Se utiliza una línea de electrodos en algunos sistemas de transmisión de energía de corriente continua de alto voltaje (HVDC) que utilizan la tierra o el mar como el camino de retorno para la corriente eléctrica . Muchos sistemas HVDC de larga distancia utilizan retorno por mar o tierra para la corriente de CC neutral, ya que esto es considerablemente más barato que proporcionar un conductor de retorno metálico dedicado en un cable o cable aéreo.
Conexión a tierra [ editar ]
La conexión a tierra requiere un electrodo de tierra especialmente diseñado (o electrodo de tierra ). [1] [2] El electrodo generalmente se encuentra a varias decenas de kilómetros de la estación convertidora para evitar posibles problemas o corrosión en el sistema de puesta a tierra de la estación convertidora. La línea del electrodo conecta la estación convertidora al electrodo de tierra. La línea de electrodos se puede implementar, dependiendo de la situación del electrodo (en tierra o en el mar), como cables de tierra, como línea aérea o como una combinación de cable de tierra y línea aérea.
Sistemas bipolares [ editar ]
Los electrodos HVDC se utilizan en la mayoría de los sistemas de transmisión bipolar HVDC como un medio para mejorar la confiabilidad de todo el sistema. En el caso de que uno de los polos en el sistema bipolar tenga fallas, la ruta actual cambiará a retorno a tierra, permitiendo así que el sistema continúe operando a una capacidad reducida y reduciendo la posibilidad de que una falla en el polo cause una interrupción bipolar. Por lo general, estos caminos de retorno a tierra solo se usan por períodos muy cortos hasta que el poste con falla se puede volver a poner en servicio. La corriente de tierra en tales esquemas puede fluir en cualquier dirección, y los electrodos tienen que estar diseñados para ser reversibles, operando como un ánodo o un cátodo .
Sistemas monopolares [ editar ]
Los electrodos HVDC también se utilizan en algunos sistemas monopolares de HVDC, por ejemplo, el esquema Italia-Córcega-Cerdeña . [3] En tales sistemas, la línea de electrodos transporta permanentemente la misma corriente que el conductor de alto voltaje; sin embargo, dado que la corriente de tierra es solo unidireccional, uno de los electrodos (el cátodo) puede tener un diseño más simple, ya que la corrosión no es un problema para los electrodos catódicos.
Voltajes típicos [ editar ]
El voltaje de funcionamiento de la línea de electrodos generalmente está en el rango de aprox. 10-20kV (rango de media tensión).
sistema de energía de emergencia es una fuente independiente de energía eléctrica que admite sistemas eléctricos importantes en caso de pérdida de la fuente de alimentación normal. Un sistema de energía de reserva puede incluir un generador de reserva , baterías y otros aparatos. Los sistemas de energía de emergencia se instalan para proteger la vida y la propiedad de las consecuencias de la pérdida del suministro de energía eléctrica primaria. Es un tipo de sistema de energía continua .
Encuentran usos en una amplia variedad de entornos, desde hogares hasta hospitales , laboratorios científicos, centros de datos , [1 ] equipos de telecomunicaciones [2] y barcos. Los sistemas de energía de emergencia pueden depender de generadores , baterías de ciclo profundo , almacenamiento de energía en el volante o celdas de combustible .
Historia [ editar ]
Los sistemas de energía de emergencia se utilizaron ya en la Segunda Guerra Mundial en los buques de guerra. En combate, un barco puede perder la función de sus calderas, que alimentan las turbinas de vapor para el generador del barco . En tal caso, uno o más motores diesel se utilizan para conducir generadores de respaldo. Los primeros interruptores de transferencia dependían de la operación manual; dos interruptores se colocarían horizontalmente, en línea y la posición "encendida" uno frente al otro. se coloca una varilla en el medio. Para operar el interruptor, una fuente debe estar apagada, la varilla movida hacia el otro lado y la otra fuente encendida.
Operación en edificios [ editar ]
La red eléctrica puede perderse debido a líneas caídas, mal funcionamiento en una subestación, clima inclemente, apagones planificados o, en casos extremos, una falla en toda la red . En los edificios modernos, la mayoría de los sistemas de energía de emergencia han estado y siguen estando basados en generadores . Por lo general, estos generadores funcionan con motores diésel, aunque los edificios más pequeños pueden usar un generador con motor de gasolina y los más grandes una turbina de gas . Sin embargo, últimamente, se está utilizando más las baterías de ciclo profundo y otras tecnologías, como el almacenamiento de energía en el volante o las celdas de combustible.. Estos últimos sistemas no producen gases contaminantes, lo que permite la colocación dentro del edificio. Además, como segunda ventaja, no requieren que se construya un cobertizo separado para el almacenamiento de combustible. [5]
Con los generadores normales, se utiliza un interruptor de transferencia automática para conectar la energía de emergencia. Un lado está conectado tanto a la fuente de alimentación normal como a la fuente de alimentación de emergencia; y el otro lado está conectado a la carga designada como emergencia. Si no entra electricidad en el lado normal, el interruptor de transferencia usa un solenoide para accionar un interruptor de triple polo y un solo tiro. Esto cambia la alimentación de la alimentación normal a la de emergencia. La pérdida de potencia normal también desencadena un sistema de arranque que funciona con batería para encender el generador, de forma similar al uso de una batería de automóvil para arrancar un motor. Una vez que se cambia el interruptor de transferencia y se inicia el generador, la energía de emergencia del edificio vuelve a encenderse (después de apagarse cuando se perdió la energía normal).
A diferencia de las luces de emergencia , la iluminación de emergencia no es un tipo de lámpara; Es un patrón de luces normales del edificio que proporciona un camino de luces para permitir una salida segura, o ilumina áreas de servicio como salas mecánicas y salas eléctricas. Las señales de salida , los sistemas de alarma contra incendios (que no están en baterías de respaldo) y las bombas de motor eléctrico para los rociadores contra incendios casi siempre funcionan con energía de emergencia. Otros equipos con energía de emergencia pueden incluir amortiguadores de aislamiento de humo, ventiladores de evacuación de humo, ascensores, puertas para discapacitados y salidas en áreas de servicio. Los hospitales utilizan tomas de corriente de emergencia para alimentar el soporte vital.sistemas y equipos de monitoreo. Algunos edificios incluso pueden usar energía de emergencia como parte de las operaciones normales, como un teatro que lo usa para alimentar el equipo del espectáculo porque " el espectáculo debe continuar ".
Operación en aviación [ editar ]
El uso de sistemas de energía de emergencia en la aviación puede ser en el avión o en tierra.
En los aviones comerciales y militares es fundamental mantener la energía de los sistemas esenciales durante una emergencia. Esto se puede hacer a través de turbinas de aire Ram o fuentes de alimentación de emergencia de batería que permiten a los pilotos mantener contacto por radio y continuar navegando usando MFD, GPS, receptor VOR o giroscopio direccional durante más de una hora.
El localizador , la senda de planeo y otras ayudas de aterrizaje de instrumentos (como los transmisores de microondas) son consumidores de alta potencia y de misión crítica, y no se pueden operar de manera confiable desde una fuente de batería, incluso por períodos cortos. Por lo tanto, cuando se requiere una confiabilidad absoluta (como cuando las operaciones de Categoría 3 están vigentes en el aeropuerto) es habitual ejecutar el sistema desde un generador diesel con conmutación automática a la red eléctrica en caso de que el generador falle. Esto evita cualquier interrupción en la transmisión mientras un generador se eleva a la velocidad de operación.
Esto se opone a la visión típica de los sistemas de energía de emergencia, donde los generadores de respaldo son vistos como secundarios al suministro eléctrico de la red.
Protección de dispositivos electrónicos [ editar ]
Las computadoras, las redes de comunicación y otros dispositivos electrónicos modernos no solo necesitan energía, sino también un flujo constante para continuar funcionando. Si el voltaje de la fuente cae significativamente o se cae por completo, estos dispositivos fallarán, incluso si la pérdida de energía es solo por una fracción de segundo. Debido a esto, incluso una copia de seguridad del generador no proporciona protección debido al tiempo de arranque involucrado.
Para lograr una protección contra pérdidas más completa, se utilizan equipos adicionales como protectores contra sobretensiones , inversores o, a veces, una fuente de alimentación ininterrumpida (UPS) completa. Los sistemas UPS pueden ser locales (a un dispositivo o una toma de corriente) o pueden extenderse a todo el edificio. Un UPS local es una caja pequeña que cabe debajo de un escritorio o un estante de telecomunicaciones y alimenta una pequeña cantidad de dispositivos. Un UPS en todo el edificio puede adoptar cualquiera de varias formas diferentes, dependiendo de la aplicación. Alimenta directamente un sistema de salidas designadas como alimentación de UPS y puede alimentar una gran cantidad de dispositivos.
Dado que las centrales telefónicas usan CC, la sala de baterías del edificio generalmente está conectada directamente al equipo consumidor y flota continuamente en la salida de los rectificadores que normalmente suministran CC rectificada desde la red eléctrica. Cuando falla la energía de la red, la batería transporta la carga sin necesidad de cambiar. Con este sistema simple aunque algo costoso, algunos intercambios nunca han perdido poder por un momento desde la década de 1920.
Estructura y operación en estaciones de servicio [ editar ]
En los últimos años, las unidades grandes de una estación de energía de servicios públicos generalmente se diseñan en base a un sistema de unidades en el que los dispositivos requeridos, incluida la caldera, la unidad del generador de turbina y su transformador de potencia (intensificador) y unidad (auxiliar)están sólidamente conectados como una sola unidad. Una configuración menos común consiste en dos unidades agrupadas con una estación auxiliar auxiliar. Como cada unidad de generador de turbina tiene su propio transformador auxiliar de unidad adjunta, se conecta al circuito automáticamente. Para arrancar la unidad, los auxiliares reciben energía de otro transformador de unidad (auxiliar) o transformador auxiliar de estación. El período de conmutación del transformador de la primera unidad a la siguiente unidad está diseñado para una operación automática e instantánea en momentos en que el sistema de energía de emergencia necesita ponerse en marcha. Es imperativo que la energía a los auxiliares de la unidad no falle durante un apagado de la estación (una ocurrencia conocido como apagón cuando todas las unidades regulares fallan temporalmente). En cambio, durante las paradas, la cuadrículaSe espera que permanezca operativo. Cuando se producen problemas, generalmente se debe a relés de potencia inversa y relés operados por frecuencia en líneas de red debido a perturbaciones graves de la red. En estas circunstancias, el suministro de la estación de emergencia debe activarse para evitar daños a cualquier equipo y evitar situaciones peligrosas como la liberación de gas hidrógeno de los generadores al medio ambiente local.
En centrales nucleares [ editar ]
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Esta sección necesita la atención de un experto en energía . ( Febrero de 2009 )
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Los sistemas de energía de emergencia, llamados allí generadores diesel de emergencia (EDG), son una característica requerida en las plantas de energía nuclear . Por lo general, se instalan en conjuntos de tres. La instalación EDG está diseñada con los mismos requisitos de grado de seguridad que los otros sistemas de seguridad en la planta. La próxima (próxima) generación de plantas de energía nuclear incluye algunos diseños con múltiples bancos independientes de EDG (como en los ABWR [6] ).
Control del sistema de energía de emergencia [ editar ]
Para un sistema de suministro de emergencia de 208 VCA, se utiliza un sistema de batería central con controles automáticos, ubicado en el edificio de la estación de energía, para evitar cables de suministro eléctrico largos. Este sistema de batería central consta de unidades de celdas de batería de plomo-ácido para formar un sistema de 12 o 24 VCC, así como celdas de reserva, cada una con su propia unidad de carga de batería. También se necesita una unidad de detección de voltaje capaz de recibir 208 VCA y un sistema automático que pueda señalar y activar el circuito de suministro de emergencia en caso de falla del suministro de la estación de 208 VCA.
La base de datos integrada de recursos de emisiones y generación ( eGRID ) es una fuente integral de datos sobre las características ambientales de casi toda la energía eléctrica generada en los Estados Unidos. eGRID es emitido por la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. (EPA).
A partir de febrero de 2018, las ediciones disponibles de eGRID contienen datos de los años 2016, 2014, 2012, 2010, 2009, 2007, 2005, 2004 y 1996 a 2000. eGRID es único en el sentido de que vincula datos de emisiones atmosféricas con datos de generación eléctrica para Plantas de energía de los Estados Unidos.
Historia [ editar ]
- eGRID2016 fue lanzado por la EPA el 15 de febrero de 2018. Contiene datos del año 2016.
- eGRID2014 fue lanzado por la EPA el 13 de enero de 2017. Contiene datos del año 2014.
- eGRID2012 fue lanzado por la EPA el 8 de octubre de 2015. Es la décima edición y contiene datos del año 2012.
- eGRID2010 Versión 1.0 con datos del año 2010 se lanzó el 24 de febrero de 2014.
- eGRID2009 Versión 1.0, con datos del año 2009, se lanzó el 10 de mayo de 2012.
- eGRID2007 La versión 1.0 se lanzó el 23 de febrero de 2011 y la Versión 1.1 se lanzó el 20 de mayo de 2011.
- La versión 1.0 de eGRID2005 se lanzó en octubre de 2008 y la versión 1.1 se lanzó en enero de 2009.
- eGRID2004 Versión 1.0 se lanzó en diciembre de 2006; La versión 2.0 se lanzó a principios de abril de 2007; y la Versión 2.1, fue lanzada a fines de abril de 2007 y actualizada para errores tipográficos en mayo de 2007.
- La versión 1.0 de eGRID2000 se lanzó en diciembre de 2002; La versión 2.0 fue lanzada en abril de 2003; y la versión 2.01 se lanzó en mayo de 2003. (eGRID2000 reemplazó las versiones de eGRID de 1996 a 1998).
- eGRID1998 se lanzó en marzo y septiembre de 2001.
- eGRID1997 fue lanzado en diciembre de 1999.
- eGRID1996 se lanzó por primera vez en diciembre de 1998.
Resumen de datos [ editar ]
Los datos de eGRID incluyen emisiones, diferentes tipos de tasas de emisión, generación de electricidad , combinación de recursos y aporte de calor. Los datos de eGRID también incluyen identificación de plantas , ubicación e información estructural. La información de emisiones en eGRID incluye dióxido de carbono (CO 2 ), óxidos de nitrógeno (NO x ), dióxido de azufre (SO 2 ), metano (CH 4 ), óxido nitroso (N 2 O) y equivalente de dióxido de carbono (CO 2 e) . CO 2 , CH 4 y N 2O son gases de efecto invernadero (GEI) que contribuyen al calentamiento global o al cambio climático . El NO x y el SO 2 contribuyen a una calidad del aire poco saludable y a la lluvia ácida en muchas partes del país. La información de combinación de recursos de eGRID incluye los siguientes recursos de combustibles fósiles : carbón , petróleo , gas , otros fósiles; recursos nucleares ; y los siguientes recursos renovables : hidroeléctrica (agua), biomasa (incluyendo biogás , gas de vertedero y gas de digestor),eólica , solar y geotérmica .
Los datos de eGRID se presentan como un libro de Excel con hojas de datos y una tabla de contenido. El libro de trabajo eGRID contiene datos a nivel de caldera , generador y planta y datos agregados por estado, área de control de energía, subregión eGRID, región NERC y EE. UU. El libro de trabajo también incluye una hoja de trabajo que muestra la pérdida bruta de la red (%).
Por lo general, también se proporciona documentación adicional con cada versión de eGRID. Como ejemplo, eGRID 2012 contiene un documento de soporte técnico (PDF) , tablas de resumen (PDF) , tasas de emisión de GEI de subregión (PDF) para CO 2 , CH 4 y N 2 O (para trabajo de inventario y registro de GEI), NERC mapa regional (JPG) , mapa subregional eGRID2012 (JPG) y notas de la versión (TXT) . Estos archivos están disponibles como archivos descargables separados o todos están contenidos en un archivo ZIP , " todos los archivos eGRID2012"Se pueden descargar archivos similares para el lanzamiento de eGRID de un año determinado del sitio web de eGRID de la EPA .
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| Mapa representativo de la subregión eGRID2012 | Mapa Representativo de la Región NERC eGRID2012 |
Las principales fuentes de datos utilizadas para eGRID incluyen datos informados por generadores eléctricos a la División de Mercados de Aire Limpio de la EPA (de conformidad con 40 CFR Parte 70) y a la Administración de Información de Energía de EE. UU. (EIA).
Uso de datos [ editar ]
Los datos de eGRID se utilizan para la huella de carbono; cálculos de reducción de emisiones; calcular las emisiones indirectas de gases de efecto invernadero para The Climate Registry , el California Climate Action Registry , el programa obligatorio de informes de emisiones de GEI de California ( Global Warming Solutions Act de 2006 , AB 32) y otros protocolos de GEI; se utilizaron como punto de partida para la nueva base de datos internacional de emisiones de carbono, CARMA . Herramientas y programas de la EPA como Power Profiler , Portfolio Manager , WasteWise Office Carbon Footprint Tool , la Calculadora de equivalencia de energía ecológica , la Calculadora personal de emisiones de gases de efecto invernaderoy la Calculadora de equivalencia de gases de efecto invernadero utilizan eGRID. Los datos de eGRID respaldan otras herramientas como el etiquetado / divulgación medioambiental, los Estándares de cartera renovable (RPS) y los Créditos de créditos de energía renovable (REC) . Los estados también confían en los datos de eGRID para el etiquetado de electricidad (programas de divulgación ambiental), inventarios de emisiones y para decisiones de política, como estándares basados en la producción. eGRID es utilizado adicionalmente por organizaciones no gubernamentales para herramientas y análisis por el Consejo Internacional de Iniciativas Ambientales Locales (ICLEI) , los Estados del Nordeste para la Gestión Coordinada del Uso del Aire (NESCAUM) , el Instituto Rocky Mountain , elConsejo Nacional de Defensa de Recursos (NRDC) , la Comisión de Transporte de Ozono (OTC) , Powerscorecard.org y la Iniciativa del Protocolo de Gases de Efecto Invernadero .
En 2010, se emitió la Orden Ejecutiva 13514 , que requería que las agencias federales "midan, informen y reduzcan sus emisiones de gases de efecto invernadero de las actividades directas e indirectas". La Guía Federal de Contabilidad e Informes de GEI acompañó esta orden y recomendó el uso de tasas de emisión sin carga de eGRID para estimar las reducciones de emisiones de Alcance 2 (indirectas) de la energía renovable.
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