Elektroenergetyka – podgrupa energetyki i elektrotechniki dotyczącą wytwarzania, przesyłu i rozdziału energii elektrycznej. Jej głównym zadaniem jest zapewnienie ciągłego (niezawodnego) dopływu energii elektrycznej o odpowiedniej (wysokiej) jakości do odbiorcy.
Elektroenergetyka obejmuje m.in. następujące zagadnienia:
- elektrowni
- generatorów
- transformatorów energetycznych
- wyłączników mocy
- odłączników
- odgromników
- przekładników prądowych
- przekładników napięciowych
- maszyn elektrycznych
jak również zagadnień ogólnych:
- zarządzanie, planowanie i analiza sieci elektroenergetycznych
Ze względu na zużywanie źródła energii elektrownie dzielą się na trzy podstawowe rodzaje:
Elektrownie cieplne, które dostarczają 63% energii światowej, przetwarzają głownie ropę naftową i gaz ziemny w krajach wysoko rozwiniętych oraz krajach Zatoki Perskiej, węgiel kamienny i brunatny w krajach słabiej rozwiniętych (np. Chinach 75%, Polsce aż 95%, Rosji 69%). Elektrownie cieplne powodują znaczne zanieczyszczenie środowiska gazami, pyłami i odpadami. Jednak nowoczesne technologie pozwalają w dużej mierze ograniczyć te negatywne skutki. Opalane węglem mają niewielką sprawność energetyczną (tylko do 40%) oznaczającą stosunek energii elektrycznej do zużytej na jej produkcję energii cieplnej. Pomimo wielu zastrzeżeń ekologicznych dotyczących energetyki cieplnej, w wielu krajach na świecie ten rodzaj energetyki dominuje i będzie się nadal utrzymywał, a nawet rozwijał. Trudno sobie wyobrazić, aby kraje zasobne w surowce energetyczne nagle przestały je eksploatować i zmieniły kierunek swojej polityki energetycznej. Przechodzenie w kierunku pozyskiwania innych rodzajów energii niż cieplna wymaga pokaźnych nakładów finansowych.
Elektrownie wodne dostarczają około 20% ogółu energii na świecie. Wykorzystują one potencjał energetyczny rzek. Są kraje, w których hydroenergetyka dostarcza ponad 90% potrzebnej energii, np. Norwegia, Islandia, Portugalia, Brazylia. Przewagę energii z elektrowni wodnych mają także kraje alpejskie (Austria 69%, Szwajcaria – 61%). Do największych hydroelektrowni na świecie należą: Itapu na Paranie o mocy ponad 13 000 MW, Guri na rzece Caroni w Wenezueli i Grand Coulee na rzece Kolumbia w Stanach Zjednoczonych oraz największa Trzy Przełomy na rzece Jangcy o docelowej mocy 18 000 MW.
Elektrownie jądrowe wytwarzają ponad 17% energii na świecie z uranu lub toru, ma wiec ogromną wydajność energetyczną. Jednak wysoki koszt budowy elektrowni atomowej, większe zużycie wody do chłodzenia reaktorów niż w elektrowniach cieplnych, trudny do rozwiązania problem składowania odpadów oraz widmo możliwości awarii reaktora powodują, że w wielu krajach ogranicza się rozwój energetyki jądrowej.
System elektroenergetyczny tworzą wzajemne ze sobą powiązania zarówno urządzenia wytwarzające, przesyłające jak i odbierające energię elektryczną. Należą do nich:
- wytwórcze- generatory,
- przetwórcze- transformatory,
- przetworniki oraz przemienniki,
- przepływowe linie napowietrzne kablowe, szyny,
- rozdzielcze- służące do rozdziału energii,
- pomocnicze- zabezpieczenia, pomiary, skrócone bezpieczeństwo.
Rozdział energii w sieciach wysokonapięciowych umożliwiają stacje rozdzielcze, których podstawową częścią są rozdzielnice, zawierające przyrządy łączeniowe, zabezpieczające i pomiarowe. Transformację energii, czyli przetwarzanie energii prądu przemiennego z jednego napięcia na inne, przeprowadzają stacje transformatorowe. Większość stacji spełnia oba te zadania, transformację energii oraz jej rozdział. Są to stacje transformatorowo-rozdzielcze, zawierające transformator albo transformatory oraz rozdzielnice różnych napięć.
Oprócz transformatorów i rozdzielnic większe stacje mają:
- nastawnię, czyli pomieszczenie zawierające szafy, tablice i pulpity z przyrządami sterowniczymi, pomiarowymi, zabezpieczającymi i sygnalizacyjnymi, które umożliwiają personelowi nadzór i dokonywanie manipulacji ruchowych,
- różnorodne urządzenia pomocnicze, jak instalacja sprężonego powietrza, bateria akumulatorów, podręczny magazyn, pomieszczenia socjalne itd.
Stacje malej mocy, zasilane liniami napowietrznymi średniego napięcia, wykonuje się jako słupowe. Transformator i towarzyszące mu aparaty instaluje się na słupie.
Większe stacje zasilane z sieci średniego napięcia, wchodzące w skład sieci miejskich i przemysłowych są zwykle wnętrzowe. W budynku stacji instaluje się rozdzielnicę średniego napięcia, transformatory oraz rozdzielnicę niskiego napięcia.
W największych stacjach połączonych z liniami najwyższego napięcia, rozdzielnie najwyższego napięcia wykonuje się na ogół jako napowietrzne i transformatory instaluje się na wolnym powietrzu. Budynki były by tu zbyt kosztowne ze względu na duże rozmiary aparatów i konieczne odstępy izolacyjne. Stacje takie mogą mieć budynki mieszczące nastawnię, urządzenia pomocnicze i rozdzielnice średniego napięcia.