Стандарты IEC обеспечивают бесперебойное энергоснабжение

Стандарты IEC обеспечивают бесперебойное энергоснабжение

Работа IEC по стандартизации — важный компонент расширения глобализации промышленности и экономики.

Во многих странах бытовые услуги и удобства, например, 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 мировом уровне все связи в общей цепи, от выработки до распределения электричества конечным потребителям, базируются на стандартах, подготовленных рядом Технических Комитетов (TC) и Подкомитетов (SC) Международной Электротехнической Комиссии (IEC)

Преобразование энергии первичных источников

Производство электроэнергии является результатом превращения в электрическую энергию механической или тепловой энергии первичных источников, например, ископаемого топлива, ядерной энергии или возобновляемых источников. Этот процесс требует использования различной техники, такой, как гидравлические, паровые или ветряные турбины, или других систем, задействующих солнечную или приливную энергию.

Тот факт, что технические комитеты IEC, разрабатывающие Международные Стандарты для выработки энергии, ее транспортировки и распределения, были созданы одними из первых, демонстрирует потребность в стандартизации в данной отрасли, являющейся основной в экономической деятельности и процветании всех стран.

Основанный еще в 1913 году, комитет TC 4: «Гидравлические турбины» стал одним из первых технических комитетов IEC, что отражает новаторскую роль, выполняемую гидроэнергетикой в общем производстве электроэнергии. Гидроэнергетика во всем мире является главным источником возобновляемой энергии, занимая, согласно данным Международного Энергетического Агентства (IEA) 16% от всего производства электроэнергии на 2010 год. В результате использования водохранилищ с насосным питанием, гидроэнергетика также является ключевым 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 подчеркивается 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 выпуска электроэнергии на сегодняшний день производится при помощи сжигания ископаемого топлива. Главным образом используются уголь, и газ. Ограниченность этих ресурсов требует использования паровых турбин в атомных электростанциях и применения геотермальной энергии. Паровые турбины также используются при выработке электричества из биомассы.

Международные стандарты для паровых турбин разрабатываются TC 5, основанным в 1927 году. Паровые турбины также были приняты и в других областях, например, интегрированный цикл газификации, в промышленных и нефтехимических предприятиях.

Процент электроэнергии, вырабатываемой не при помощи возобновляемых гидроресурсов, увеличивается довольно стремительно. Согласно IEA, в период с 2010 по 2035 годы, прогнозируется его повышение в семь раз. Данный рост вызван как экологическими соображениями, 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, связанные с различными технологиями, предназначенными для использования энергии из альтернативных источников, объем которой в 2035 году, про прогнозам составит треть всей вырабатываемой электроэнергии.

Повышение и понижение

Электроэнергия, вырабатываемая электростанциями, должна быть приспособлена 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 являются важным звеном в цепочке генерации, передачи и распределения энергии.

Трансформаторы ставятся в понижающих и в повышающих подстанциях, где выходящее из трансформатора напряжение понижено или повышено по сравнению с входящим напряжением. Трансформаторы являются продуктом развитой технологии, имеющей низкий коэффициент проблем, что свидетельствует об общем соответствии мировым стандартам, подготовленным комитетом TC 14: «Силовые трансформаторы», основанным в 1939 году. Он 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 импортируются в другие государства без проблем. Эта поставка основываетсяна международных стандартах IEC, согласно которым должно осуществляться производство, испытание, инспектирование и приобретение трансформаторов. Международные стандарты ТС 14 приняты в качестве национальных стандартов во многих странах, и используются в общемировых масштабах вырабатывающими электроэнергию компаниями, а также консалтинговыми и проектными фирмами в качестве основы спецификации силовых трансформаторов. Они предъявляют строгие требования ко всему спектру мощности и напряжений, чтобы удовлетворить растущий спрос на электроэнергию и обеспечить замену устаревших устройств.

Однако силовые трансформаторы подвержены поломкам, часто происходящим из-за внешних факторов. Это случилось, когда ураган Сэнди вызвал взрыв трансформатора компании Consolidated Edison на электростанции Манхеттена 29 октября 2012 года. Такие отказы могут парализовать всю распределительную сеть, как это и произошло в данном случае.

Распределение

Электрическая энергия обычно вырабатывается на некотором удалении от того места, где она требуется. А значит,грамотное распределение электроэнергии играет важную роль. При распределении электроэнергии применяется множество элементов, таких как провода, кабели и разнообразные электрические принадлежности. Когда речь заходит о передаче энергии, то в первую очередь вспоминаются воздушные проводники и линии передачи энергии, а так же различные кабели.

Воздушные линии передачи энергии являются значительной частью всей цепи передачи энергии.

Комитет TC 7: «Воздушные электрические проводники» был основан в 1928 году для подготовки рекомендаций по использованиюнеизолированных алюминиевых проводов и проводников. Сейчас в его сферу деятельности входит весь спектр проводников, включая провода заземления, и оборудование, непосредственно подключаемое к проводникам для обеспечения электрической/механической непрерывности. Комитет также разрабатывает 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 новейшие провода с повышенной эффективностью, усиленные волокнами или углеродом. Эти международные стандарты обычно указываются в проектах, спонсируемых интернациональными компаниями, например, Всемирным Банком.

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, «кроме обеспечения железнодорожного движения и материалов линий». Сфера интересов TC 11 относится к надежности воздушных линий. В нее также включены вопросы безопасности, в частности, выявление зазоров, формулировка требований к испытаниям конструкций, фундаментов и фитингов, а также способы 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», основанный в 1934 году, «готовит 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».

Неочевидные аспекты

Кроме привлекающих 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, подчиняющихся требованиям, выдвигаемым 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», функционирующий с 1949 года — это еще один технический комитет, связанный с производством, транспортировкой и распределением электроэнергии. Он разрабатыват международные стандарты для изоляторов, применяемых в системах высокого напряжения и в оборудовании, таком, как высоковольтные вводы, для изоляторов подвесных линий, подстанций и их соединений. Спрос на изоляторы и изолированные вводы сохраняется на высоком уровне. К потребителям стандартов TC 36 относятся производители электроэнергии, электрического оборудования (силовых и измерительных трансформаторов, выключателей, кабелей, КРУЭ, конденсаторов, разрядников, и т.п.), испытательные лаборатории и организации, проводящие сертификацию и аккредитацию.

Комитет TC 99, организованный в 1994 году, является еще одним комитетом, чья работа 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, применяемого при выработке тока, передаче и распределении электроэнергии, а также их установке и использовании, задействованы многие комитеты и подкомитеты IEC. Отсутствие стабильного и регулярного доступа к электричеству может негативно повлиять на экономику любого государства и поставить под вопрос его способность участвовать в глобальной экономике.

Невозможно просчитать точную величину экономической выгоды от всей энергетической отрасли, от производства энергии до ее распределения, но на ее долю приходятся триллионы долларов. В документе «Перспективы Мировой Энергетики», опубликованном IEA в 2012 году, говорится, 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 неосуществимы без множества международных стандартов IEC, подготовленных в течение десятилетий многими комитетами и подкомитетами, и покрывающими весь сектор генерации, передачи и распределения электрической энергии.

Рубрики2

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *


*