1.3. Трансформација и пренос електричне енергије
Струја добијена обртањем ротора у генераторима електрана системом далековода преноси се до потрошача. Да би се могла преносити ационално, без великих губитака, и на велике даљине, струји добијеној генераторима напон се повећава на тзв. висок напон. Струји добијеној генераторима у електранама напон се обично креће од 6-10 kV(киловолти)-(1 киловолт=1000 волти)...Овај напон се повећава на 110, 220 или 380 kV (висок напон) како би се електрична енергија могла преносити на велике даљине и без много губитака. Након повећавања напона струје на висок напон она се далеководима високог напона транспортује до потрошача.
Далековод високог напона је дебело плетено уже од бакра или алиминијума са језгром од челика.
Како су и бакар и алуминијум материјали мале механичке чвстоће, челично језгро далековода служи као ојачање далековода.
Далеководи нису изоловани, јер би их јако дебела изолација учинила још тежим, а нема ни потребе за њиховом изолацијом, јер су далеко изнад површине земље.
Далеководи високог напона се постављају на стубове далековода високог напона, који су најчешће челичне конструкције.
Стубови се постављају на растојању од 100-150 m, а далеководи се на њима повезују керамичким изолаторима.
У близини насељених места, односно, потрошача, струја високог напона се смањује на тзв. струју ниског напона, а затим се далеководима ниског напона транспортује кроз насељено место да самих потрошача.
Стубови далековода ниског напона су углавном бетонски. Далеководи ниског напона такође нису изоловани, а напон струје износи 220-380 V.
Напон од 220 V је напон између нуле и фазе, а напон од 380 V је напон између две фазе.
Надземни далековода деле се по опсегу напона:
Низак напон - мање од 1000 V, који се користе за везу између стамбеног или мањег пословног купца и корисности.
Средњи напон - између 1000 V (1 кV), а на око 33 кV, који се користи за дистрибуцију у урбаним и руралним срединама.
Високи напон ( мање од 100 кV или пренос на напону као што су 115 кV и 138 кV), која се користи за под-пренос и пренос већих количина електричне енергије и повезивање са веома великим потрошачима.
Екстра високи напон (пренос) - преко 230 кV, до око 800 кV, користи се за велике удаљености,
Ултра високи напон - више од 800 кV.
Сви електрични уређаји се конструишу тако да за рад користе струју ниског напона. Напон од 220 V је напон монофазних прикључница, а напон од 380 V имамо на трофазним прикључницама.
У домаћинствима напон од 380 V користе само уређаји великих снага, као што су ТА пећи и електрични штедњаци, мада могу радити и на 220 V. Сви остали уређаји углавном раде користећи напон од 220 V.
Дакле, струји добијеној у електранама се напон повећава на висок напон, онда се мрежом далековода високог напона транспортује до свих насељених места, где јој се напон смањује, након чега се нисконапонском мрежом транспортује до потрошача. Повећање и смањење напона струје приликом транспорта врши се у трафостаницама, односно уређајима који се у њима налазе. Уређај којим се може мењати напон и јачина струје назива се трансформатор.
Трансформатор
Трансформатор, поред генератора и електромотора, спада у један од три најважнија електрична уређаја. Трансформатори се не налазе само у трафостаницама, или само на појединим стубовима далековода, где им је функција да повећају или смање напон и јачину струје, већ су и саставни делови велике већине електричних уређаја.
Трансформатор има три дела:
1. примарни калем (примар),
2. секундарни калем (секундар),
3. гвоздено језгро.
Повећавање и смањивање вредности напона трансформатором
Напон струје на секундару биће онолико пута већи него напон на примару колико је пута број навојака секундара већи од броја навојака примара, и обрнуто, напон секундара биће онолико пута мањи него напон примара колико је пута број навојака секундара мањи од броја навојака примара.
Повећавање и смањивање вредности јачине струје трансформатором
Јачина струје секундара биће онолико пута већа од јачине струје примара колико је пута број навојака секундара мањи од броја навојака примара, и обрнуто, јачина струје секундара биће онолико пута мања од јачине струје примара колико је пута број навојака секундара већи од броја навојака примара.
Резиме
У далеководима високог напона напон струје се креће до 380000 V.
У далеководима ниског напона напон струје износи 220-380 V.
220 волти-напон између нуле и фазе
380 волти- напон између две фазе
Напон у далеководима регулише електродистрибуција која наплаћује своје услуге. Она то постиже изградњом трафостаница, односно ређањем трансформатора дуж мреже, којима регулише вредности напона.
Потрошачи увек морају добијати напон од 220-380 V. Како се штите уређаји од појаве струји већег напона биће објашњено је у лекцији о осигурачима.
Кроз далеководе ниског напона у целом свету тече синусна наизменична струја напона 220-380 V(волти), фреквенције 50 Hz (Херца). Једино је у САД фреквенција струје 60 Hz.
Како су вредности напона струје у свим светским дистибуцијама стандардизоване и исте, можемо купити електрични уређај било којег светског произвођача, и успешно га користити. Како је у овој лекцији често помињан напон струје (разлика електричног потенцијала на крајевима проводника) ваља дати и основне податке о Александру Волти, чије име јединица за напон носи.
Међународна ознака за висок напон
Ова ознака нас упозорава да се од ње одмакнемо што даље. Кад угледамо ову ознаку на неком објекту, плочи или зиду читамо је као: "Помери се тако далеко да ме не видиш очима". Зашто се не смемо задржавати близу проводника са високим напоном? Зато што постоји и појава која се назива електромагнетна индукција, односно појава да се електрична струја на мале даљине може пренети и без постојања проводника. Око проводника се током протицања струје формира електромагнетно поље, које је код проводника струје високог напона много веће него код проводника ниског напона, те није пожељно бити у њиховој близини.
Зашто проводници високог напона нису изоловани?
Дебљина жице проводника зависи од јачине струје, а дебљина изолације око те проводне жице од напона струје. Што је већи напон потребан је и дебљи изолациони слој. Проводници високог напона преношени ваздушним путем нису изоловани зато што би били претешки када би преко њих био постављен изолациони слој материјала, односно, стубови далековода не би могли да их носе са дебелим слојем гуме или пластике, а услед тежине би се ионако покидали.
Коментар- У Србији је забележен не мали број случајева у којима су ученици школског узраста настрадали играјући се на местима која нису предвиђена за играње. Озбиљно схвати упозорење о постојању струје високог напона у својој близини.
Повезивање домаћинстава (потрошача) на мрежу преноса електричне струје
Прикључак потрошача( домаћинства, радионице, фабрике, школе, итд) може бити монофазни или трофазни, а може бити изведен као ваздушни и кабловски. Увек када је то могуће користи се ваздушни прикључак, а кабловски се користи када није безбедно поставити ваздушни, као што су центри већих градова, места где су концетрисане високе зграде, итд. Теоретски, кабловски пренос је могућ апсолутно свуда, али је оваква варијанта преноса и прикључка много веће цене коштања од ваздушног. У пракси се кабловски пренос струје користи једино у насељеним местима у улицама које садрже високе стамбене зграде, за пренос струје преко великих водених површина ( језера, река, мора), или у чувенијим и посећенијим националним парковима, да се не ремети природан изглед и атмосфера истог.
