энергия моря - волны, приливы и другие преобразователи течения воды", а также TC 117: "Солнечные термальные электростанции", созданные в 1981, 1987, 2007 и 2012 году соответственно, подготавливают международные стандарты, связанных с различными технологиями, созданными для использования энергии из возобновляемых источников, объем которой в 2035 году, про прогнозам составит треть всей вырабатываемой электроэнергии.

Повышение и понижение

Электроэнергия, генерируемая электростанциям, должна быть адаптирована для передачи и распределения. Для преобразования систем переменного напряжения и тока в другие системы напряжения и тока, как правило, имеющие другие величины, применяются трансформаторы. Они составляют важное звено в цепочке генерации, передачи и распределения энергии.          
Трансформаторы устанавливаются в понижающих и в повышающих подстанциях, в которых выходящее из трансформатора напряжение понижено или повышено по сравнению с входящим напряжением. Трансформаторы являются продуктом развитой технологии, имеющей низкий показатель проблем, что указывает на общее соответствие международным стандартам, подготовленным комитетом TC 14: "Силовые трансформаторы", который был создан в 1939 году. Этот комитет имеет дело с "трансформаторами, мощность которых оценивается выше 1 КВА в однофазном варианте, и 5 КВА в многофазном варианте".
Силовые трансформаторы производятся во многих странах и поставляются в другие страны без проблем. Эта поставка опирается на международные стандарты IEC, в соответствии с которыми должно осуществляться производство, испытание, инспектирование и приобретение трансформаторов. Международные стандарты ТС 14 приняты в качестве национальных стандартов во многих странах, и используются в глобальных масштабах производящими электроэнергию предприятиями, а также консалтинговыми и проектными компаниями в качестве основы спецификации силовых трансформаторов. Эти стандарты накладывают жесткие требования на весь диапазон мощности и напряжений, чтобы обеспечить растущий спрос на электроэнергию и гарантировать замену устаревших устройств.
Однако силовые трансформаторы подвержены отказам, часто вызываемым внешними факторами. Такой случай имел место, когда ураган Сэнди спровоцировал взрыв трансформатора компании Consolidated Edison на электростанции Манхеттена 29 октября 2012 года. Такие отказы могут парализовать всю распределительную сеть, как это и имело место в упомянутом случае

Распределение

Электрическая энергия обычно производится на некотором расстоянии от того места, где она необходима. Следовательно, правильное распределение электроэнергии играет важную роль. При распределении электроэнергии используется множество элементов, таких как провода, кабели, и разнообразные электрические принадлежности. Когда речь заходит о передаче энергии, то в первую очередь в голову приходят воздушные проводники и линии передачи энергии, а так же всевозможные кабели. Воздушные линии передачи энергии являются существенной частью всей цепи передачи энергии.
Комитет TC 7: "Воздушные электрические проводники" был основан в 1928 году для подготовки рекомендаций по применению неизолированных алюминиевых проводов и проводников. Сегодня его областью деятельности является весь спектр проводников, включая провода заземления, и оборудование, непосредственно подключаемое к проводникам для обеспечения электрической/механической непрерывности. Комитет также подготавливает международные стандарты, связанные с правилами производства и использования воздушных электрических проводников, и с методами испытания их во время эксплуатации. Комитет TC 7 также подготавливает международные стандарты для новых типов воздушных электрических проводников, использующих инновационные провода с высокой эффективностью, усиленные волокнами или углеродом. Эти международные стандарты обычно указываются в проектах, финансируемых международными организациями, такими как Всемирный Банк.
Комитет TC 11: "Воздушные линии" подготавливает международные стандарты для подвесных линий электропередачи, номинальное напряжение которых превышает 1 кВ при переменном токе и 1.5 кВ при постоянном токе, "за исключением обеспечения железнодорожного движения и материалов линий". Область интересов TC 11 относится к надежности воздушных линий. Сюда также входят аспекты безопасности, включая определение зазоров, требований к испытаниям конструкций, фундаментов и фитингов, а также методы подъема линий. Он испытывает повышение интереса к линиям передачи класса EHVDC (сверхвысокое напряжение постоянного тока), возможным всплескам напряжения в линиях переменного тока, и к новым технологиям соединения воздушных линий, в связи с тенденцией увеличения объема работ при использовании этих технологий.
Комитет TC 20: "Электрические кабели", который был создан в 1934 году, "подготавливает международные стандарты для проектирования и испытания, а также рекомендации по использованию (включая и классификацию по величине тока) изолированных электрических силовых и управляющий кабелей, их принадлежностей, и кабельных систем, для использования при прокладке в производстве, передачи и распределении электрической энергии".

Не очевидные аспекты

Помимо вызывающих наибольшее внимание установок и оборудования, таких как дамбы, конвекционные или атомные электростанции, трансформаторы, а также воздушные линии и кабели, производство, передача и распределение электроэнергии зависит от многих других важных дополнительных систем и компонентов, которые используют стандарты, выпускаемые рядом других комитетов IEC.
Задачей комитета TC 8: "Системные аспекты поставки электрической энергии" является "анализ развития сектора электрической энергии... и выдвижение необходимых инициатив для создания и поддержания системного подхода ко всей цепи поставки электричества, от производства на различных уровнях, до использования на уровне потребителя".
Подкомитеты SC 17A и SC 17C готовят международные стандарты, относящиеся к спецификациям распределительного и коммутирующего высоковольтного оборудования, и связанным с ними заводскими сборками для напряжений превышающих 1 кВ при переменном токе и 1.5 кВ при постоянном токе.
Комитет TC 36: "Изоляторы", созданный в 1949 году - это еще один технический комитет, связанный с генерацией, передачей и распределением электроэнергии. Он готовит международные стандарты для изоляторов, используемых в системах высокого напряжения и в оборудовании, включающем высоковольтные вводы, для изоляторов подвесных линий, подстанций и их соединений. Спрос на изоляторы и изолированные вводы остается постоянным. К потребителям стандартов TC 36 относятся производители электроэнергии, производители электрического оборудования (силовых и измерительных трансформаторов, выключателей, кабелей, КРУЭ, конденсаторов, разрядников, и т.п.), испытательные лаборатории и организации, осуществляющие сертификацию и аккредитацию.
Комитет TC 99, организованный в 1994 году, является еще одним комитетом, чья деятельность необходима для обеспечения безопасности установок высокого напряжения. Он работает над "стандартизацией общих правил разработки и возведения систем электрической энергии (...), и над стандартизацией конкретных требований (...) и конкретных соображений по аспектам безопасности при генерации, передаче и распределении энергии для промышленных установок с номинальными напряжениями, превышающими 1 кВ при переменном токе и 1.5 кВ при постоянном токе".

Огромное влияние на экономику и глобальный рынок

В работу по стандартизации систем и оборудования, используемых при генерации, передаче и распределении электроэнергии, а также их установке и эксплуатации, задействованы многие комитеты и подкомитеты IEC. Отсутствие надежного и регулярного доступа к электричеству может оказать отрицательное влияние на экономику любой страны, и поставить под вопрос ее способность участвовать в глобальной экономике.
Невозможно назвать точную величину экономической выгоды от всей энергетической отрасли, от генерации до распределения электроэнергии, но на ее долю приходятся триллионы долларов. В документе "Перспективы Мировой Энергетики", опубликованном IEA в 2012 году, отмечается, что "необходимы очень большие инвестиции в инфраструктуру поставки электроэнергии, чтобы обеспечить рост спроса на электричество, ремонт и замену устаревшего генерирующего и сетевого оборудования". По существующим оценкам, кумулятивные инвестиции в инфраструктуру поставки электроэнергии в период 2012-2035 годов достигнут 16.9 триллиона долларов США (в стоимости 2011 года). "Инвестиции в электростанции составляют 57% всего энергетического сектора, и 60% из них связаны с возобновляемыми источниками энергии", отмечает IEA.
Расширение глобальных возможностей по генерации энергии и их общий вклад в экономику были бы невозможны без множества международных стандартов IEC, подготовленных в течение десятилетий многими комитетами и подкомитетами, и покрывающими весь сектор генерации, передачи и распределения электрической энергии.

Метки: нормы |
 
« Стабилизация напряжения   Тенденции электрических компонентов ветроэнергетики »
Карта сайта + все метки | Контакты
© Электроэнергетика При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна.