Большая Советская Энциклопедия.

Большая Советская Энциклопедия (цитаты)

Передача электроэнергии

Передача электроэнергии (далее П) от электростанции к потребителям — одна из важнейших задач энергетики. Электроэнергия передается преимущественно по воздушным линиям электропередачи (ЛЭП) переменного тока, хотя наблюдается тенденция ко все более широкому применению кабельных линий и линий постоянного тока. Необходимость П на расстояние обусловлена тем, что электроэнергия вырабатывается крупными электростанциями с мощными агрегатами, а потребляется сравнительно маломощными электроприемниками, распределенными на значительной территории. Тенденция к концентрации мощностей объясняется тем, что с их ростом снижаются относительные затраты на сооружение электростанций и уменьшается стоимость вырабатываемой электроэнергии. Размещение мощных электростанций производится с учетом целого ряда факторов, таких, например, как наличие энергоресурсов, их вид, запасы и возможности транспортировки, природные условия, возможность работы в составе единой энергосистемы и т.п. Часто такие электростанции оказываются существенно удаленными от основных центров потребления электроэнергии. От эффективности П на расстояние зависит работа единых электроэнергетических систем, охватывающих обширные территории.

  Одной из основных характеристик электропередачи является ее пропускная способность, то есть та наибольшая мощность, которую можно передать по ЛЭП с учетом ограничивающих факторов: предельной мощности по условиям устойчивости, потерь на корону, нагрева проводников и т.д. Мощность, передаваемая по ЛЭП переменного тока, связана с ее протяженностью и напряжениями зависимостью

,

где 1 и 2 напряжения в начале и в конце ЛЭП, Zc — волновое сопротивление ЛЭП, a — коэффициент изменения фазы, характеризующий поворот вектора напряжения вдоль линии на единицу ее длины (обусловленный волновым характером распространения электромагнитного поля), l — протяженность ЛЭП, d — угол между векторами напряжения в начале и в конце линии, характеризующий режим электропередачи и ее устойчивость. Предельная передаваемая мощность достигается при d = 90°, когда sind = 1. Для воздушных ЛЭП переменного тока можно приближенно считать, что максимальная передаваемая мощность примерно пропорциональна квадрату напряжения, а стоимость сооружения ЛЭП пропорциональна напряжению. Поэтому в развитии электропередач наблюдается тенденция к увеличению напряжения как к главному средству повышения пропускной способности ЛЭП. Предельные значения напряжении ЛЭП, связанные с возможными перенапряжениями, ограничиваются изоляцией ЛЭП и электрической прочностью воздуха (см. Высоких напряжений техника). Повышение пропускной способности ЛЭП переменного тока возможно и путем усовершенствования конструкции линии, а также посредством включения различных компенсирующих устройств. Так, например, на ЛЭП напряжением 330 кв и выше используется "расщепление" проводов в каждой фазе на несколько электрически связанных между собой проводников; при этом индуктивное сопротивление линии уменьшается, а емкостная проводимость увеличивается, что ведет к снижению Zc и уменьшению а. Одним из способов повышения пропускной способности ЛЭП является сооружение "разомкнутых" линий, у которых на опорах подвешиваются провода двух цепей таким образом, что провода разных фаз оказываются сближенными между собой.

  В электропередачах постоянного тока отсутствуют многие факторы, свойственные электропередачам переменного тока и ограничивающие их пропускную способность. Предельная мощность, передаваемая по ЛЭП постоянного тока, имеет большие значения, чем у аналогичных ЛЭП переменного тока:

,

  где Ев напряжение на выходе выпрямителя, Rå суммарное активное сопротивление электропередачи, в которое, кроме сопротивления проводов ЛЭП, входят сопротивления выпрямителя и инвертора. Ограниченность применения электропередач постоянного тока связана главным образом с техническими трудностями создания эффективных недорогих устройств для преобразования переменного тока в постоянный (в начале линии) и постоянного тока в переменный (в конце линии). Электропередачи постоянного тока перспективны для объединения крупных удаленных друг от друга энергосистем. В этом случае отпадает необходимость в обеспечении устойчивости работы этих систем.

  Качество электроэнергии определяется надежной и устойчивой работой электропередачи, что обеспечивается, в частности, применением компенсирующих устройств и систем автоматического регулирования и управления (см. Автоматическое регулирование возбуждения, Автоматическое регулирование напряжения, Автоматическое регулирование частоты).

  Первая в мире электропередача, рассчитанная на длительную эксплуатацию, была построена в Петербурге в 1876 П. Н. Яблочковым для электрического освещения улиц. Д. А. Лачинов и М. Депре в 1880 теоретически обосновали возможность повышения напряжения для увеличения мощности и дальности передачи. Однако широкое использование электрической энергии в промышленности, теснейшим образом связанное с П на расстояние, началось лишь после изобретения М. О. Доливо-Добровольским экономичного и относительно простого способа передачи электрической энергии трехфазным переменным током. Со времени создания первых электропередач трехфазного тока их напряжение возрастало в 1,5—2 раза примерно каждые 10—15 лет. Повышение напряжения давало возможность увеличивать расстояния и передаваемые мощности. В 20-х гг. 20 в. электроэнергия передавалась максимально на расстояния порядка 100 км, к 30-м гг. протяженность ЛЭП увеличилась до 400 км, а к 70-м гг. длина ЛЭП достигла 1000—1200 км. Наряду с развитием электропередач переменного тока совершенствовалась техника П постоянным током. В 1950 в СССР впервые в мире была введена в действие опытная кабельная линия постоянного тока Каширская ГРЭС — Москва напряжением 200 кв с пропускной способностью 30 Мвт. Накопленный опыт позволил в 1962—65 ввести в эксплуатацию межсистемную электропередачу постоянного тока (с воздушной ЛЭП напряжением 800 кв) Волгоград — Донбасс пропускной способностью 750 Мвт. К 1974 в разных странах работало уже более 20 электропередач постоянного тока. В СССР в 1975—85 намечается строительство ЛЭП постоянного тока напряжением ±750 кв протяженностью 2500—3000 км и в дальнейшем — электропередачи ± 1200 кв.

  С 60-х гг. большое внимание уделяется разработке качественно новых электропередач. Таковы, например, "закрытые" электропередачи, выполняемые в виде замкнутых конструкций, заполненных электроизолирующим газом (например, 6), внутри которых располагаются провода высокого напряжения. Перспективны также криогенные (в дальнейшем, возможно, сверхпроводящие) ЛЭП. "Закрытые" и криогенные электропередачи особенно удобны для энергоснабжения потребителей в густонаселенных районах, например на территориях крупных городов. Кроме того, изучается возможность передачи энергии электромагнитными волнами высокой частоты по волноводам.

  В энергоснабжении потребителей альтернативой П на расстояние является перевозка топлива. Сравнительный анализ показывает, что не всегда П — наилучший способ энергоснабжения: например, при высокой калорийности угля (более 17—19 Мдж/кг) более целесообразно перевозить его по дороге (при условии, что дорога уже построена); в ряде случаев оказывается предпочтительнее сооружать трубопроводы для подачи природного газа или нефти. Анализ энергосистем ряда стран позволяет выделить две основные тенденции их развития: приближение электростанций к центрам потребления в тех случаях, когда на территории, охватываемой объединенной энергосистемой, нет дешевых источников энергии или когда ресурсы этих источников уже исчерпаны; сооружение электростанций вблизи дешевых источников энергии и П на расстояние, к центрам ее потребления. Системы электро-, нефте- и газоснабжения должны сооружаться и эксплуатироваться в определенной координации между собой и образовывать единую энергетическую систему страны.

  Лит.: Веников В. А., Дальние электропередачи, М.— Л., 1960; Совалов С. А., Режимы электропередач 400—500 кв. ЕЭС, М., 1967; Электрические системы, т. 3 — Передача энергии переменным и постоянным током высокого напряжения, М., 1972.

  В. А. Веников, Е. В. Путянин.


Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска


Новости 24.10.2017 07:07:47


06:39 Новый канцлер Австрии отказался целоваться с Юнкером
06:38 Клоун из фильма «Оно» испортил фотосессию помолвки
05:22 Собянин допустил увеличение пенсии в Москве
04:59 Создано повышающее интеллект американских солдат устройство
04:43 Украинские радикалы устроили погром в здании суда и забаррикадировались в нем
04:16 «Почта России» спрогнозировала сокращение срока доставки посылок через пять лет