Műszaki fejlődés a villamosenergia-átvitelben, modern légvezetékek és kábeles távvezetékek

Az elektromos vezetékek létrehozásához ma a leghatékonyabb technológia a villamos energia átvitele egyenáramú felsővezetékekkel ultranagy feszültségen, a villamos energia átvitele föld alatti gázszigetelt vezetékeken, és a jövőben - kriogén kábel létrehozása. vonalak és az energia ultramagas frekvenciákon történő átvitele hullámvezetőkkel.

DC vonalak

Fő előnyük az energiarendszerek aszinkron párhuzamos működésének lehetősége, a viszonylag nagy áteresztőképesség, a tényleges vezetékek költségének csökkenése a háromfázisú váltakozó áramú átviteli vonalhoz képest (három helyett két vezeték és ennek megfelelő méretcsökkenés). a támaszok közül).

Megállapítható, hogy a ± 750 és további ± 1250 kV feszültségű egyenáramú távvezetékek tömeges fejlesztése megteremti a feltételeket nagy mennyiségű villamos energia rendkívül nagy távolságokon történő átviteléhez.

Jelenleg az új nagyhatalmi és nagyvárosi távvezetékek többsége egyenáramra épül.Ennek a technológiának az igazi rekordere a 21. században – Kína.

Alapvető tudnivalók a nagyfeszültségű egyenáramú vezetékek működéséről és a világ jelenlegi legfontosabb ilyen típusú vezetékeinek listája: Nagyfeszültségű egyenáramú (HVDC) vezetékek, befejezett projektek, az egyenáram előnyei

Gázszigetelt földalatti (kábeles) vezetékek

Kábelvezetékben a vezetékek racionális elrendezése révén jelentősen csökkenthető a hullám ellenállása, és fokozott nyomású gázszigeteléssel ("SF6" alapján) nagyon magas megengedett elektromos tér gradiensek érhetők el. erő. Ennek eredményeként mérsékelt méretek mellett elég nagy kapacitású földalatti vezetékek lesznek.

Ezeket a vonalakat mély bejáratként használják a nagyvárosokban, mivel nem igénylik a terület elidegenítését, és nem zavarják a városfejlesztést.

A tápkábel részletei: Olaj- és gáztöltésű nagyfeszültségű kábelek tervezése és alkalmazása

Szupravezető távvezetékek

A vezető anyagok mélyhűtése drámaian növelheti az áramsűrűséget, ami azt jelenti, hogy nagyszerű új lehetőségeket nyit meg az átviteli kapacitás növelésére.

Így a kriogén vezetékek, ahol a vezetők aktív ellenállása nullával egyenlő vagy csaknem egyenlő, és szupravezető mágneses rendszerek alkalmazása radikális változásokhoz vezethet a hagyományos villamosenergia-átviteli és -elosztási sémákban. Az ilyen vezetékek teherbírása elérheti az 5-6 millió kW-ot.

További részletekért lásd itt: A szupravezetés alkalmazása a tudományban és a technológiában

Egy másik érdekes módja a kriogén technológiák villamosenergia-használatának: Szupravezető mágneses energiatároló rendszerek (SMES)

Ultra magas frekvenciájú átvitel hullámvezetőkön keresztül

Ultramagas frekvenciákon és a hullámvezető (fémcső) megvalósításának bizonyos feltételei mellett viszonylag kis csillapítás érhető el, ami azt jelenti, hogy erős elektromágneses hullámok továbbíthatók nagy távolságra.Természetesen a vezeték adó- és vevővége egyaránt áramátalakítókkal kell felszerelni az ipari frekvenciától az ultrahighig és fordítva.

A nagyfrekvenciás hullámvezetők műszaki és költségmutatóinak prediktív értékelése lehetővé teszi, hogy a belátható időn belül megvalósítható legyen a nagy teljesítményű (maximum 10 millió kW-os) energiaútvonalak 1000 km-es hosszáig.

A villamos energia átvitelében a műszaki fejlődés egyik fontos iránya mindenekelőtt a hagyományos váltakozó háromfázisú átviteli módok továbbfejlesztése.

A távvezeték átviteli kapacitásának növelésének egyik könnyen megvalósítható módja a paraméterei kompenzációs fokának további növelése, nevezetesen: a vezetők mélyebb fázis szerinti szétválasztása, a kapacitás és a keresztirányú induktivitás hosszirányú csatolása.

Itt azonban számos technikai korlát van, így továbbra is ez a legracionálisabb módszer a távvezeték névleges feszültségének növelése… A határ itt a levegő szigetelőképességének feltételei szerint körülbelül 1200 kV feszültség.

A villamosenergia-átvitel műszaki fejlődésében fontos szerepet játszhatnak a váltakozó áramú távvezetékek megvalósításának speciális sémái. Közülük a következőket kell megjegyezni.

Kiigazított vonalak

Egy ilyen séma lényege a keresztirányú és hosszanti reaktancia beépítésére korlátozódik annak érdekében, hogy paraméterei félhullámra kerüljenek. Ezek a vonalak 2,5-3,5 millió kW teljesítmény tranzitátvitelére tervezhetők 3000 km távolságon. A fő hátrány a közbenső kiválasztás nehézsége.

Nyitott sorok

A generátor és a fogyasztó különböző vezetékekre csatlakozik egymástól bizonyos távolságra. A vezetők közötti kapacitás kompenzálja az induktív ellenállásukat. Cél – villamos energia nagy távolságra történő tranzitátvitele. A hátránya ugyanaz, mint a hangolt vonalaké.

Félig nyitott vonal

A váltakozó áramú távvezeték-fejlesztés területén az egyik érdekes irány a távvezeték paramétereinek beállítása az üzemmód változásának megfelelően. Ha egy nyitott vonalat önhangolóval szerelnek fel gyorsan állítható meddő áramforrással, akkor egy úgynevezett félig nyitott vonalat kapunk.

Egy ilyen vonal előnye, hogy bármilyen terhelésnél optimális üzemmódban lehet.

Erőátviteli vezetékek mélyfeszültségszabályozási módban

Élesen egyenetlen terhelési profilon üzemelő váltakozó áramú távvezetékeknél a terhelésváltozások hatására egyidejű mély feszültségszabályozás javasolt a vezeték végein. Ebben az esetben a tápvezeték paraméterei nem a maximális teljesítményérték szerint választhatók meg, ami lehetővé teszi az energiaátvitel költségeinek csökkentését.

Meg kell jegyezni, hogy a fent leírt, a váltakozó áramú vezetékek megvalósítására vonatkozó speciális sémák még a tudományos kutatás különböző szakaszaiban vannak, és még mindig jelentős finomítást, tervezést és ipari fejlesztést igényelnek.

Ezek a műszaki haladás fő irányai az elektromos energiaátvitel területén.