Technische vooruitgang in elektriciteitstransmissie, moderne bovengrondse en kabel hoogspanningslijnen

Voor de aanleg van hoogspanningslijnen is de meest effectieve technologie van vandaag de transmissie van elektriciteit via bovengrondse lijnen met gelijkstroom op ultrahoge spanning, de transmissie van elektriciteit via ondergrondse gasgeïsoleerde lijnen en in de toekomst - de creatie van cryogene kabel lijnen en de overdracht van energie op ultrahoge frequenties door golfgeleiders.

DC-lijnen

Hun belangrijkste voordeel is de mogelijkheid van asynchrone parallelle werking van voedingssystemen, een relatief hoge doorvoer, een verlaging van de kosten van de werkelijke lijnen in vergelijking met een driefasige AC-transmissielijn (twee draden in plaats van drie en een overeenkomstige vermindering van de grootte van de steunen).

Er kan van worden uitgegaan dat de massale ontwikkeling van gelijkstroomtransmissielijnen met een spanning van ± 750 en verder ± 1250 kV voorwaarden zal scheppen voor het transport van grote hoeveelheden elektriciteit over extreem lange afstanden.

Momenteel zijn de meeste nieuwe superkracht- en superstedelijke transmissielijnen gebouwd op gelijkstroom.De echte recordhouder in deze technologie in de 21e eeuw - China.

Basisinformatie over de werking van hoogspanningsgelijkstroomlijnen en een lijst van de momenteel belangrijkste lijnen van dit type ter wereld: High Voltage Direct Current (HVDC) lijnen, opgeleverde projecten, voordelen van gelijkstroom

Gasgeïsoleerde ondergrondse (kabel)leidingen

In een kabellijn is het dankzij de rationele opstelling van de geleiders mogelijk om de weerstand van de golf aanzienlijk te verminderen en door gasisolatie met verhoogde druk te gebruiken (gebaseerd op «SF6») om zeer hoge toegestane gradiënten van het elektrische veld te bereiken kracht. Als gevolg hiervan zal er bij gematigde afmetingen een vrij grote capaciteit aan ondergrondse lijnen zijn.

Deze lijnen worden gebruikt als diepe ingangen in grote steden, omdat ze geen vervreemding van het territorium vereisen en de stedelijke ontwikkeling niet belemmeren.

Gegevens netsnoer: Ontwerp en toepassing van met olie en gas gevulde hoogspanningskabels

Supergeleidende hoogspanningslijnen

Diepe koeling van geleidende materialen kan de stroomdichtheid drastisch verhogen, wat betekent dat het geweldige nieuwe mogelijkheden opent voor het vergroten van de transmissiecapaciteit.

Zo kan het gebruik van cryogene lijnen, waarbij de actieve weerstand van de geleiders gelijk is aan of bijna gelijk is aan nul, en supergeleidende magnetische systemen leiden tot radicale veranderingen in traditionele elektriciteitstransmissie- en distributieschema's. Het draagvermogen van dergelijke lijnen kan oplopen tot 5-6 miljoen kW.

Zie hier voor meer informatie: Toepassing van supergeleiding in wetenschap en technologie

Een andere interessante manier om cryogene technologieën in elektriciteit te gebruiken: Supergeleidende magnetische energieopslagsystemen (MKB)

Transmissie met ultrahoge frequentie door golfgeleiders

Bij ultrahoge frequenties en bepaalde voorwaarden voor het implementeren van een golfgeleider (metalen buis) is het mogelijk om een ​​relatief lage demping te bereiken, waardoor krachtige elektromagnetische golven over grote afstanden kunnen worden overgedragen. moeten worden uitgerust met stroomomvormers van industriële frequentie naar ultrahoog en vice versa.

De voorspellende beoordeling van de technische en kostenindicatoren van hoogfrequente golfgeleiders stelt ons in staat te hopen op de haalbaarheid van hun gebruik in de nabije toekomst voor energieroutes met hoog vermogen (tot 10 miljoen kW) met een lengte tot 1000 km.

Een belangrijke richting van de technische vooruitgang bij de overdracht van elektrische energie is vooral de verdere verbetering van traditionele methoden van overdracht met wisselstroom.

Een van de eenvoudig te implementeren manieren om de transmissiecapaciteit van de transmissielijn te vergroten, is door de mate van compensatie van zijn parameters verder te vergroten, namelijk: diepere scheiding van de geleiders door fase, longitudinale koppeling van capaciteit en transversale inductantie.

Er zijn hier echter een aantal technische beperkingen, dus het blijft de meest rationele methode verhoging van de nominale spanning van de transmissielijn… De limiet hier, volgens de voorwaarden van het isolerend vermogen van lucht, wordt herkend als een spanning van ongeveer 1200 kV.

In de technische vooruitgang op het gebied van elektriciteitstransmissie kunnen speciale schema's voor de implementatie van AC-transmissielijnen een belangrijke rol spelen. Onder hen moet het volgende worden opgemerkt.

Aangepaste lijnen

De essentie van een dergelijk schema wordt gereduceerd tot het opnemen van transversale en longitudinale reactantie om de parameters op een halve golf te brengen. Deze lijnen kunnen worden ontworpen voor doorvoertransmissie van een vermogen van 2,5 - 3,5 miljoen kW over een afstand van 3000 km. Het grootste nadeel is de moeilijkheid om tussentijdse selecties te maken.

Lijnen openen

De generator en de verbruiker zijn op enige afstand van elkaar met verschillende draden verbonden. De capaciteit tussen de geleiders compenseert hun inductieve weerstand. Doel — doorvoertransmissie van elektriciteit over lange afstanden. Het nadeel is hetzelfde als bij afgestemde lijnen.

Halfopen lijn

Een van de interessante richtingen op het gebied van verbetering van de AC-transmissielijn is de aanpassing van transmissielijnparameters in overeenstemming met de verandering in de bedrijfsmodus. Als een open lijn is voorzien van zelfafstemming met een snel instelbare blindvermogenbron, dan wordt een zogenaamde halfopen lijn verkregen.

Het voordeel van zo'n lijn is dat deze bij elke belasting in optimale modus kan zijn.

Hoogspanningslijnen in diepe spanningsregelingsmodus

Voor AC-transmissielijnen die werken met een sterk ongelijkmatig belastingsprofiel, kan gelijktijdige diepspanningsregeling aan de uiteinden van de lijn worden aanbevolen als reactie op belastingsveranderingen. In dit geval kunnen de parameters van de voedingslijn niet worden geselecteerd op basis van de maximale vermogenswaarde, waardoor de kosten van energietransmissie kunnen worden verlaagd.

Opgemerkt moet worden dat de hierboven beschreven speciale schema's voor de implementatie van wisselstroomlijnen zich nog in verschillende stadia van wetenschappelijk onderzoek bevinden en nog aanzienlijke verfijning, ontwerp en industriële ontwikkeling vereisen.

Dit zijn de belangrijkste richtingen van de technische vooruitgang op het gebied van elektrische energietransmissie.