From Wikipedia, the free encyclopedia
Електричне мреже у електроенергетици су саставни део електроенергетског система. Електроенергетски систем обухвата производњу, пренос и дистрибуцију електричне енергије. Електрична енергија се производи у електранама, одакле се преноси и дистрибуише или расподељује до крајњих потрошача. У потрошаче спадају различити непосредни пријемници електричне енергије, нпр. електрично осветљење, моторни погони, термички пријемници, пријемници у хемијској индустрији, домаћинства итд.[1]
Електричне мреже обезбеђују непрекидно напајање потрошача електричном енергијом. Оне представљају скуп међусобно спојених постројења и водова који се налазе на истом називном напону. Састоје се од правилно изолованих електричних водова, опремљених апаратима за њихово укључивање, искључивање, мерење и заштиту, као и трансформатора који повишавају и снижавају напон у преносу и дистрибуцији електричне енергије.[2]
Развој електричних мрежа је уско повезан са развојем електрана, који је условљен развојем електричних пријемника. Задње две деценије 19. века биле су пресудне у развоју електроенергетских система.
Прва електрична мрежа појавила се са првом електраном. Године 1882. Томас Едисон и његова компанија су изградили прву електрану на свету у улици Перл у Њујорку, која се користила искључиво за осветљење. Генераторе су покретале парне турбине. У мрежи се налазило 59 потрошача са око 3000 сијалица. Електрана је производила једносмерну струју, на напону од 103V, а највећа удаљеност од генератора до пријемника била је око 800 метара.[3]
Даљим истраживањем дошло се до закључка да су у преносу електричне енергије губици активне снаге сразмерни квадрату јачине струје, те да је за веће удаљености неопходно смањити јачину струје и повећати напон сразмерно удаљености, да би се губици одржавали на истом нивоу.[4] Међутим, у оно време то је било немогуће извести са једносмерном струјом.[2]
У Лондону исте године Лусијен Голар и Џон Диксон Гибс представили су први трансформатор, чиме је била омогућена употреба виших напона у преносу електричне енергије. Практична употреба овог трансформатора приказана је 1884. у Торину, где је он искоришћен за осветљавање 40 км пруге, енергијом из генератора наизменичне струје. Међутим, овакав систем имао је више недостатака, један од највећих представљало је повезивање генератора на ред, због чега њихово оптерећење није било подједнако, тако да је укључивање и искључивање само једне лампе утицало на рад свих осталих лампи у линији. Након демонстрације, амерички предузетник Џорџ Вестингхаус одлучио је да купи неколико оваквих трансформатора, као и Сименсов генератор, у жељи да их његови инжењери побољшају у будућности.[3]
Један од Вестингхаусових инжењера, Вилијам Стенли, успео је да уочи проблем у везивању на ред и такође је дошао до закључка да гвоздено језгро око кога би се намотали примарни и секундарни намотаји, могли да се смање губици услед расипања флукса. Тако је конструисан напреднији трансформатор, који је у Грејт Барингтону 1886. године примењен први пут у мрежи наизменичне струје.[2] Међутим, и у овом случају једини потрошачи биле су сијалице, с обзиром да тада још увек нису постојали електрични мотори на наизменичну струју.[2]
Велики преокрет у преносу електричне енергије настаје са Теслиним проналасцима у области обртног магнетног поља, његове примене на индукциони мотор и полифазне системе.[2] Тесла је током 1887. и 1888. године патентирао низ проналазака, у које спада и патент за двофазни асинхрони мотор. Дизајн његовог асинхроног мотора, за разлику од других, био практичан за индустријску употребу. Одмах потом, компанија Вестингхаус откупљује првих седам Теслиних патената из области полифазних струја. У Питсбургу (1888—1889) са инжењерима компаније Вестингхаус ради на практичној реализацији својих патената.[5]
И ако су Теслини патенти указивали на велике предности Вестингхаус је имао проблема, јер је Едисон упорно радио на дискредитовању употребе наизменичне струје и Теслиних изума. Након дуготрајног процеса доказивања и битке на тржишту око опредељења за и против наизменичних струја или феномена познатог као рат струја,[6] 1895. одлучено је да се код хидроелектране на Нијагариним водопадима такође примени Теслин систем наизменичних струја. Мрежа је била напонског нивоа до 11 kV, а водови су ишли до Бафала.[3]
Изградњом трансформатора за високе напоне и применом трофазних струја отворене су могућности за пренос већих снага на веће удаљености.[3] У последњој декади 19. века производња електричне енергије је узела маха. Компаније су изградиле на хиљаде електричних мрежа, за једносмерну струју и наизменичну струју у САД и у Европи.[3]
У Србији се крајем 19. века такође почело са грађено са изградњом електричних мрежа. У почетку су прављене само за осветљење, а тек касније за потребе индустрије. Снаге првих електрана биле су веома мале и преовладавала је једносмерна струја.[7]
Прва електрика у Београду појавила се 1880. године у Кафани Хамбург, близу данашње Електродистрибуције Београд, власника Пере Јовановића Шапчанина. Газда Пера је тада набавио једну локомобилу и електромотор и поставио их испред Народне скупштине (данас биоскоп ”Одеон”), а одатле развукао жице преко Топчидерског друма, до своје кафане у којој су се налазиле Боген лампе.[7]
Затим је 9. октобра 1884. године уведено осветљење у чаурници крагујевачког Војнотехничког завода у Крагујевцу. У новој радионици инжењер Завода, Тодор Селесковић набавио је динамомашину за напајање 30 сијалица и две лучне лампе.[8][9] Овом догађају је присуствовао Милан Обреновић са краљицом Наталијом и својом свитом.[тражи се извор]
У електрификацији Србије велику улогу одиграо је Ђорђе Станојевић. Уз његово залагање, одлучено је да се изгради електрично осветљење у Београду[10], уместо гасног. Међутим, и ако је Тесла већ у то време водио битку за наизменичне струје, а Ђорђе Станојевић био упознат са његовим радом, због великих притисака[7] одлучено је да се склопи уговор са огранком Едисонове компаније у Паризу, преко Српско-француског друштво за осветљење и варошке железнице, Белгијског анонимног друштва и Дирекције за трамваје и осветљење за градњу термоелектране и мреже Едисоновог типа, што ће се, касније одразити на квалитет осветљења у Београду[7]. И тако је 1892. године почела да се гради прва термоелектрана у Србији на Дорћолу, у Београду.[2] Улично осветљење службено је почело са радом 23. септембра 1893. године, када је утврђено да је прва фаза електрификације Београда завршена, а да је електрична централа са мрежом пуштена у рад. Иста електрана омогућила је и први трамвај на електрични погон 1884. године (од 1882. је радило на коњску вучу),[7] који је саобраћао на релацији Теразије - Топчидер, свега шест година након што је кренуо са радом трамвај у Ричмонду.[10] Централа је 14. маја 1933. престала са радом, а из ње је 1946. године изнета сва опрема,[7] која ће послужити за изградњу термоелектране „Мали Костолац“, прве термоелектране у Костолцу. Објекат постоји још увек и њему се од 2005. налази Музеј науке и технике.[11]
Ипак, нешто касније Ђорђу Станојевићу пошло је за руком да започне изградња електрана по Теслиним принципима наизменичних струја.[10] Прва оваква електрана пуштена је у пробни рад 2. августа 1900. године, на реци Ђетињи у Ужицу, четири године након почетка рада хидроелектране на Нијагари. Служила је за покретање машина у ткачкој радионици и електрично осветљење. У почетку је имала два агрегата од 36kW, и далековода дужине 1km. Нешто касније, 1904. додат је још један генератор. Ова хидроелектрана и данас производи 140 kWh енергије.[10][12]
Хидроелектрана Вучје, у истоименом селу у подножју планине Кукавице почела је са радом 1903. на реци Вучјанки. Први далековод у Србији, дужине 17 км, изграђен је од ове електране до Лесковца. Хидроелектрана је у погону и данас. Неки од генератора у електрани раде од самог њеног постанка. У Хидроелектрани постоје три турбине. Све три су „Војт“ и све три имају своје генераторе. Два генератора су „Сименс“, из 1903. године. Један генератор је из тридесетих година прошлог века, произвођач је шведска фирма „Асеа“ која више не постоји. Генератора производе око 20.000 kWh дневно, односно 4 милиона годишње.[13][14]
Електричне мреже могу да се поделе на више начина:
Електричне мреже се представљају помоћу „извора напајања“ (електроенергетска постројења), „деоница“ (електрични водови) и потрошачких чворова. С обзиром на могућност смера протока електричне енергије разликују се:[15]
Електричне мреже требало би да :
Да би се ови услови испунили, приликом пројектовања електричних мрежа врше се бројни прорачуни и то према постављеним захтевима (још у фази планирања електроенергетских система[18]), важећим стандардима и искуству, као нпр:
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
