Tehnički napredak u prijenosu električne energije, suvremeni nadzemni i kabelski vodovi

Za stvaranje dalekovoda najučinkovitija tehnologija danas je prijenos električne energije nadzemnim vodovima s istosmjernom strujom na ultravisokom naponu, prijenos električne energije podzemnim plinom izoliranim vodovima, au budućnosti - stvaranje kriogenog kabela linije i prijenos energije na ultravisokim frekvencijama valovodima.

DC vodovi

Njihova glavna prednost je mogućnost asinkronog paralelnog rada elektroenergetskih sustava, relativno visoka propusnost, smanjenje troškova stvarnih vodova u usporedbi s trofaznim izmjeničnim dalekovodom (dvije žice umjesto tri i odgovarajuće smanjenje veličine od oslonaca).

Može se smatrati da će se masovnim razvojem istosmjernih dalekovoda napona ± 750 i dalje ± 1250 kV stvoriti uvjeti za prijenos velikih količina električne energije na iznimno velike udaljenosti.

Trenutačno je većina novih dalekovoda supermoći i superurbanih izgrađena na istosmjernu struju.Pravi rekorder u ovoj tehnologiji u 21. stoljeću — Kina.

Osnovne informacije o radu visokonaponskih istosmjernih vodova i popis trenutno najvažnijih vodova ove vrste u svijetu: High Voltage Direct Current (HVDC) vodovi, završeni projekti, prednosti istosmjerne struje

Podzemni (kabelski) vodovi izolirani plinom

U kabelskom vodu, zahvaljujući racionalnom rasporedu vodiča, moguće je značajno smanjiti otpor vala i korištenjem plinske izolacije s povišenim tlakom (na bazi «SF6») postići vrlo visoke dopuštene gradijente električnog polja. snaga. Kao rezultat toga, s umjerenim veličinama, bit će prilično velik kapacitet podzemnih vodova.

Ove se linije koriste kao duboki ulazi u velikim gradovima, jer ne zahtijevaju otuđenje teritorija i ne ometaju urbani razvoj.

Detalji kabela za napajanje: Projektiranje i primjena visokonaponskih kabela punjenih uljem i plinom

Supravodljivi dalekovodi

Duboko hlađenje vodljivih materijala može dramatično povećati gustoću struje, što znači da otvara velike nove mogućnosti za povećanje prijenosnog kapaciteta.

Dakle, korištenje kriogenih vodova, gdje je aktivni otpor vodiča jednak ili gotovo jednak nuli, i supravodljivih magnetskih sustava može dovesti do radikalnih promjena u tradicionalnim shemama prijenosa i distribucije električne energije. Nosivost takvih vodova može doseći 5-6 milijuna kW.

Za više detalja pogledajte ovdje: Primjena supravodljivosti u znanosti i tehnologiji

Još jedan zanimljiv način korištenja kriogenih tehnologija u elektricitetu: Supravodljivi sustavi za pohranu magnetske energije (SMES)

Transmisija ultra visoke frekvencije kroz valovode

Na ultravisokim frekvencijama i određenim uvjetima za implementaciju valovoda (metalne cijevi) moguće je postići relativno nisko prigušenje, što znači da se snažni elektromagnetski valovi mogu prenositi na velike udaljenosti.Naravno, i odašiljački i prijemni kraj voda moraju biti opremljeni pretvaračima struje iz industrijske frekvencije u ultravisoku i obrnuto.

Prediktivna procjena tehničkih i troškovnih pokazatelja visokofrekventnih valovoda omogućuje nam da se nadamo izvedivosti njihove upotrebe u doglednoj budućnosti za energetske rute velike snage (do 10 milijuna kW) duljine do 1000 km.

Važan smjer tehničkog napretka u prijenosu električne energije je prije svega daljnje usavršavanje tradicionalnih načina prijenosa izmjeničnom trofaznom strujom.

Jedan od lako izvedivih načina povećanja prijenosnog kapaciteta dalekovoda je daljnje povećanje stupnja kompenzacije njegovih parametara, i to: dubljeg razdvajanja vodiča po fazama, uzdužnog sprezanja kapaciteta i poprečnog induktiviteta.

Međutim, ovdje postoji niz tehničkih ograničenja, pa ostaje najracionalnija metoda povećanje nazivnog napona dalekovoda…Ovdje se granica, prema uvjetima izolacijske moći zraka, prepoznaje kao napon od oko 1200 kV.

U tehničkom napretku prijenosa električne energije važnu ulogu mogu imati posebne sheme za izvođenje dalekovoda izmjenične struje. Među njima treba istaknuti sljedeće.

Prilagođene linije

Bit takve sheme svodi se na uključivanje poprečne i uzdužne reaktancije kako bi se njezini parametri doveli do poluvala. Ovi vodovi mogu biti projektirani za tranzitni prijenos snage od 2,5 do 3,5 milijuna kW na udaljenosti od 3000 km. Glavni nedostatak je poteškoća u donošenju prijelaznih odabira.

Otvorene linije

Generator i potrošač spojeni su različitim žicama na određenoj udaljenosti jedna od druge. Kapacitet između vodiča kompenzira njihov induktivni otpor. Namjena — tranzitni prijenos električne energije na velike udaljenosti. Nedostatak je isti kao i kod tuniranih linija.

Poluotvorena linija

Jedan od zanimljivih pravaca u području poboljšanja dalekovoda izmjenične struje je podešavanje parametara dalekovoda u skladu s promjenom načina rada. Ako je otvoreni vod opremljen samopodešavanjem s brzo podesivim izvorom jalove snage, tada se dobiva tzv. poluotvoreni vod.

Prednost takve linije je da pri bilo kojem opterećenju može biti u optimalnom načinu rada.

Električni vodovi u režimu duboke regulacije napona

Za dalekovode izmjenične struje koji rade na oštro neravnomjernom profilu opterećenja, može se preporučiti istodobna duboka regulacija napona na krajevima voda kao odgovor na promjene opterećenja. U ovom slučaju, parametri dalekovoda mogu se odabrati ne prema maksimalnoj vrijednosti snage, što će omogućiti smanjenje troškova prijenosa energije.

Treba napomenuti da su gore opisane posebne sheme za implementaciju vodova izmjenične struje još uvijek u različitim fazama znanstvenog istraživanja i još uvijek zahtijevaju značajna usavršavanja, dizajn i industrijski razvoj.

Ovo su glavni pravci tehničkog napretka u području prijenosa električne energije.