Elektrik iletimindeki teknik gelişmeler, modern havai ve kablolu enerji hatları

Elektrik hatlarının oluşturulması için, bugün en etkili teknoloji, elektriğin ultra yüksek voltajda doğru akımla havai hatlarla iletilmesi, elektriğin yeraltı gaz yalıtımlı hatlarla iletilmesi ve gelecekte - kriyojenik kablo oluşturulmasıdır. hatlar ve dalga kılavuzları ile ultra yüksek frekanslarda enerji iletimi.

doğru akım hatları

Ana avantajları, güç sistemlerinin asenkron paralel çalışması olasılığı, nispeten yüksek bir verim, üç fazlı bir AC iletim hattına kıyasla gerçek hatların maliyetinde bir azalma (üç yerine iki kablo ve buna karşılık gelen boyutta bir azalma) destekler).

± 750 ve daha fazla ± 1250 kV gerilime sahip doğru akım iletim hatlarının toplu olarak geliştirilmesinin, büyük miktarlarda elektriğin son derece uzun mesafelere iletilmesi için koşullar yaratacağı düşünülebilir.

Şu anda, yeni süper güç ve şehir dışı iletim hatlarının çoğu doğru akım üzerine kuruludur.21. yüzyılda bu teknolojinin gerçek rekortmeni Çin'dir.

Yüksek gerilim doğru akım hatlarının işletilmesi hakkında temel bilgiler ve şu anda dünyada bu türden en önemli hatların listesi: Yüksek Gerilim Doğru Akım (HVDC) hatları, tamamlanan projeler, doğru akımın avantajları

Gaz yalıtımlı yer altı (kablo) hatları

Bir kablo hattında, iletkenlerin rasyonel düzeni nedeniyle, dalganın direncini önemli ölçüde azaltmak ve yüksek basınçlı gaz yalıtımı kullanarak ("SF6"ya dayalı olarak) çok yüksek izin verilen elektrik alan gradyanları elde etmek mümkündür. kuvvet. Sonuç olarak, orta büyüklükte, oldukça büyük kapasiteli bir yeraltı hattı olacaktır.

Bu hatlar, arazinin yabancılaşmasını gerektirmediği ve kentsel gelişmeyi engellemediği için büyük şehirlerde derin girişler olarak kullanılmaktadır.

Güç kablosu ayrıntıları: Petrol ve gaz dolgulu yüksek gerilim kablolarının tasarımı ve uygulaması

süper iletken güç hatları

İletken malzemelerin derin soğutması, akım yoğunluğunu önemli ölçüde artırabilir, bu da iletim kapasitesini artırmak için büyük yeni olasılıklar açtığı anlamına gelir.

Bu nedenle, iletkenlerin aktif direncinin sıfıra eşit veya neredeyse sıfıra eşit olduğu kriyojenik hatların ve süper iletken manyetik sistemlerin kullanılması, geleneksel elektrik iletim ve dağıtım şemalarında köklü değişikliklere yol açabilir. Bu tür hatların taşıma kapasitesi 5-6 milyon kW'a ulaşabilir.

Daha fazla ayrıntı için buraya bakın: Bilim ve teknolojide süperiletkenliğin uygulanması

Kriyojenik teknolojileri elektrikte kullanmanın bir başka ilginç yolu: Süper İletken Manyetik Enerji Depolama Sistemleri (SMES)

Dalga kılavuzları aracılığıyla ultra yüksek frekans iletimi

Bir dalga kılavuzunun (metal boru) uygulanması için ultra yüksek frekanslarda ve belirli koşullarda, nispeten düşük zayıflama elde etmek mümkündür, bu da güçlü elektromanyetik dalgaların uzun mesafeler boyunca iletilebileceği anlamına gelir.Doğal olarak, hattın hem verici hem de alıcı uçları endüstriyel frekanstan ultra yükseğe ve tam tersine akım dönüştürücülerle donatılmalıdır.

Yüksek frekanslı dalga kılavuzlarının teknik ve maliyet göstergelerinin tahmini değerlendirmesi, 1000 km'ye kadar uzunluğa sahip yüksek güçlü enerji yolları (10 milyon kW'a kadar) için öngörülebilir gelecekte kullanımlarının fizibilitesini ummamızı sağlar.

Elektrik enerjisinin iletimindeki teknik ilerlemenin önemli bir yönü, her şeyden önce, alternatif üç fazlı akım ile geleneksel iletim yöntemlerinin daha da geliştirilmesidir.

İletim hattının iletim kapasitesini artırmanın kolay uygulanan yollarından biri, parametrelerinin telafi derecesini daha da artırmaktır, yani: iletkenlerin faza göre daha derin ayrılması, kapasitansın uzunlamasına bağlanması ve enine endüktans.

Bununla birlikte, burada bir takım teknik sınırlamalar vardır, bu nedenle en rasyonel yöntem olmaya devam etmektedir. iletim hattının nominal geriliminin arttırılması... Buradaki sınır, havanın yalıtım gücünün koşullarına göre, yaklaşık 1200 kV'luk bir voltaj olarak kabul edilmektedir.

Elektrik iletimindeki teknik ilerlemede, AC iletim hatlarının uygulanmasına yönelik özel planlar önemli bir rol oynayabilir. Bunlar arasında aşağıdakilere dikkat edilmelidir.

Düzeltilmiş çizgiler

Böyle bir şemanın özü, parametrelerini yarım dalgaya getirmek için enine ve boyuna reaktansın dahil edilmesine indirgenir. Bu hatlar, 2,5 - 3,5 milyon kW'lık gücün 3000 km mesafeye transit iletimi için tasarlanabilir. Ana dezavantaj, ara seçimler yapmanın zorluğudur.

Açık çizgiler

Jeneratör ve tüketici, birbirinden belirli bir mesafede farklı kablolara bağlanır. İletkenler arasındaki kapasitans, endüktif dirençlerini dengeler. Amaç - elektriğin uzun mesafelerde transit iletimi. Dezavantajı, ayarlanmış hatlarla aynıdır.

Yarı açık hat

AC iletim hattı iyileştirme alanındaki ilginç yönlerden biri, iletim hattı parametrelerinin çalışma modundaki değişikliğe göre ayarlanmasıdır. Açık bir hat, hızla ayarlanabilen bir reaktif güç kaynağı ile kendi kendine ayarlama ile donatılmışsa, o zaman sözde yarı açık hat elde edilir.

Böyle bir çizginin avantajı, herhangi bir yükte optimum modda olabilmesidir.

Derin voltaj düzenleme modunda güç hatları

Keskin düzensiz yük profilinde çalışan AC iletim hatları için, yük değişikliklerine yanıt olarak hattın uçlarında eş zamanlı derin voltaj regülasyonu önerilebilir. Bu durumda, güç hattının parametreleri maksimum güç değerine göre seçilemez, bu da enerji iletim maliyetini düşürmeyi mümkün kılar.

Alternatif akım elektrik hatlarının uygulanması için yukarıda açıklanan özel planların hala bilimsel araştırmaların çeşitli aşamalarında olduğu ve hala önemli iyileştirme, tasarım ve endüstriyel geliştirme gerektirdiği belirtilmelidir.

Bunlar, elektrik enerjisi iletimi alanındaki teknik ilerlemenin ana yönleridir.