Powerline Ekibastuz – Kokshetau w Kazachstanie jest rekordzistą, jeśli chodzi o najwyższe operacyjne napięcie transmisyjne na świecie, wynoszące ponad 1 megawolt. Dlaczego zdecydowali się dostarczać energię w ten sposób?

EDYTOWAĆ:

Jeśli wyższe napięcie oznacza, że ​​do transmisji można użyć cieńszego drutu, dlaczego reszta rozwiniętego świata nie pracuje przy tak wysokich transmisjach?

Projektowanie linii energetycznych jest złożoną sprawą, w której nakłada się wiele decyzji.

Powerline Ekibastuz – Kokshetau jest stosunkowo nową budową, ukończoną w 1985 roku. Odbywały się z niej dwie kolejne linie, jedna w kierunku Moskwy, która jest teraz napędzana 500 kV, druga została rozebrana.

Jest podłączony do dużej elektrowni, która została zbudowana mniej więcej w tym samym czasie.

Biegnie na dużą odległość przez względnie pusty obszar.

Można założyć, że był to prototypowy projekt idei dystrybucji energii elektrycznej na słabo zaludnionych obszarach w sowieckiej sferze wpływów.

Co wpłynęłoby na dostawcę energii elektrycznej na budowę linii energetycznej 1MV?

• Zbuduj ogromną elektrownię (nie zdarza się często)

• Na obszarze o niskiej gęstości zaludnienia (niewiele osób narzeka na kompilację)

• Brak sieci dystrybucyjnej (dzieje się to tylko w tzw. Drugim świecie)

• Potrzebuję mocy gdzie indziej (Ekibastus Plant to 4GW, linia energetyczna to 5 GVA)

Mówiąc wprost, każdy, kto może potrzebować linii zasilającej 1MV, miał coś innego zbudowanego, zanim zbudowanie linii 1MV było ekonomicznie wykonalne. Widząc, że moskiewski oddział tej konkretnej linii działa przy 500 kV, mimo że jest przeznaczony do 1MV, coś o tym mówi.

Tak więc, jeśli linia energetyczna 1MV zostanie ponownie zbudowana, może być najpierw w Argentynie lub Brazylii. Ale tylko wtedy, gdy zdecydują się zbudować ogromne elektrownie w miejscach, gdzie większość energii elektrycznej jest potrzebna gdzie indziej.

Od tego czasu wiele się zmieniło w technologii elektrowni. Mniejsze elektrownie są bardziej wykonalne, technologie słoneczne i wiatrowe znajdują swoje miejsce. Dzisiaj miasto takie jak Kokshetau dostanie średniej wielkości zakład i będzie gotowe. Megaprojekty do transportu energii elektrycznej nie są już potrzebne.

Przypuszczam, że linia energetyczna jest dziwactwem z 5-letniego planu. Jeśli tak, to miał być początkiem masowego systemu dystrybucji energii dla wiejskich części sfery wpływów. Ale zanim można było zbudować więcej, system upadł.

$I\times V$$I^2\times R$

Zakładam, że linia zasilania jest naprawdę długa, więc użycie wyższego napięcia oznacza, że ​​można użyć cieńszego drutu. Jest to jeden z głównych powodów, dla których AC wygrał obecne wojny - wtedy nie było łatwego sposobu na zwiększenie / obniżenie napięcia stałego.

Zasadniczo istnieją dwa czynniki. W miarę wzrostu napięcia prąd maleje, a straty maleją, co pozwala na cieńsze przewody. Z drugiej strony, gdy napięcie rośnie, wszędzie wymagana jest lepsza izolacja - słupki muszą być wyższe (aby nie dochodziło do wyładowania do ziemi), odległość między drutami musi być większa i potrzebna jest znacznie lepsza izolacja w transformatorach na końce linii. Zatem zwiększenie napięcia zmniejsza straty transmisyjne i przekrój przewodów, ale powoduje wiele problemów z samym wysokim napięciem. Właśnie dlatego faktycznie używane napięcie jest kompromisem - wystarczająco wysokim, aby nie stracić zbyt dużej ilości energii jak ciepło i niezbyt wysokim, aby system mógł zostać wyprodukowany i uruchomiony.

Dzieje się to kilka lat później, ale dzieje się tak, ponieważ sytuacja się zmieniła:

Obecnie w Indiach jest 1200 linii, aw Chinach 1100 kV. W obu przypadkach są one wykorzystywane do przesyłania energii z odległych (często hydroelektrycznych) elektrowni do dużych miast, takich jak Szanghaj, zwłaszcza energia wodna jest zlokalizowana tam, gdzie są one optymalnie zbudowane i które mogą znajdować się bardzo daleko od miast. W razie potrzeby można zbudować inne elektrownie bliżej miast, ale często mogą być one umieszczone dalej z powodu zanieczyszczenia lub jak w przypadku Ekibastuz; elektrownia znajduje się obok bardzo dużej rezerwy węgla. Duże elektrownie jądrowe są podobnie oddalone od centrów ludności.

Nawet jeśli jest to konkurencja ze strony HVDC, bardzo wysoki prąd przemienny ma pewne praktyczne zalety, które uzasadniają ich budowę. Ta linia Ekibastuz-Kokshetau była może trochę porażką, jeśli liczyć zwrot zysku, ponieważ tylko część z nich kiedykolwiek pracowała przy 1150 kV, teraz wszystko działa przy 500 kV, ale było to interesujące osiągnięcie naukowe ...

Zrozumienie, dlaczego występuje takie napięcie, jest proste, jeśli dba się o to, o czym mówimy.

Odpowiedź

$I^2\times R_{wire}$$V\times I$$I$

$V$$V = I\times R$$V^2\over R$

Czy rzeczywiście pogorszyliśmy się, zwiększając napięcie ?

$I^2\times R$

• Oznacza to po pierwsze, że kabel z natury jest odporny na przepływ elektronów. jego elektrony lubią być w stanie równowagi i nie lubią być popychane przez nowych uczestników
• $I$$F$

Kiedy się nad tym zastanowić, nie jest zaskakujące, że rozproszona moc jest kwadratowa. Jeśli masz bardzo duży kabel, wówczas sensowne byłoby, aby rozproszona moc była liniowa. Płacisz stałą cenę za każdy wchodzący elektron. W mniejszym kablu kabel staje się nasycony, a jego zdolność do przyjmowania nowego elektronu maleje.

Kładąc wszystko razem

Powiedziawszy to wszystko, jasne jest, na czym polega błąd naiwnego rozumowania: stosowaliśmy napięcie między ziemią a pierwszym końcem kabla. ale jedyną sensowną wielkością jest napięcie na punktach końcowych kabla.

Innym poglądem na ten temat jest to, że za każdym razem, gdy mówisz o napięciu, musisz znać nie tylko jego wartość, ale także 2 punkty, do których się odnosi. Są częścią definicji. Napięcie 10 woltów samo w sobie nie ma fizycznego znaczenia. Przeciwnie, napięcie 10 woltów między punktem A i punktem B ma znaczenie.

Wracając do problemu, zwiększając napięcie między ziemią a pierwszym końcem kabla, potrzebujemy mniejszej intensywności, aby przekazać tę samą ilość energii komuś innemu, kto pobierze ten prąd i zużyje go przy napięciu na poziomie ziemi .

Wniosek

$I^2\times R = I\times V_2$$R$$V_2 = I\times R$

Równoważnym sposobem postrzegania tego jest to, że spowoduje on niższy spadek napięcia między centralnym a odbiornikiem.

Ograniczeniem jest to, że musisz mieć specjalny sprzęt. Z jednej skrajności, jeśli tak wysokie napięcie, elektron samego powietrza zostanie przepchnięty i powstanie wyładowanie elektryczne (inaczej „plazma”).