Kemajuan teknikal dalam penghantaran elektrik, overhed moden dan talian kuasa kabel

Untuk penciptaan talian kuasa, teknologi yang paling berkesan hari ini ialah penghantaran elektrik melalui talian atas dengan arus terus pada voltan ultra tinggi, penghantaran elektrik melalui talian penebat gas bawah tanah, dan pada masa hadapan - penciptaan kabel kriogenik talian dan penghantaran tenaga pada frekuensi ultra tinggi oleh pandu gelombang.

Garisan DC

Kelebihan utama mereka ialah kemungkinan operasi selari tak segerak bagi sistem kuasa, daya pemprosesan yang agak tinggi, pengurangan kos talian sebenar berbanding dengan talian penghantaran AC tiga fasa (dua wayar bukannya tiga dan pengurangan saiz yang sepadan. daripada sokongan).

Ia boleh dianggap bahawa pembangunan jisim talian penghantaran arus terus dengan voltan ± 750 dan seterusnya ± 1250 kV akan mewujudkan keadaan untuk penghantaran sejumlah besar elektrik pada jarak yang sangat jauh.

Pada masa ini, kebanyakan talian penghantaran kuasa besar dan superurban baharu dibina pada arus terus.Pemegang rekod sebenar dalam teknologi ini pada abad ke-21 — China.

Maklumat asas tentang pengendalian talian arus terus voltan tinggi dan senarai talian paling penting jenis ini di dunia pada masa ini: Talian Arus Terus Voltan Tinggi (HVDC), projek siap, kelebihan arus terus

Talian bawah tanah (kabel) berpenebat gas

Dalam talian kabel, disebabkan oleh susunan konduktor yang rasional, adalah mungkin untuk mengurangkan rintangan gelombang dengan ketara dan dengan menggunakan penebat gas dengan peningkatan tekanan (berdasarkan «SF6») untuk mencapai kecerunan medan elektrik yang sangat tinggi yang dibenarkan. kekuatan. Akibatnya, dengan saiz sederhana, akan terdapat kapasiti talian bawah tanah yang agak besar.

Garisan ini digunakan sebagai pintu masuk yang dalam di bandar-bandar besar, kerana ia tidak memerlukan pengasingan wilayah dan tidak mengganggu pembangunan bandar.

Butiran kord kuasa: Reka bentuk dan penggunaan kabel voltan tinggi yang diisi minyak dan gas

Talian kuasa superkonduktor

Penyejukan dalam bahan konduktif secara mendadak boleh meningkatkan ketumpatan semasa, yang bermaksud bahawa ia membuka kemungkinan baru yang besar untuk meningkatkan kapasiti penghantaran.

Oleh itu, penggunaan talian kriogenik, di mana rintangan aktif konduktor adalah sama dengan atau hampir sama dengan sifar, dan sistem magnet superkonduktor boleh membawa kepada perubahan radikal dalam penghantaran dan skim pengedaran elektrik tradisional. Kapasiti tampung talian sedemikian boleh mencapai 5-6 juta kW.

Untuk butiran lanjut lihat di sini: Aplikasi superkonduktiviti dalam sains dan teknologi

Satu lagi cara menarik untuk menggunakan teknologi kriogenik dalam elektrik: Sistem Penyimpanan Tenaga Magnet Superkonduktor (SMES)

Penghantaran frekuensi ultra tinggi melalui pandu gelombang

Pada frekuensi ultra tinggi dan keadaan tertentu untuk melaksanakan pandu gelombang (paip logam), adalah mungkin untuk mencapai pengecilan yang agak rendah, yang bermaksud bahawa gelombang elektromagnet yang kuat boleh dihantar pada jarak yang jauh. Sememangnya, kedua-dua hujung pemancar dan penerima talian mesti dilengkapi dengan penukar arus daripada frekuensi industri kepada ultratinggi dan sebaliknya.

Penilaian ramalan penunjuk teknikal dan kos pandu gelombang frekuensi tinggi membolehkan kami mengharapkan kebolehlaksanaan penggunaannya pada masa hadapan yang boleh dijangka untuk laluan tenaga berkuasa tinggi (sehingga 10 juta kW) dengan panjang sehingga 1000 km.

Arah penting kemajuan teknikal dalam penghantaran tenaga elektrik adalah, di atas semua, penambahbaikan kaedah penghantaran tradisional dengan arus tiga fasa berselang-seli.

Salah satu cara yang mudah dilaksanakan untuk meningkatkan kapasiti penghantaran talian penghantaran adalah untuk meningkatkan lagi tahap pampasan parameternya, iaitu: pemisahan konduktor yang lebih dalam mengikut fasa, gandingan membujur kapasitans dan kearuhan melintang.

Walau bagaimanapun, terdapat beberapa batasan teknikal di sini, jadi ia kekal sebagai kaedah yang paling rasional meningkatkan voltan nominal talian penghantaran… Had di sini, mengikut syarat kuasa penebat udara, diiktiraf sebagai voltan kira-kira 1200 kV.

Dalam kemajuan teknikal dalam penghantaran elektrik, skim khas untuk pelaksanaan talian penghantaran AC boleh memainkan peranan penting. Antaranya perkara berikut perlu diberi perhatian.

Garisan terlaras

Intipati skema sedemikian dikurangkan kepada kemasukan reaktans melintang dan membujur untuk membawa parameternya kepada separuh gelombang. Talian ini boleh direka bentuk untuk penghantaran transit kuasa 2.5 — 3.5 juta kW pada jarak 3000 km. Kelemahan utama adalah kesukaran dalam membuat pilihan perantaraan.

Buka baris

Penjana dan pengguna disambungkan kepada wayar yang berbeza pada jarak tertentu antara satu sama lain. Kapasiti antara konduktor mengimbangi rintangan induktif mereka. Tujuan — penghantaran transit elektrik pada jarak jauh. Kelemahannya adalah sama dengan garis yang ditala.

Talian separuh terbuka

Salah satu hala tuju yang menarik dalam bidang penambahbaikan talian penghantaran AC ialah pelarasan parameter talian penghantaran mengikut perubahan dalam mod operasinya. Jika talian terbuka dilengkapi dengan penalaan sendiri dengan sumber kuasa reaktif boleh laras dengan pantas, maka talian separa terbuka yang dipanggil diperolehi.

Kelebihan garis sedemikian ialah pada sebarang beban ia boleh berada dalam mod optimum.

Talian kuasa dalam mod peraturan voltan dalam

Untuk talian penghantaran AC yang beroperasi pada profil beban yang tidak rata secara mendadak, peraturan voltan dalam serentak pada hujung talian sebagai tindak balas kepada perubahan beban mungkin disyorkan. Dalam kes ini, parameter talian kuasa boleh dipilih tidak mengikut nilai kuasa maksimum, yang akan memungkinkan untuk mengurangkan kos penghantaran tenaga.

Perlu diingatkan bahawa skim khas yang diterangkan di atas untuk pelaksanaan talian kuasa arus ulang-alik masih dalam pelbagai peringkat penyelidikan saintifik dan masih memerlukan penghalusan, reka bentuk dan pembangunan industri yang ketara.

Ini adalah arah utama kemajuan teknikal dalam bidang penghantaran tenaga elektrik.