Tehnični napredek pri prenosu električne energije, sodobni nadzemni in kabelski daljnovodi
Za ustvarjanje daljnovodov je danes najučinkovitejša tehnologija prenos električne energije po nadzemnih vodih z enosmernim tokom pri ultra visoki napetosti, prenos električne energije po podzemnih vodih, izoliranih s plinom, in v prihodnosti - ustvarjanje kriogenega kabla. vodi in prenos energije na ultravisokih frekvencah po valovodih.
DC vodi
Njihova glavna prednost je možnost asinhronega vzporednega delovanja elektroenergetskih sistemov, relativno visoka prepustnost, znižanje stroškov dejanskih vodov v primerjavi s trifaznim AC daljnovodom (dve žici namesto treh in temu primerno zmanjšanje velikosti). podpor).
Lahko se šteje, da bo množični razvoj enosmernih daljnovodov z napetostjo ± 750 in nadalje ± 1250 kV ustvaril pogoje za prenos velikih količin električne energije na izjemno velike razdalje.
Trenutno je večina novih velemočnih in superurbanih daljnovodov zgrajenih na enosmerni tok.Pravi rekorder v tej tehnologiji v 21. stoletju je Kitajska.
Osnovne informacije o delovanju visokonapetostnih enosmernih vodov in seznam trenutno najpomembnejših tovrstnih vodov na svetu: Visokonapetostni enosmerni (HVDC) vodi, zaključeni projekti, prednosti enosmernega toka
S plinom izolirani podzemni (kabelski) vodi
V kablovodu je zaradi racionalne razporeditve vodnikov mogoče znatno zmanjšati upor valovanja in z uporabo plinske izolacije s povečanim tlakom (na osnovi «SF6») doseči zelo visoke dovoljene gradiente električnega polja. moč. Posledično bo pri zmernih velikostih precej velika zmogljivost podzemnih vodov.
Te črte se uporabljajo kot globoki vhodi v velikih mestih, saj ne zahtevajo odtujitve ozemlja in ne posegajo v urbani razvoj.
Podrobnosti o napajalnem kablu: Načrtovanje in uporaba visokonapetostnih kablov, polnjenih z oljem in plinom
Superprevodni daljnovodi
Globinsko hlajenje prevodnih materialov lahko dramatično poveča gostoto toka, kar pomeni, da odpira velike nove možnosti za povečanje prenosne zmogljivosti.
Tako lahko uporaba kriogenih vodov, kjer je aktivni upor prevodnikov enak ali skoraj enak nič, in superprevodnih magnetnih sistemov vodi do korenitih sprememb v tradicionalnih shemah prenosa in distribucije električne energije. Nosilna zmogljivost takih vodov lahko doseže 5-6 milijonov kW.
Za več podrobnosti glejte tukaj: Uporaba superprevodnosti v znanosti in tehnologiji
Še en zanimiv način uporabe kriogenih tehnologij v elektriki: Superprevodni sistemi za shranjevanje magnetne energije (SMES)
Ultra visokofrekvenčni prenos skozi valovode
Pri ultravisokih frekvencah in določenih pogojih za izvedbo valovoda (kovinska cev) je mogoče doseči relativno nizko slabljenje, kar pomeni, da se močni elektromagnetni valovi lahko prenašajo na velike razdalje.Seveda sta tako oddajni kot sprejemni konec voda mora biti opremljen s pretvorniki toka iz industrijske frekvence v ultravisoko in obratno.
Napovedna ocena tehničnih in stroškovnih kazalnikov visokofrekvenčnih valovodov nam omogoča, da upamo na izvedljivost njihove uporabe v bližnji prihodnosti za energetske poti velike moči (do 10 milijonov kW) z dolžino do 1000 km.
Pomembna smer tehničnega napredka pri prenosu električne energije je predvsem nadaljnje izpopolnjevanje tradicionalnih načinov prenosa z izmeničnim trifaznim tokom.
Eden od enostavno izvedljivih načinov za povečanje prenosne zmogljivosti daljnovoda je nadaljnje povečanje stopnje kompenzacije njegovih parametrov, in sicer: globlje ločevanje vodnikov po fazah, vzdolžna sklopitev kapacitivnosti in prečne induktivnosti.
Vendar pa obstajajo številne tehnične omejitve, zato ostaja najbolj racionalna metoda povečanje nazivne napetosti daljnovoda… Tukaj je meja, glede na pogoje izolacijske moči zraka, prepoznana kot napetost okoli 1200 kV.
Pri tehničnem napredku pri prenosu električne energije imajo lahko pomembno vlogo posebne sheme za izvedbo daljnovodov izmeničnega toka. Med njimi je treba opozoriti na naslednje.
Prilagojene linije
Bistvo takšne sheme je zmanjšano na vključitev prečne in vzdolžne reaktanse, da se njeni parametri prenesejo na pol vala. Ti vodi so lahko zasnovani za tranzitni prenos moči 2,5-3,5 milijona kW na razdalji 3000 km. Glavna pomanjkljivost je težava pri vmesnih izbirah.
Odprte linije
Generator in porabnik sta povezana z različnimi žicami na določeni razdalji drug od drugega. Kapacitivnost med vodniki kompenzira njihov induktivni upor. Namen — tranzitni prenos električne energije na velike razdalje. Slabost je enaka kot pri uglašenih linijah.
Polodprta linija
Ena izmed zanimivih smeri na področju izboljšave daljnovodov izmeničnega toka je prilagoditev parametrov daljnovoda glede na spremembo načina njegovega delovanja. Če je odprt vod opremljen s samouravnavanjem s hitro nastavljivim virom jalove moči, dobimo tako imenovani polodprti vod.
Prednost takšne linije je, da je lahko pri kateri koli obremenitvi v optimalnem načinu.
Daljnovodi v načinu globoke regulacije napetosti
Za daljnovode izmeničnega toka, ki delujejo na zelo neenakomernem profilu obremenitve, se lahko priporoči sočasna globoka regulacija napetosti na koncih voda kot odziv na spremembe obremenitve. V tem primeru se lahko parametri daljnovoda ne izberejo glede na največjo vrednost moči, kar bo omogočilo zmanjšanje stroškov prenosa energije.
Treba je opozoriti, da so zgoraj opisane posebne sheme za izvedbo daljnovodov z izmeničnim tokom še vedno na različnih stopnjah znanstvenih raziskav in še vedno zahtevajo precejšnje izboljšave, oblikovanje in industrijski razvoj.
To so glavne smeri tehničnega napredka na področju prenosa električne energije.