Progrese tehnice în transportul energiei electrice, linii electrice aeriene moderne și prin cablu

Pentru crearea liniilor electrice, cea mai eficientă tehnologie de astăzi este transmiterea energiei electrice prin linii aeriene cu curent continuu la tensiune ultra-înaltă, transmiterea energiei electrice prin linii subterane izolate cu gaz, iar în viitor - crearea cablului criogenic. linii şi transmiterea energiei la frecvenţe ultraînalte prin ghiduri de undă.

linii DC

Principalul lor avantaj este posibilitatea funcționării paralele asincrone a sistemelor de alimentare, un debit relativ mare, o reducere a costului liniilor reale în comparație cu o linie de transmisie CA trifazată (două fire în loc de trei și o reducere corespunzătoare a dimensiunii). a suporturilor).

Se poate considera că dezvoltarea în masă a liniilor de transport de curent continuu cu o tensiune de ± 750 și mai departe ± 1250 kV va crea condiții pentru transmiterea unor cantități mari de energie electrică pe distanțe extrem de mari.

În prezent, majoritatea noilor linii de transmisie superputere și superurbane sunt construite pe curent continuu.Adevăratul deținător al recordului în această tehnologie în secolul 21 - China.

Informații de bază despre funcționarea liniilor de curent continuu de înaltă tensiune și o listă a celor mai importante linii de acest tip din lume în acest moment: Linii de curent continuu de înaltă tensiune (HVDC), proiecte finalizate, avantajele curentului continuu

Linii subterane (cablu) izolate cu gaz

Într-o linie de cablu, datorită dispunerii raționale a conductorilor, este posibilă reducerea semnificativă a rezistenței undei și prin utilizarea izolației cu gaz cu presiune crescută (pe baza „SF6”) pentru a obține gradiente admisibile foarte mari ale câmpului electric putere. Ca urmare, cu dimensiuni moderate, va exista o capacitate destul de mare de linii subterane.

Aceste linii sunt folosite ca intrări adânci în orașele mari, deoarece nu necesită înstrăinarea teritoriului și nu interferează cu dezvoltarea urbană.

Detalii cablu de alimentare: Proiectarea și aplicarea cablurilor de înaltă tensiune umplute cu petrol și gaz

Linii electrice supraconductoare

Răcirea profundă a materialelor conductoare poate crește dramatic densitatea curentului, ceea ce înseamnă că deschide noi posibilități mari de creștere a capacității de transmisie.

Astfel, utilizarea liniilor criogenice, unde rezistența activă a conductorilor este egală sau aproape egală cu zero, și a sistemelor magnetice supraconductoare poate duce la schimbări radicale în schemele tradiționale de transport și distribuție a energiei electrice. Capacitatea de transport a unor astfel de linii poate ajunge la 5-6 milioane kW.

Pentru mai multe detalii vezi aici: Aplicarea supraconductivității în știință și tehnologie

Un alt mod interesant de a utiliza tehnologiile criogenice în electricitate: Sisteme de stocare a energiei magnetice supraconductoare (SMES)

Transmisie de frecvență ultra înaltă prin ghiduri de undă

La frecvențe ultra-înalte și anumite condiții pentru implementarea unui ghid de undă (țeavă metalică), este posibil să se obțină o atenuare relativ scăzută, ceea ce înseamnă că undele electromagnetice puternice pot fi transmise pe distanțe mari.Bineînțeles, atât capetele de transmisie, cât și cele de recepție ale liniei trebuie să fie echipat cu convertoare de curent de la frecvență industrială la ultraînaltă și invers.

Evaluarea predictivă a indicatorilor tehnici și de cost ai ghidurilor de undă de înaltă frecvență ne permite să sperăm în fezabilitatea utilizării lor în viitorul apropiat pentru rute energetice de mare putere (până la 10 milioane kW) cu o lungime de până la 1000 km.

O direcție importantă a progresului tehnic în transportul energiei electrice este, înainte de toate, îmbunătățirea în continuare a metodelor tradiționale de transmisie cu curent alternativ trifazat.

Una dintre modalitățile ușor de implementat de a crește capacitatea de transmisie a liniei de transmisie este creșterea în continuare a gradului de compensare a parametrilor acesteia, și anume: separarea mai profundă a conductorilor pe fază, cuplarea longitudinală a capacității și inductanței transversale.

Cu toate acestea, există o serie de limitări tehnice aici, așa că rămâne metoda cea mai rațională creşterea tensiunii nominale a liniei de transport… Limita aici, în funcție de condițiile puterii de izolare a aerului, este recunoscută ca o tensiune de aproximativ 1200 kV.

În progresul tehnic în transportul energiei electrice, schemele speciale de implementare a liniilor de transport de curent alternativ pot juca un rol important. Printre acestea trebuie remarcate următoarele.

Linii ajustate

Esența unei astfel de scheme se reduce la includerea reactanței transversale și longitudinale pentru a-și aduce parametrii la o jumătate de undă. Aceste linii pot fi proiectate pentru transmiterea în tranzit a puterii de 2,5 - 3,5 milioane kW pe o distanță de 3000 km. Principalul dezavantaj este dificultatea de a face selecții intermediare.

Linii deschise

Generatorul și consumatorul sunt conectate la fire diferite la o anumită distanță unul de celălalt. Capacitatea dintre conductori compensează rezistența lor inductivă. Scop — transportul de tranzit al energiei electrice pe distanțe lungi. Dezavantajul este același ca și în cazul liniilor acordate.

Linie semi-deschisă

Una dintre direcțiile interesante în domeniul îmbunătățirii liniei de transmisie AC este ajustarea parametrilor liniei de transmisie în conformitate cu schimbarea modului de funcționare al acesteia. Dacă o linie deschisă este echipată cu autotuning cu o sursă de putere reactivă reglabilă rapid, atunci se obține o așa-numită linie semi-deschisă.

Avantajul unei astfel de linii este că la orice sarcină poate fi în modul optim.

Linii electrice în modul de reglare profundă a tensiunii

Pentru liniile de transmisie de curent alternativ care funcționează pe un profil de sarcină puternic neuniform, se poate recomanda o reglare profundă simultană a tensiunii la capetele liniei ca răspuns la modificările de sarcină. În acest caz, parametrii liniei de alimentare pot fi selectați nu în funcție de valoarea maximă a puterii, ceea ce va face posibilă reducerea costului transportului de energie.

Trebuie remarcat faptul că schemele speciale descrise mai sus pentru implementarea liniilor electrice de curent alternativ se află încă în diferite stadii de cercetare științifică și necesită încă o rafinare semnificativă, proiectare și dezvoltare industrială.

Acestea sunt principalele direcții ale progresului tehnic în domeniul transportului de energie electrică.