Электрические магистрали будущего / Хабр

В 2003 году в Евросоюзе возник большой проект

, представлявший тогдашнее видение о переводе Европы на рельсы возобновляемой энергетики. Основой “зеленой энергетики” ЕС должны были стать тепловые электростанции с концентрацией солнечной энергии, расположенные в пустыне Сахара, способные запасать энергию как минимум на вечерний пик потребления, когда обычная фотовольтаика уже не работает. Особенностью проекта должны были стать мощнейшие линии электропередач (ЛЭП) на десятки гигаватт, с дальностью от 2 до 5 тысяч км.

СЭС подобного рода должны были стать основной европейской возобновляемой энергетики.

Проект просуществовал около 10 лет, и затем был заброшен концернами-основателями, так как действительность Европейской зеленой энергетики оказалась совершенно другой и более прозаичной — китайская фотовольтаика и наземная ветрогенерация, размещаемая в самой Европе, а идея тянуть энергетические магистрали через Ливию и Сирию — слишком оптимистичной.

Планировавшиеся в рамках desertec ЛЭП: три основные направления с мощностью по 3х10 гигаватт (на картинке одна из более слабых версий с 3х5) и несколько подводных кабелей.

Однако, мощные ЛЭП возникли в проекте desertec не случайно (забавно, кстати, что площадь земли под ЛЭП в проекте получалась больше площади земли под СЭС) — это одна из ключевых технологий, которая может позволить ВИЭ-генерации вырасти до подавляющей доли, и наоборот: при отсутствии технологии передачи энергии на большие расстояния ВИЭ, вполне возможно, обречены на не более чем на долю в 30-40% в энергетике Европы.

Взаимная синергия трансконтинентальных ЛЭП и ВИЭ довольно хорошо видна на моделях (например, в гигантской модели LUT, а также в модели Вячеслава Лактюшина): объединение многих районов ветровой генерации, удаленных на 1-2-3 тысячи километров друг от друга, разрушает взаимную корреляцию уровня выработки (опасную общими провалами) и выравнивает объем поступающей в систему энергии. Вопрос лишь в том, какой ценой и с какими потерями возможно передавать энергию на такие расстояния. Ответ зависит от разных технологий, которых на сегодня по сути три: передача переменным током, постоянным и по сверхпроводящему проводу. Хотя такое деление немножко неправильно (сверхпроводник может быть с переменным и постоянным током), но с системной точки зрения правомерно.

Впрочем, техника для передачи высоковольтного напряжения, на мой взгляд, является одной из самых фантастично выглядящих. На фото выпрямительная станция на 600 кВ.

Традиционная электроэнергетика с самого начала шла по пути объединения электрогенерации с помощью высоковольтных ЛЭП с переменным током, добравшись в 70х годах до 750-800-киловольтных ЛЭП, способных передавать 2-3 гигаватта мощности. Такие ЛЭП подошли к пределам возможностей классических сетей переменного тока: с одной стороны, по системным ограничениям, связанным со сложностью синхронизации сетей протяженностью во многие тысячи километров и желанием разделить их на энергорайоны, связанные относительно небольшими страхующими линиями, а с другой стороны, из-за нарастания реактивной мощности и потерь такой линии (связанной с тем, что растет индуктивность линии и емкостная связь на землю).

Не совсем типичная картина в энергетике России в момент написания статьи, но обычно перетоки между районами не превышают 1-2 ГВт.

Впрочем, облик энергосистем 70х-80х годов не требовал мощных и дальних линий электропередач — электростанцию чаще всего удобнее было пододвинуть к потребителям, и единственным исключением были тогдашние ВИЭ — гидрогенерация.

Гидроэлектростанции, а конкретно бразильский проект ГЭС Итайпу в середине 80х годах привели к появлению нового чемпиона по передаче электроэнергии много и далеко — ЛЭП постоянного тока. Мощность бразильского линка — 2х 3150 МВт при напряжении +-600 кВ на дальность 800 км, проект реализован фирмой ABB. Такие мощности еще на грани доступного ЛЭП переменного тока, однако бОльшие потери окупали проект с конвертацией в постоянный ток.

ГЭС Итайпу мощностью 14 ГВт — до сих пор вторая в мире по мощности ГЭС. Часть вырабатываемой энергии передается по HVDC линку в район Сан-Паоло и Рио де Жайнейро.

В отличии от ЛЭП переменного тока, ЛЭП ПТ избавлены от индуктивных и емкостных потерь (т.е. потерь через паразитную емкостную и индуктивную связь проводника с окружающей землей и водой), и изначально активно использовалось в основном при подсоединении к общей энергосистеме больших островов подводными кабелями, где потери линии переменного тока в воду могли достигать 50-60% мощности. Кроме того, ЛЭП ПТ при том же уровне напряжения и сечении провода способна передать на 15% больше мощности по двум проводам, чем ЛЭП переменного тока по трем. Проблемы с изоляцией у ЛЭП ПТ проще — ведь на переменном токе максимальная амплитуда напряжения в 1,41 раза больше, чем действующее, по которому считается мощность. Наконец, ЛЭП ПТ не требует синхронизации генераторов на двух сторонах, а значит избавляет от множества проблем, связанных с синхронизацией удаленных районов.

Сравнение ЛЭП переменного (AC) и постоянного (DC) тока. Сравнение немножко рекламное, т.к. при одинаковом токе (скажем 4000 А) ЛЭП переменного тока 800 кВ будем иметь мощность 5,5 ГВт против 6,4 ГВт у ЛЭП DC, правда с вдвое большими потерями. С одинаковыми потерями, действительно мощность будет отличатся в 2 раза.

Расчет потерь для разных вариантов ЛЭП, которые предполагалось использовать в проекте Desertec.

Разумеется, есть и минусы, и существенные. Во-первых, постоянный ток в энергосистеме переменного тока требует выпрямления с одной стороны и «закривления» (т.е. генерации синхронного синуса) с другой. Когда речь идет о многих гигаваттах и сотнях киловольт — это выполняется весьма нетривиальным (и очень красивым!) оборудованием, которое обходится в многие сотни миллионов долларов. Кроме того, до начала 2010х годов ЛЭП ПТ могли быть только вида «точка-точка», так как не существовало адекватных выключателей на такие напряжения и мощности постоянного тока, а значит, при наличии многих потребителей невозможно было отсечь одного из них с коротким замыканием — только погасить всю систему. А значит основное применение мощных ЛЭП ПТ — связь двух энергорайонов, где были нужны большие перетоки. Буквально только несколько лет назад ABB (один из трех лидеров в создании оборудования HVDC) сумели создать “гибридный” тиристорно-механический выключатель (схожий по идеям с коммутатором ИТЭР), который способен на такую работу, и сейчас строится первая высоковольтная ЛЭП ПТ “точка-мультиточка” North-East Angra в Индии.

Тем не менее технология ПТ-энергетики развивалась и дешевела (во многом благодаря развитию силовых полупроводников), и к появлению гигаватт ВИЭ-генерации оказалась вполне готова для того, чтобы начать подсоединять удаленные мощные гидроэлектростанции и ветропарки к потребителям. Особенно много таких проектов реализовано в последние годы в Китае и Индии.

Однако мысль идет дальше. Во многих моделях возможности ПТ-ЛЭП по передаче энергии используются для выравнивания ВИЭ-переменчивости, которая является важнейшим фактором на пути внедрения 100% ВИЭ в больших энергосистемах. Более того, такой подход уже реализуется на деле: можно привести пример 1,4 гигаваттного линка Германия-Норвегия, призванного скомпенсировать переменчивость немецкой ветрогенерации норвежскими ГАЭС и ГЭС и 500 мегаваттного линка Австралия-Тасмания нужного для поддержания энергосистемы Тасмании (в основном работающей на ГЭС) в условиях засухи.

Большая заслуга в распространении HVDC принадлежит так же прогрессу в кабелях (так как зачастую HVDC — это морские проекты), которые за последние 15 лет повысили доступный класс напряжения с 400 до 620 кВ

Впрочем, дальнейшему распространению мешает как дороговизна самих ЛЭП подобного калибра (например, крупнейшая в мире ЛЭП ПТ Xinjiang — Anhui 10 ГВт на 3000 км обойдется китайцам приблизительно в 5 миллиардов долларов), так и неразвитость равноценных районов ВИЭ-генерации, т.е. отсутствие вокруг крупных потребителей (например, Европы или Китая) сопоставимых крупных потребителей на расстоянии до 3-5 тысяч км.

В том числе порядка 30% стоимости ЛЭП ПТ линий составляют вот такие конвертерные станции.

Однако что если появится технология ЛЭП одновременно и дешевле и с меньшими потерями (которые определяют максимальную разумную длину?). Например, ЛЭП со сверхпроводящим кабелем.

Пример реального сверхпроводящего кабеля для проекта AMPACITY. В центре формер с жидким азотом, на нем расположены 3 фазы сверхпроводящего провода из лент с высокотемпературным сверхпроводником, разделенные изоляцией, снаружи медный экран, еще один канал с жидким азотом, окруженный многослойной экранно-вакуумной теплоизоляции внутри вакуумной полости, и снаружи — защитная полимерная оболочка.

Разумеется, первые проекты сверхпроводящих ЛЭП и их экономические расчеты появились не сегодня и не вчера, а еще в начале 60-х годов сразу после открытия “промышленных” сверхпроводников на основе интерметаллидов ниобия. Однако для классических сетей без ВИЭ места таким СП ЛЭП не находилось — и с точки зрения разумной мощности и стоимости таких ЛЭП, и точки зрения объема разработок, нужных для внедрения их в практику.

Проект сверхпроводящей кабельной линии из 1966 года — 100 ГВт на 1000 км, с явной недооценкой стоимости криогенной части и преобразователей напряжения

Экономика сверхпроводящей линии определяется, по сути, двумя вещами: стоимостью сверхпроводящего кабеля и потерями энергии на охлаждение. Изначальная идея использования ниобиевых интерметаллидов споткнулась о дороговизну охлаждения жидким гелием: внутреннюю “холодную” электрическую сборку необходимо держать в вакууме (что не так сложно) и дополнительно окружить охлаждаемым жидким азотом экраном, иначе тепловой поток на температуре 4,2К превзойдет разумные мощности рефрижераторов. Такой “бутерброд” плюс наличие двух дорогостоящих систем охлаждения в свое время похоронили интерес к СП-ЛЭП.

Возврат к идее произошел с открытием высокотемпературных проводников и “среднетемпературного” диборида магния MgB2. Охлаждение на температуре 20 Кельвинов (К) для диборида или на 70 К (при этом 70 К — температура жидкого азота — широко освоена, и стоимость такого хладагента невысока) для ВТСП выглядит интересным. При этом первый сверхпроводник на сегодня принципиально более дешевый, чем изготавливаемые методами полупроводниковой промышленности ВТСП-ленты.

Три однофазных сверхпроводящих кабеля (и вводы в криогенную часть на заднем плане) проекта LIPA в США, каждый с током в 2400 А и напряжением 138 кВ, общей мощностью в 574 МВт.

Конкретные цифры на сегодня выглядят так: ВТСП имеет стоимость проводника в 300-400 долларов за кА*м (т.е. метр проводника, выдерживающего килоампер) для жидкого азота и 100-130 долларов для 20 К, диборид магния для температуры 20 К имеет стоимость 2-10 $ за кА*м (цена не устоялась, как и технология), ниобат титана — около 1 $ за кА*м, но уже для температуры в 4.2 К. Для сравнения, алюминиевые провода ЛЭП обходятся в ~5-7 долларов за кА*м, медные — в 20.

Реальные тепловые потери СП кабеля AMPACITY длинной 1 км и мощностью ~40 МВт. В пересчете на мощность криокуллера и циркуляционного насоса мощность, затрачиваемая на работу кабеля, — около 35 кВт, или меньше 0,1% передаваемой мощности.

Конечно, то, что СП кабель — это сложное вакуумированное изделие, которое можно прокладывать только под землей, добавляет дополнительных расходов, однако там, где земля под ЛЭП стоит значительных денег (например, в городах), СП ЛЭП уже начинают появляться, пускай пока и в виде пилотных проектов. В основном, это кабели из ВТСП (как наиболее освоенные), на низкие и средние напряжения (от 10 до 66 кВ), с токами от 3 до 20 кА. Такая схема минимизирует количество промежуточных элементов, связанных с повышением напряжения в магистраль (трансформаторов, выключателей и т.п.) Наиболее амбициозным и уже реализованным проектом силового кабеля является проект LIPA: три кабеля длиной 650 м, рассчитанные на передачу трехфазного тока мощностью 574 МВА, что сопоставимо с воздушной линией электропередачи на 330 кВ. Ввод в эксплуатацию самой мощной на сегодняшний день ВТСП кабельной линии состоялся 28 июня 2008 г.

Интересный проект AMPACITY реализован в Эссене, Германия. Кабель среднего напряжения (10 кВ c током 2300 А мощностью 40 МВА) со встроенным сверхпроводящим ограничителем тока (это активно развивающаяся интересная технология, позволяющая за счет потери сверхпроводимости «естественно» отключать кабель в случае перегрузок коротким замыканием) установлен внутри городской застройки. Запуск произведен в апреле 2014 г. Этот кабель станет прототипом для остальных проектов, запланированных в Германии по замене 110 кВ кабелей ЛЭП на сверхпроводящие 10 кВ кабели.

Установка кабеля AMPACITY сопоставима с протяжкой обычных высоковольтных кабелей.

Экспериментальных проектов с разными сверхпроводниками на разные значения тока и напряжения еще больше, в том числе несколько выполнено в нашей стране, например, испытания экспериментального 30-метрового кабеля со сверхпроводником MgB2, охлаждаемого жидким водородом. Кабель под постоянный ток в 3500 А и напряжение 50 кВ, созданной ВНИИКП интересен «гибридной схемой», где охлаждение водородом одновременно является перспективным методом транспортировки водорода в рамках идеи «водородной энергетики».

Однако вернемся к ВИЭ. Моделирование LUT было нацелено на создание 100% ВИЭ генерации в масштабах континентов, при этом стоимость электроэнергии должна была составить меньше 100 долларов за МВт*ч. Особенность модели — в получившихся перетоках в десятки гигаватт между европейскими странами. Такие мощности практически невозможно передать никак кроме СП ЛЭП постоянного тока.

Данные моделирования LUT для Великобритании требуют экспорта электроэнергии, доходящего до 70 ГВт, при наличии на сегодня линков острова в 3,5 ГВт и расширения этого значения до 10 ГВт в обозримой перспективе.

И подобные проекты существуют. Например Карло Руббиа, знакомый нам по реактору с ускорительным драйвером MYRRHA, продвигает проекты на базе чуть ли не единственного на сегодня в мире производителя стрэндов из диборида магния — по задумке криостат диаметром 40 см (впрочем, уже довольно сложный для транспортировке и укладки на суше диаметр) вмещает 2 кабеля с током 20 кА и напряжением +-250 кВ, т.е. общей мощностью 10 ГВт, причем в таком криостате можно разместить 4 проводника = 20 ГВт, уже близко к требуемому моделью LUT, причем в отличии от обычных высоковольтных линий постоянного тока, здесь есть еще большой запас по повышению мощности. Расходы мощности на рефрижерацию и прокачку водорода составят ~10 мегаватт на 100 км, или 300 МВт на 3000 км — где-то в три раза меньше, чем для самых передовых высоковольтных линий постоянного тока.

Предложение Руббия по 10-гигаваттной кабельной ЛЭП. Такой гигантский размер трубы для жидкого водорода нужен для того, что бы уменьшить гидравлическое сопротивление и иметь возможность ставить промежуточные криостанции не чаще 100 км. Есть проблема и с поддержанием вакуума на такой трубе (распределенный ионный вакуумный насос — не самое мудрое решение тут, ИМХО)

Если дальше увеличить размеры криостата до значений, характерных для газопроводов (1200 мм), и уложить внутрь 6-8 проводников на 20 кА и 620 кВ (максимальное освоенное на сегодня напряжение для кабелей), то мощность такой “трубы” составит уже 100 ГВт, что превосходит мощности, передаваемые самими газо- и нефтепроводами (самые мощные из которых передают эквивалент 85 ГВт тепловых). Главной проблемой может стать подсоединение такой магистрали к существующим сетям, однако факт, что сама технология уже почти доступна.

Интересно прикинуть стоимость подобной линии.

Доминировать будет, очевидно, строительная часть. Например, прокладка 800 км 4 HVDC кабелей в немецком проекте Sudlink обойдется в ~8-10 миллиардов евро (это известно, поскольку проект подорожал с 5 до 15 миллиардов после перехода с воздушной линии на кабель). Стоимость прокладки в 10-12 млн евро за км примерно в 4-4,5 раза выше, чем средняя стоимость прокладки газопроводов, судя по этому исследованию.

В принципе, ничего не мешает применять подобную технику для прокладки сверхмощных линий электропередач, впрочем, основные сложности тут видны в оконечных станциях и подключению к имеющимся сетям

Если взять что-то среднее между газом и кабелями (т.е. 6-8 млн евро за км), то стоимость сверхпроводника скорее всего потеряется в стоимости строительства: для 100-гигаваттной линии стоимость СП составит ~0,6 млн долларов на 1 км, если взять СП стоимость 2$ за кА*м.

Вырисовывается интересная дилемма: СП “мегамагистрали” оказываются в несколько раз дороже газовых магистралей при сопоставимой мощности (напомню, что это все в будущем. Сегодня ситуация еще хуже — нужно окупить НИОКР на СП-ЛЭП), и именно поэтому строятся газопроводы, но не СП-ЛЭП. Однако по мере роста ВИЭ эта технология может стать привлекательной и получить бурное развитие. Уже сегодня проект Sudlink, возможно выполнялся бы в виде СП-кабеля, если бы технология была бы готова.

Что ж, будем следить за развитием этой отрасли.

P.S. Спасибо Виталию Сергеевичу Высоцкому за помощь с реальными цифрами стоимости сверхпроводников и дополнительными материалами!

В Осетии снесут построенные под высоковольтными линиями объекты — Российская газета

В Северной Осетии в суд поданы иски о сносе более 40 объектов, находящихся в охранных зонах линий электропередачи. Некоторые ЛЭП стоят в огородах и во дворах частных домовладений, причем по ним идет транспортировка электричества во Владикавказ и другие населенные пункты региона.

Согласно постановлению правительства РФ, в охранной зоне ЛЭП запрещены строительство и реконструкция зданий и сооружений, а также проведение массовых мероприятий. По действующему законодательству для воздушных линий (ВЛ) 6/10 киловольт она составляет 10 метров, для ВЛ 35 киловольт — 15 метров, а для ВЛ 110 киловольт — по 20 метров в обе стороны от крайних проводов.

Тем не менее на этих участках как во Владикавказе, так и в районах республики идет интенсивное строительство. В охранных зонах даже высаживают сады и устраивают склады. Непосредственно под высоковольтными линиями электропередачи строят кафе, рестораны, магазины, автостоянки и детские игровые площадки.

Специалисты предприятия «Севкавказэнерго» за последнее время зафиксировали 43 подобных нарушения. Документы по всем фактам направили в суд. Приняты решения о демонтаже шести объектов. Сейчас исполнительные листы находятся в УФССП по РСО — Алания.

Нарушения нашли на территориях нескольких садоводческих некоммерческих объединений, а во Владикавказе на улицах Доватора, Васо Абаева, Кесаева, Сетевой и в промышленной зоне. Как выяснилось, владельцы строений в ряде случаев попросту занимались самозахватом участков вблизи ЛЭП. Однако бывает и так, что застройщики и чиновники местных администраций сами не соблюдают требований законодательства, запрещающего проведение в охранных зонах ЛЭП любых работ без согласования с сетевой организацией.

Особенно беспокоят энергетиков незаконные строения в охранных зонах ВЛ 35-110 киловольт в садоводческом товариществе «Иристон». Здесь проходят сразу восемь линий электропередачи. Опоры высоковольтных ЛЭП буквально вросли в стены заборов и стали элементом ландшафтного дизайна внутридворовых территорий. Некоторые из них питают электроэнергией жизненно важные и социально значимые объекты. В частности, энергоснабжение водозабора Владикавказа осуществляет ВЛ, проходящая как раз по территории товарищества.

Опоры высоковольтных ЛЭП буквально вросли в стены заборов и стали элементом ландшафтного дизайна внутридворовых территорий

«В случае аварии жители столицы и других населенных пунктов рискуют остаться без электричества, а Владикавказ — без водоснабжения на длительное время, так как к некоторым опорам и линиям электропередачи практически нет доступа», — рассказали в «Россети Северный Кавказ».

В филиале «Севкавказэнерго» отмечают, что хаотичная застройка не только не дает проводить ремонтно-эксплуатационные работы, но и может привести к непоправимым последствиям в результате обрыва провода высокого напряжения — поражению людей электрическим током и возгоранию строений. И такие случаи уже были. Во время сильного ветра произошел обрыв провода ВЛ 35 киловольт, проходящего через садоводческое товарищество «Рухс». Расположенные в охранной зоне дома оказались в зоне его падения. По чистой случайности местные жители не пострадали от поражения электрическим током, однако на некоторых постройках сгорела кровля.

Кстати

Еще один случай нарушения правил работ вблизи энергообъектов произошел в ноябре 2019 года у федерального поста между Северной Осетией и Ингушетией. Водитель крана, который совершал погрузочно-разгрузочные работы, приблизился к ЛЭП, спровоцировал короткое замыкание и обрыв проводов высоковольтной линии 110 киловольт. В итоге без электроэнергии остались жители трех населенных пунктов Пригородного района РСО — Алания и двух поселков Ингушетии.

Высоковольтные электрические линии — Power Lines Inc

Безопасность электрических контактов

Электричество хочет достичь земли. Объект на земле все еще может быть наэлектризован, не касаясь верхнего провода, потому что электричество может проходить через воздух. Из-за этого следует соблюдать дистанцию ​​между собой, строительной и сельхозтехникой, воздушными линиями электропередач.

Национальный кодекс электробезопасности рекомендует безопасное расстояние в зависимости от напряжения и расстояния от земли.При работе рядом с воздушными линиями или вокруг них не следует изменять уровень земли без предварительной консультации с вашей коммунальной компанией. Оборудование и механизмы всегда должны находиться на безопасном расстоянии от высоковольтных линий в зависимости от обстоятельств.

Такие вещи, как воздушные змеи, очень опасны вблизи воздушных линий высокого напряжения. Если веревка от воздушного змея пересекает провода, она может замкнуть цепь, передавая электричество человеку, держащему веревку.

Риск поражения электрическим током

Оборудование должно иметь надлежащее заземление, чтобы избежать поражения электрическим током.Если часть оборудования соприкасается с линиями высокого напряжения и не заземлена должным образом, любой, кто прикоснется к этому оборудованию, может получить электрошок. Правильное заземление снижает риск поражения электрическим током. На силу удара влияет ряд факторов, таких как напряжение, расстояние от проводника, размер объектов и расстояние до земли.

Линии высокого напряжения и здоровье

Несмотря на опасения, что проживание рядом с высоковольтными линиями электропередач может быть небезопасным, с 1970 года ученые провели множество исследований, в том числе исследование, профинансированное Конгрессом в 1992 году, а затем снова Американским физическим обществом, которое не обнаружило корреляции между раком и полями линий электропередачи.

В 1999 году Национальный исследовательский совет Национальной академии наук пришел к выводу, «что имеющиеся данные не показывают, что воздействие этих полей представляет опасность для здоровья. . . . »

Высокое значение линий высокого напряжения

Высоковольтные линии электропередачи являются важной частью энергетической инфраструктуры, от которой мы зависим. Их устанавливают и обслуживают квалифицированные специалисты, и они требуют уважения из-за энергии, которую они несут.

Энергетическая сеть, от которой мы зависим, настолько надежна, что мы часто принимаем это как должное.В следующий раз, когда вы щелкнете выключателем и включите свет, подумайте о том, что было сделано для того, чтобы это простое действие стало возможным. И как в прошлые годы почти вся человеческая деятельность прекращалась после захода солнца. Вещи, которые мы принимаем как должное, являются важной частью нашего современного общества. Мы ценим упорный труд и профессионализм, которые необходимы для поддержания этой важной части нашей жизни.

высоковольтных линий электропередач некрасивы, и США нужно больше

Места, где ярко светит солнце и дует сильный ветер, не всегда являются местами, где живет много людей.Линии передачи высокого напряжения необходимы для доставки электроэнергии от установок возобновляемой энергии в города, где она потребляется. США далеко отстают от других стран в построении этих линий.

Факт: с 2014 года Китай построил 260 гигаватт межрегиональной пропускной способности, которая будет введена или будет введена в эксплуатацию в ближайшие несколько лет, согласно отчету американцев для сети чистой энергии в этом месяце. Европа сильно отстает с 44 ГВт, за ней следуют Южная Америка с 22 ГВт и Индия с 12 ГВт.Затем идет Северная Америка с мощностью 7 ГВт, и только 3 ГВт в США (это проект TransWest Express LLC, который будет передавать энергию от ветряных турбин в Вайоминге клиентам в Аризоне, Неваде и Южной Калифорнии).

Другими словами, менее чем за десять лет Китай построил более чем в 80 раз большую межрегиональную пропускную способность, чем США. Большая его часть в Китае будет нести электроэнергию из солнечных, ветреных западных провинций в густонаселенные восточные провинции, помогая стране сократить выбросы углекислого газа, не закрывая энергоемкую промышленность.В июне Bloomberg сообщил, что Государственная электросетевая корпорация Китая завершила строительство линии сверхвысокого напряжения протяженностью 1000 миль, которая будет передавать только чистую электроэнергию из провинций Цинхай и Ганьсу в Хэнань в центральном Китае.

Инвесторы и коммунальные предприятия США хотят строить высоковольтные линии электропередачи. На разных стадиях рассмотрения находятся десятки проектов с яркими названиями, такими как Power From the Prairie, Grain Belt Express Clean Line и Zephyr Power Transmission.

Проблема в получении разрешения. Право собственности на энергосистему США балканизировано, нимбиизм является обычным явлением, а Федеральная комиссия по регулированию энергетики неохотно отвергает требования местных властей для размещения линий.

Это правда, что полюбить высоковольтные линии электропередач сложно. Они высокие и некрасивые, они гудят, и каждое дерево под ними на полосе шириной до 200 футов необходимо срубить, чтобы предотвратить короткое замыкание.

Верно и то, что размещение генерации рядом с потребителем иногда может быть эффективной альтернативой новым линиям электропередачи.В отчете за 2018 год под названием Non-Wire Alternatives от Smart Electric Power Alliance, E4TheFuture и Peak Load Management Alliance было рассмотрено 10 проектов, которые включают строительство местной генерации, локальное хранение энергии, продвижение энергоэффективности, снижение пикового спроса за счет ценообразования и установку сложное программное обеспечение и средства управления электросетью. В одном из проектов компания Southern California Edison установила массивную батарею в Оранж, штат Калифорния, чтобы удовлетворить изменяющийся спрос со стороны производителя больших буровых долот для морских нефтяных платформ.

Иногда, однако, потребности в питании слишком велики для решений без проводов. Это становится все более актуальным сейчас, когда «электрифицировать все» стало зеленой мантрой, что увеличивает спрос. Электромобили, электрические газонокосилки и другие товары создают нагрузку на энергосистему. Линии высокого напряжения предпочтительны, потому что они могут пропускать ток с меньшими потерями. На больших расстояниях — скажем, более 400 миль — постоянный ток более эффективен, чем переменный ток, который используется в домах и офисах.

предназначены не только для того, чтобы подавать электроэнергию от дешевой к дорогой, хотя это и ценно. Ток может течь в обоих направлениях. Регион, производящий солнечную энергию в течение дня, может поменяться местами с регионом, производящим энергию ветра ночью. Или электроэнергия может перетекать в восточные США, когда там пик спроса утром в будние дни, а затем смещаться на запад в течение дня. Подобные свопы удовлетворяют спрос с помощью того, что планировщики сетей называют «виртуальным хранилищем», уменьшая потребность в строительстве электростанций и физических хранилищ, таких как аккумуляторные блоки.

Новый отчет, заказанный американцами для сети экологически чистой энергии, под названием «Макросети в мейнстриме: международный обзор планов и достижений » подготовлен Джеймсом МакКэлли и Цянь Чжаном из Университета штата Айова. Он указывает на децентрализацию как на ключевую проблему. «В США, — говорится в отчете, — электроэнергетическая отрасль находится под влиянием различных лиц, принимающих решения, в том числе более 200 коммунальных предприятий, принадлежащих инвесторам, 10 федеральных органов власти, более 2000 государственных коммунальных предприятий, около 900 сельских электроэнергетических кооперативов, семь МРК, 48 государственных регулирующих органов (континентальный U.S.) и многие государственные и федеральные агентства ».

американцев за чистую энергетическую сеть есть собственная мотивация, желающая увеличить количество линий электропередачи. Это коалиция, в которую входят Американская ассоциация ветроэнергетики, членам которой требуется больше линий электропередач для доставки своей продукции, и Wires, торговую ассоциацию отрасли передачи электроэнергии.

Но это не единственная организация, предупреждающая о том, что передающая сеть США не отвечает требованиям. В табеле успеваемости за 2017 год Американского общества инженеров-строителей говорится, что большинство линий передачи и распределения в США.S. «были построены в 1950-х и 1960-х годах с расчетной продолжительностью жизни 50 лет и изначально не были спроектированы для удовлетворения сегодняшнего спроса или суровых погодных явлений».

Избранный президент Джо Байден имеет возможность ускорить утверждение межрегиональных линий электропередачи, назначив нового председателя Федеральной комиссии по регулированию энергетики. В этом месяце президент Трамп снял с поста председателя Нила Чаттерджи и заменил его другим комиссаром, Джеймсом Дэнли. Чаттерджи одобрил ценообразование на углерод и хранение энергии.

Джеймс Хокер, возглавлявший FERC при президенте Билле Клинтоне, сообщил агентству E&E News , что «передача — это рычаг» для увеличения производства электроэнергии от солнца и ветра. «Если FERC сможет продвигать действительно национальную политику в области передачи электроэнергии, и делать это посредством процесса планирования, чтобы мы получали больше региональных и межрегиональных проектов, это принесло бы огромную пользу», — сказал Хокер.

Вызывает ли рак?

Каждый день вы используете технологии, которые, вероятно, считаете само собой разумеющимся.Такие вещи, как микроволновая печь, которая готовит вам еду, свет, который позволяет вам видеть в темноте, и телевизор, который развлекает вас. Что общего у этих технологий? Всем им для работы нужно электричество.

Наша потребность в электроэнергии растет. Так же как и количество опор электропередачи и воздушных проводов в тех местах, где мы живем. Но что, если нахождение рядом с электрической и магнитной энергией от высоковольтных проводов вызывает проблемы со здоровьем? К счастью, исследования показывают, что, вероятно, это не так.По крайней мере, в случае детской лейкемии.

Высоковольтные воздушные линии электропередачи переносят электроэнергию от электростанций на трансформаторные подстанции. Трансформаторные подстанции находятся ближе к месту фактического потребления электроэнергии.

Линии электропередач окружены электромагнитным полем (ЭМП), которое распространяется во всех направлениях.Национальный институт рака США (NCI) описывает электромагнитные поля как «невидимые области энергии (также называемые излучением), которые производятся электричеством». NCI также объясняет, что ЭМП производятся многими вещами, такими как линии электропередач, электропроводка и бытовые приборы, такие как телевизоры и микроволновые печи.

Электромагнитные поля объединяют электрические и магнитные поля.

На основе диаграммы EMsafety

Силовые линии электрического поля направлены от положительно заряженных зарядов источника к отрицательно заряженным зарядам источника. Силовые линии магнитного поля образуют круговые петли вокруг провода. Поток энергии направляется через поля от сухого элемента к нагрузке (лампочке).

ЭДС, исходящие от высоковольтных линий электропередач, намного сильнее, чем от электромагнитных полей бытовой техники. Бытовые приборы обычно создают поля размером от 0 до 0.От 01 до 0,02 микротесласа (мкТл). Однако, если вы стоите прямо под линиями электропередач с самым высоким напряжением, вы можете получить максимум 100 мкТл. Это в 10 000 раз больше.

Это количество быстро уменьшается по мере удаления от линий высокого напряжения. Например, на расстоянии 25 м от самой мощной линии вы получите около 1-2 мкТл. Это все еще в 10-20 раз больше, чем в обычном доме в Северной Америке.

Место вашего проживания в мире, вероятно, имеет большое значение для получаемых вами ЭМП.Люди, живущие далеко от магнитных полюсов Земли, получают в среднем 30 мкТл. Люди в Канаде живут ближе к Северному геомагнитному полюсу и могут получать до 60 мкТл.

Знаете ли вы?

тесла (Тл) — это единица СИ (Международная система единиц), используемая для описания силы магнитных полей. Его также можно представить как кг⋅с ⁻² ⋅A ⁻¹ . Ученые обычно сообщают данные в миллионных долях тесла или микротесла (мкТл).

Некоторые люди, живущие вблизи высоковольтных линий электропередач, беспокоятся о возможных последствиях для здоровья.Беспокойство вызывает то, что дети могут иметь более высокий риск заболеть раком в результате проживания рядом с линией электропередачи.

Знаете ли вы?

Магнитные поля проникают в тело с большей вероятностью, чем электрические. Электрические поля ослабляются такими препятствиями, как стены. Из-за этого магнитные поля являются частью электромагнитных полей (ЭМП), которые часто рассматриваются как возможная причина рака.

Ученые провели множество исследований по этой теме.В 2018 году группа ученых изучила все результаты 11 предыдущих исследований по всему миру. Они обнаружили, что нет четкой связи между магнитными полями и шансами ребенка заболеть лейкемией, разновидностью рака. Они смотрели на детей, которые жили вблизи и вдали от линий электропередач любого напряжения. Они почти не обнаружили различий между ними.

Одно различие, которое они действительно обнаружили, заключалось в том, что у детей, которые жили очень близко к высоковольтным линиям, было очень небольшое повышение шансов на развитие лейкемии.Однако это происходило не всегда. А у детей, живущих рядом с более сильными магнитными полями, не было больше шансов заболеть лейкемией. Итак, ученые не знают, что вызывает эту проблему.

Детский рак встречается нечасто. Таким образом, трудно измерить, меняется ли это число, даже немного. В Канаде с 2012 по 2016 год у 1230 детей была диагностирована лейкемия.

Мы постоянно подвергаемся воздействию электромагнитных полей. От линий электропередач и электроприборов до того места, где вы живете на Земле.Область исследований воздействия электромагнитных полей на здоровье все еще довольно нова. У ученых еще много вопросов и еще многое предстоит узнать о том, как ЭМП из разных источников могут повлиять на наше здоровье.

искр летят над линиями электропередачи сверхвысокого напряжения

Китай — это глобальный испытательный стенд для линий электропередачи сверхвысокого напряжения (UHV), технологии, которая может передавать электроэнергию на большие расстояния с гораздо большей эффективностью, чем линии высокого напряжения, которые вы используете. я, наверное, привык видеть.

С 2006 года было построено 19 из этих многомиллиардных линий, протяженностью почти 30 000 километров и обеспечивающих 4% национального спроса на электроэнергию.Для сравнения: ни в одной другой стране нет ни одной линии сверхвысокого вакуума, работающей на полную мощность.

Но энтузиазм Китая в отношении сверхвысокого вакуума ослабевает. Эта технология страдает от конфликтов интересов между сетевыми компаниями и центральными и местными органами власти. Сами линии работают неэффективно, и более поздние проекты вводятся в эксплуатацию в период избыточных мощностей по выработке электроэнергии.

Это означает, что согласование новых линий замедлилось, и сетевые компании вряд ли смогут достичь своих целей по новым линиям.

Увеличьте карту для более подробной информации. Начальные точки линии сверхвысокого напряжения отмечены зеленым, а конечные — синим.
Источники: Lantau Group, новостные сообщения

Большие планы

Китайские сетевые компании реализовали проекты сверхвысокого напряжения для решения логистической дилеммы: уголь, гидроэнергетика, ветер и солнечные ресурсы сосредоточены внутри страны, но самая тяжелая энергия спрос находится вдоль урбанизированного восточного побережья.

В обычных высоковольтных линиях большая часть энергии теряется, поскольку они перемещаются по огромной территории Китая.Преимущество линий сверхвысокого напряжения состоит в том, что они значительно снижают потери.

В Китае развернуто два типа линий сверхвысокого напряжения. Линии постоянного тока (UHVDC) подходят для передачи от A к B на расстояние более 1000 километров; тогда как линии переменного тока (UHVAC) лучше работают на немного меньших расстояниях, но допускают разветвления по пути.

Сетевые компании были активными приверженцами, особенно заинтересованными в State Grid, которые покрывают 88% территории Китая. План строительства на 2013-2020 годы предусматривал шесть линий переменного тока и 13 линий постоянного тока к 2013 году и 10 линий переменного тока и 27 линий постоянного тока к 2020 году.Только во Внутренней Монголии официальные лица компании говорили об 11 линиях, идущих от угольных и возобновляемых источников энергии к 2020 г. Фактически, его национальная магистральная схема UHV, которая является центральным элементом его амбиций в области UHVAC, вряд ли произойдет в ближайшее время.

Искры летают

Планы State Grid в области сверхвысокого вакуума предполагают выдающиеся амбиции, но не всегда совпадают с планами центральных и провинциальных политиков.

Центральные должностные лица столкнулись с проектировщиками State Grid по поводу его магистральной схемы, которая предусматривает решетку из шести линий UHVAC для синхронизации сетей, которые в настоящее время находятся на территории State Grid. Но официальные лица обеспокоены тем, что по этим взаимосвязанным сетям будут каскадно обесточивать общенациональные сети. Аналитики предполагают, что State Grid отложила план магистральной сети и вместо этого сосредоточилась на линиях UHVAC в отдельных сетях.

Между тем, экономическая выгода для новых линий сверхвысокого напряжения постоянного тока изнутри ослабла на фоне замедления роста спроса на электроэнергию.

Рост национального спроса в среднем составлял 11,7% в период 2003–2012 годов, но упал до 4,5% в 2012–2017 годах, достигнув минимального значения на уровне 0,5% в 2015 году. Это падение углубило избыточные мощности в энергетическом секторе Китая, который, согласно Bloomberg New Energy Finance , составлял 35% в 2016 году.

Повсеместная избыточная мощность означает меньшую потребность в новых проектах по передаче электроэнергии.

Китайская «Приоритетные линии электропередачи для предотвращения загрязнения воздуха» — схема, объявленная в 2014 году и включающая строительство девяти линий сверхвысокого вакуума, должна быть завершена в этом году.В декабре 2017 года официальные лица Национального энергетического управления (НАЭ) заявили, что эта схема «может удовлетворить спрос на электроэнергию в основных регионах энергопотребления страны до 2020 года».

Неудивительно, что утверждения новых проектов сверхвысокого вакуума, на строительство которых уходит 3-4 года, были медленными: только один проект был утвержден в 2016 году, а два — в 2017 году. к UHV-проектам также относились скептически.

Провинции получают больший прирост валового внутреннего продукта (ВВП), занятости и доходов от строительства собственных электростанций, а не за счет импорта электроэнергии из других провинций.Даже новые линии, поддерживаемые центральным правительством, иногда не получали одобрения со стороны провинции.

Например, линия UHVDC Sichuan Number Four будет вести гидроэлектростанцию ​​Сычуани в провинцию Цзянси и была выбрана для строительства в пятилетнем плане 13 ^th (2016-2020). Но, как отметили прошлой осенью официальные лица NEA, Цзянси не хочет этой власти. Провинция вводит в эксплуатацию больше угольных электростанций в 2018 году, поэтому хочет отложить ввод новой линии до 2025 года. Провинция Хубэй также не желает принимать давно обсуждаемые новые линии из северо-западного Китая.

Неутешительная прибыль

У сетевых компаний есть свои причины осторожничать с новыми линиями сверхвысокого напряжения. Доходы от этих мегапроектов зависят от количества передаваемой электроэнергии. Но использование существующих линий было ниже, чем ожидалось, особенно плохо работали линии, не относящиеся к гидроэнергетике.

Более того, влияние сверхвысокого напряжения на «сокращение» возобновляемых источников энергии во внутреннем Китае также было разочаровывающим, что подрывает аргументы в пользу инвестиций.Сокращение относится к энергии, которая никогда не попадает в сеть и тратится впустую по причинам, в том числе из-за отсутствия пропускной способности или квот на потребление угольной энергии.

Китайские линии сверхвысокого напряжения передают энергию ветра и солнца в сочетании с энергией угля, которая остается основным источником электроэнергии. Тем не менее, даже небольшая доля мощностей сверхвысокого напряжения все еще может доставить значительные объемы возобновляемой энергии из внутренних районов Китая на прибрежные рынки. Сторонники линий сверхвысокого вакуума ухватились за эту точку зрения, отстаивая технологию.

Тем не менее, после десятилетия развития сверхвысокого напряжения, уровни сокращения выбросов возобновляемых источников энергии остаются высокими, особенно в северо-западных регионах. Национальные темпы сокращения выбросов в 2017 году составили 12% для ветра и 6% для солнечной энергии, что на несколько процентных пунктов ниже пиков 2016 года. Тем не менее, Китаю есть куда совершенствоваться; в Европе темпы сокращения выбросов в странах с высоким уровнем производства ветроэнергетики постоянно были ниже 5%.

Анализ, проведенный исследователем окружающей среды Даррином Маги и географом Томасом Хеннигом, показывает, что в 2015 году сокращение выбросов в Юньнани достигло 95 тераватт-часов (ТВт-ч) — более чем в шесть раз выше заявленного уровня, и этого достаточно для обеспечения энергией Португалии и Сингапура вместе взятых в течение одного года.

Отстающие ветряные и солнечные энергии

Линии электропередач сверхвысокого напряжения успешно транспортировали 172,5 ТВтч возобновляемой энергии в 2016 году, или 3,2% от общенационального энергопотребления. Однако 93% этой энергии поступало от пяти линий, используемых только для гидроэнергетики.

Некоторые из не связанных с гидроэнергетикой линий Китая в меньшей степени полагались на возобновляемые источники энергии, чем надеялись сторонники. Caixin Energy сообщает, что, по мнению экспертов State Grid, доля возобновляемых источников энергии в линиях, которые планируется занять в угле-возобновляемой смеси, должна составлять 30%.Три такие линии эксплуатировались как минимум часть 2016 года. Их работа была неравномерной. На долю Ниндун-Чжэцзян приходилось 29% возобновляемых источников энергии, а на линию Южный Хами-Чжэнчжоу приходилось 23%, а на Симэн-Цзинань вообще не приходилось.

Линия Чжэбэй-Фучжоу изначально задумывалась как транспортное средство для использования энергии в атомных электростанциях и ветряных электростанциях, но в 2016 году не принимала никаких ветровых нагрузок. В сообщениях неясно, добавлялись ли с тех пор ветры в свой энергетический баланс — хотя и угля.

Есть надежда, что этот дефицит будет временным.Одна линия сверхвысокого вакуума, не относящаяся к гидроэнергетике, которая была запущена в 2017 году, полагалась на уголь, потому что запланированные проекты возобновляемых источников энергии столкнулись с задержками в строительстве. Общие объемы передачи данных по первым линиям сверхвысокого напряжения в Китае значительно выросли за первые пять лет их существования. С середины 2016 года также было запущено несколько новых линий сверхвысокого напряжения, использующих возобновляемые источники энергии.

Но сокращение площадей для новых проектов сверхвысокого напряжения постоянного тока является постоянной проблемой для западных провинций, где быстрое наращивание мощностей возобновляемых источников энергии привело к тому, что инфраструктура передачи на большие расстояния изо всех сил пытается не отставать.

Реформа электроэнергетики

UHV, конечно, не только виновата в проблемах с ограничением использования возобновляемых источников энергии в интерьере. Они указывают на более широкий набор проблем, стоящих перед энергетическим сектором Китая, которые находятся в центре внимания инициатив по реформированию, начатых в 2015 году. Эти реформы включали некоторые меры, специфичные для сверхвысокого напряжения. Но многие препятствия на пути развития линий сверхвысокого напряжения лучше всего устранять посредством более комплексных реформ в электроэнергетическом секторе.

К ним относятся рынки торговли электроэнергией, чтобы прибрежным провинциям было проще покупать электроэнергию изнутри (и на местном уровне) в короткие сроки; меры по усилению конкурентоспособности экологически чистой энергии на дальние расстояния по сравнению с местными угольными электростанциями; и реформы для уменьшения разногласий по поводу планирования энергосистемы между центральным правительством и провинциями.

Эти реформы находятся на начальной стадии. Но хотя энтузиазм по поводу сверхвысокого вакуума в Китае иссякает, технология по-прежнему будет играть роль в переходе страны к возобновляемым источникам энергии. От того, насколько успешны реформы, будет зависеть, какая это будет роль.

Передача электроэнергии — Энергетическое образование

Передача электроэнергии — это процесс доставки произведенной электроэнергии — обычно на большие расстояния — в распределительную сеть, расположенную в населенных пунктах. ^[2] Важной частью этого процесса являются трансформаторы, которые используются для увеличения уровней напряжения, чтобы сделать возможной передачу на большие расстояния. ^[2]

Система электропередачи, объединенная с электростанциями, системами распределения и подстанциями, образует так называемую электрическую сеть . Сеть удовлетворяет потребности общества в электроэнергии и является тем, что передает электроэнергию от ее генерации до конечного использования. Поскольку электростанции чаще всего располагаются за пределами густонаселенных районов, система передачи должна быть довольно большой.

Линии электропередач

Линии электропередач или линии передачи, такие как показанные на Рисунке 1, транспортируют электроэнергию с места на место. Обычно это электричество переменного тока, поэтому повышающие трансформаторы могут повышать напряжение. Это повышенное напряжение обеспечивает эффективную передачу на 500 километров или меньше. Есть 3 типа линий: ^[3]

• Воздушные линии имеют очень высокое напряжение, от 100 кВ до 800 кВ, и обеспечивают большую часть передачи на большие расстояния.Они должны быть высокого напряжения, чтобы минимизировать потери мощности на сопротивление.
• Подземные линии используются для транспортировки электроэнергии через населенные пункты, под водой или почти везде, где нельзя использовать воздушные линии. Они менее распространены, чем воздушные линии из-за потерь, связанных с теплом, и более высокой стоимости.
• Линии субпередачи несут более низкое напряжение (26 кВ — 69 кВ) к распределительным станциям и могут быть надземными или подземными.

где

• [math] I [/ math] — ток в амперах
• [math] R [/ math] — сопротивление в Ом.

Выше было упомянуто, что линии высокого напряжения уменьшают эту потерянную мощность. Этот факт можно объяснить, посмотрев на передаваемую мощность [математика] P_ {транс} = 1 \ умноженная на V [/ математика]. По мере увеличения напряжения ток должен пропорционально уменьшаться, поскольку мощность остается постоянной. Например, если напряжение увеличивается в 100 раз, ток должен уменьшиться в 100 раз, и результирующая потеря мощности будет уменьшена на 100 ² = 10000.Однако есть предел, заключающийся в том, что при очень высоких напряжениях (2000 кВ) электричество начинает разряжаться, что приводит к большим потерям. ^[3] При передаче и распределении электроэнергии в Соединенных Штатах, по оценкам EIA, около 6% электроэнергии теряется. ^[5]

Для дальнейшего чтения

Для получения дополнительной информации см. Соответствующие страницы ниже:

Список литературы

1. ↑ Wikimedia Commons [Online], Доступно: http: // commons.wikimedia.org/wiki/File:Ligne_haute-tension.jpg
2. ↑ ^{2,0 ​​ 2,1} Р. Пейнтер и Б. Дж. Бойделл, «Передача и распределение электроэнергии: обзор» в Введение в электричество , 1-е изд., Верхняя Сэдл-Ривер, Нью-Джерси: Пирсон, 2011, глава 25, сек. .1, стр 1095-1097
3. ↑ ^{3,0 3,1 3,2} Р. Пейнтер и Б. Дж. Бойделл, «Линии передачи и подстанции» в книге Введение в электричество , 1-е изд., Верхняя Сэдл-Ривер, Нью-Джерси: Пирсон, 2011, гл.25, сек 3, с.1102-1104
4. ↑ EIA, Canada Week: Интегрированная электрическая сеть повышает надежность для США, Канады [Online], Доступно: http://www.eia.gov/todayinenergy/detail.cfm?id=8930
5. ↑ EIA. (27 мая 2015 г.). Потери электроэнергии [Онлайн]. Доступно: http://www.eia.gov/tools/faqs/faq.cfm?id=105&t=3

SA.GOV.AU — Определение линий электропередач

В Южной Австралии есть несколько типов линий электропередач.Чтобы поддерживать безопасные расстояния между линиями электропередач и растительностью на вашем участке, или если вы работаете или строите вблизи линий электропередач, важно знать правильное напряжение.

На этой странице представлено общее руководство по идентификации напряжения общих воздушных линий электропередач только в Южной Австралии.

Чтобы узнать точное напряжение, обратитесь в SA Power Networks или в Управление технического надзора.

Воздушные и подземные линии электропередач

Линии электропередачи в Южной Австралии могут быть наземными (воздушными) или подземными.

Воздушные линии электропередачи

Воздушные линии электропередач — наиболее распространенный тип линий электропередачи. Конструкция, размер, высота и дизайн этих линий различаются в зависимости от их напряжения. Вы можете найти общее руководство по идентификации этих линий на этой странице.

Подземные линии электропередач

Подземные линии электропередачи используются с середины 1970-х годов и широко используются в новых застройках и в районах с высокой плотностью застройки. Подземные линии электропередач снижают риск случайного контакта, но могут представлять опасность, если вы будете копать рядом с ними.

Перед тем, как начать копать, узнайте точное местоположение любых линий метро, ​​позвонив по телефону 1100 или посетив Dial, прежде чем копать на веб-сайте.

Линии передачи и распределения

Линии передачи

Линии передачи используются для передачи электроэнергии (в киловольтах или кВ) от электростанций к основным подстанциям. В Южной Австралии по линиям электропередачи подается электричество напряжением 132 кВ (132 000 вольт) или 275 кВ (275 000 вольт).

Распределительные линии

Распределительные линии используются для доставки электроэнергии от подстанций к домам и предприятиям.Напряжение электричества, подаваемого по распределительным линиям электропередачи, может варьироваться от 415 вольт (В), которые относятся к низкому напряжению, до 66 кВ (66 000 вольт), которые относятся к высокому напряжению.

Столбы Stobie и опоры электропередачи

Столбы Stobie

Столбы Stobie представляют собой одиночные железобетонные опоры, на которых монтируются или нанизываются проводники (провода) линии электропередач. Конструкция полюса, а также тип и количество изоляторов обычно указывают на напряжение в линии электропередачи.

Опоры электропередачи

Опоры электропередачи — это большие стальные конструкции, которые используются для прокладки линий электропередач высокого напряжения.Башни передачи обычно находятся на окраинах или за пределами мегаполисов.

Изоляторы для линий электропередач

Изоляторы используются для отделения неизолированных проводов (проводов и кабелей) от опорной стойки или конструкции башни. Чем выше напряжение, переносимое проводником, тем больше изоляторы, которые используются для отделения их от столба или опоры.

Изоляторы могут быть штыревого типа (один или несколько маленьких дисков, установленных на жестком штифте) или дискового типа (большие диски, прикрепленные к проводу).Количество дисковых изоляторов обычно указывает на напряжение линии электропередачи, например, проводники на 11 кВ обычно изолируются одним диском (по одному диску на каждый провод).

Общие типы линий электропередач в Южной Австралии

Распределительные линии 415 В

Жилы проводов можно изолировать и связать вместе, что называется антенным пучком. Линия электропередачи может иметь от двух до пяти проводов.

Линия электропередачи 415 В с четырьмя проводниками и двумя изолированными линиями обслуживания

Штыревой изолятор, используемый на линиях электропередачи 415 В

Изолированные антенные кабели в пучке на 415 В (ABC)

линии 11 кВ

Провода можно изолировать и связать вместе (антенные жгуты).

Однодисковый изолятор 11 кВ

Линия электропередачи 11 кВ (три верхних жилы) с линией электропередачи 415 В (четыре нижних жилы)

Штыревой изолятор 11 кВ

Линии SWER 19 кВ (однопроводное заземление)

Линии электропередач этого типа обычно используются в сельской местности.

Линейные опоры SWER с трансформаторами обычно имеют знак, указывающий на запретную зону.

ЛЭП 19 кВ SWER

Линии 33 кВ

Линия электропередачи 33 кВ с двумя наборами проводов

Стеклянный дисковый изолятор, используемый на линиях электропередачи 33 кВ

линии 66 кВ

Поперечный рычаг 66 кВ p owerline

Треугольная линия электропередачи 66 кВ

Вертикальная линия электропередачи 66 кВ

Дисковые изоляторы, используемые на линиях электропередачи 66 кВ

Пакет дисковых изоляторов, используемых на линиях электропередачи 66 кВ

132 кВ и 275 кВ

Линии электропередачи обычно монтируются на стальных опорах.

Линии электропередачи 132 кВ могут монтироваться на больших одиночных опорах.

Линии электропередач 275 кВ обычно монтируются на высоких стальных опорах, однако иногда они монтируются на двухполюсных конструкциях, которые обычно короче стальных опор.

Связанная информация

Загрузки

Последнее обновление страницы: 24 октября 2017 г.

Путеводитель по передающим башням

Передающие конструкции и башни подобны межгосударственным магистралям для электричества, по которым проходят большие объемы тока высокого напряжения.Эти сооружения имеют высоту 55 футов или более и соединяют электростанции с рядом подстанций, и они связывают один крупный регион энергосистемы с другим.

При более внимательном рассмотрении этих высоких чудовищ можно увидеть интересные детали, которые помогут вам лучше понять, почему строения спроектированы определенным образом. Когда вы смотрите на них, всегда не забывайте держаться на безопасном расстоянии.

Вольт различается

Во-первых, определите, на что вы смотрите. Более высокое напряжение в линиях электропередач требует большего пространства между каждой линией и другими объектами, что позволяет людям, транспортным средствам и другому оборудованию свободно перемещаться под ними.По этой причине башни передачи обычно имеют высоту от 55 до 150 футов. Большинство из них сделаны из стали, но некоторые из них — из бетона, дерева или даже из высокопрочного чугуна. Деревянные распределительные столбы, которые можно найти в окрестностях (если ваши линии не проходят под землей), обычно имеют высоту около 40 футов.

Напряжение передачи обычно находится в диапазоне от 23 000 до 765 000 вольт. Сравните это с напряжением электрических розеток вашего дома: 120 вольт для большинства розеток, 240 вольт для сушилки для белья или плиты. Напряжения в вашем доме достаточно, чтобы убить вас, поэтому линии электропередач несут гораздо большую нагрузку.

Провода токопроводящие и непроводящие

Жилы опор передающей опоры — линии под напряжением — изготавливаются из армированного сталью алюминиевого кабеля и всегда располагаются комплектами по три. Может быть одна токопроводящая линия на группу (всего три), две токопроводящие линии на группу (всего шесть), а иногда и больше. Группы могут быть расположены треугольником или расположены рядом друг с другом, но их всегда будет три (или кратно трем).

Эта трехсторонняя группировка помогает эффективно перемещать электричество.Однако, если вы посмотрите на вершину башни, вы можете увидеть один или два одиночных провода меньшего размера. У этих проводов есть несколько названий — провод заземления, провод статического напряжения и контрольный провод. Провод поглощает или отражает удары молнии, безопасно передавая излишки электричества на землю. В нормальных условиях воздушный провод не проводит электричество.

Некоторые воздушные провода заземления сгруппированы с оптоволоконными кабелями, по которым передаются телекоммуникационные данные. Волоконно-оптические кабели, по сути, сделанные из стекла, не проводят электричество и не подвержены воздействию молнии.

В качестве альтернативы вы можете заметить, что оптоволокно проходит на несколько футов ниже проводников передачи — для сравнения, оно кажется маленьким. Добавление линий связи позволяет получить максимальную отдачу от крупных инвестиций, необходимых для создания систем передачи. Волоконно-оптические линии могут эксплуатироваться коммунальным предприятием или сдаваться в аренду кабельным или телефонным компаниям.

Колоколообразные изоляторы, обычно называемые «колокольчиками», предотвращают прохождение электричества по проводам через стальную опорную конструкцию к земле.

Напряжение и звонки

Первое практическое правило: чем выше башня передачи, тем выше напряжение. Линии электропередачи не касаются опорных башен — в противном случае ток потек бы на землю. Они отделены от башен колоколообразными изоляторами (известными как «колокола»).

Более высокие напряжения требуют большего разделения между токопроводящими линиями и опорами — следовательно, больше колоколов. Например, линия на 69 000 вольт имеет четыре звонка; 115000 напряжение имеет семь звонков.Но иногда звонки добавляются на тот случай, если коммунальное предприятие захочет увеличить напряжение позже, поэтому их подсчет не является верным способом оценки напряжения.