Какой ток течёт в линиях электропередачи?
Потому что при передаче любого напряжения на большие расстояния возникают потери. Переменный ток трансформируется и потери компенсируются.
Остальные ответы
При передачи на большие расстояния у переменного тока меньше потерь.
Переменный проще тем, что его не надо после электростанции преобразовывать. Постоянный нужно (из переменного) , но нет потерь на ёмкость линии, как у переменного.
ЛЭП постоянного тока поэтому более экономичны на больших расстояниях, но более дорогое оборудование.
В итоге переменный используется чаще.
переменный в отличии от постоянного можно преобразовывать— повысить или понизить, трансформировать
Переменный ток можно трансформировать, то есть уменьшать потери за счёт увеличения напряжения. Постоянный ток не трансформируется.
kva — ответил, почти исчерпывающе.
Генераторы переменного тока проще по конструкции и, соответственно, наиболее распространены!
Переменный ток проще в трансформации, а следовательно и при использовании.
Постоянный ток, намного выгоднее при передаче на большие расстояния, но трудно преобразовывать для удобства потребителя.
Интересно как вы постоянный ток сможете трансформировать (повысить или понизить).
милая люба. ток течет переменный в ЛЕП, и не слишком большой, а напряжение большое, чтобы уменьшить потери в линии, так как они в основном равны квадрату тока умноженому на сопротивление линии, , и времени за которое проходит передача ел. енергии. соответственно чтобы уменшить потери, надо уменшить сопротивление линии, а это приводит к увеличению сечений проводов, их массе и т. д.
Преимущества высоковольтных ЛЭП постоянного тока по сравнению с ЛЭП переменного тока
Ставшие традиционными, высоковольтные линии электропередачи, сегодня функционируют неизменно используя переменный ток. Но задумывались ли вы о преимуществах, которые может дать высоковольтная ЛЭП постоянного тока в сравнении с ЛЭП тока переменного? Да, речь именно о высоковольтных ЛЭП постоянного тока (HVDC Power Transmission).
Безусловно, для формирования высоковольтной линии постоянного тока необходимы прежде всего преобразователи, которые делали бы из переменного тока постоянный, а из постоянного — переменный. Такие инверторы и конвертеры дороги, как и запчасти к ним, имеют ограничения по перегрузке, к тому же для каждой линии устройство должно быть без преувеличения уникальным. На малых же расстояниях потери мощности в преобразователях делают такую ЛЭП вообще невыгодной.
Но в каких же применениях предпочтительней будет именно постоянный ток? Почему высокое напряжение при переменном токе иногда оказывается не достаточно эффективным? И наконец, применяются ли где-нибудь уже высоковольтные ЛЭП постоянного тока? На эти вопросы и попробуем получить ответы.
Основным преимуществом постоянного тока перед переменным является отсутствие частотных и фазовых параметров и, следовательно, более легкое управление системой передачи — при использовании передачи постоянного тока нет необходимости держать все источники в системе синхронно.
- Повышенная стабильность системы передачи – в случае широко используемых 2-полюсных схем линия может работать с половиной пропускной способности в случае выхода из строя одного из проводников.
- Меньшие потери при передаче на большие расстояния – примерно 3% потерь на 1000 км передачи HVDC.
- Когда определенное расстояние передачи превышено, HVDC имеет более низкие затраты на приобретение по сравнению с вариантом переменного тока.
- С учетом растущих требований к экологии, зачастую усложняющих строительство новых ВЛ, можно использовать протяженные подземные кабельные линии, несмотря на их многократно более высокую закупочную стоимость.
- По сравнению с переменными 3-фазными системами для передачи постоянного тока достаточно только 2 проводников или 1 в случае возврата тока через землю.
- Меньшие изоляционные расстояния, чем при переменном токе при том же действующем значении напряжения — нет необходимости увеличивать максимальное значение, как при переменном токе.
- Возможность преобразования существующих линий переменного тока в постоянный — третий провод может служить резервным, что повысит надежность передачи.
- Возможность управления направлением и величиной передаваемой мощности.
- Нет необходимости в станциях компенсации реактивной мощности в отличие от линий переменного тока.
За примерами далеко ходить не надо. Электрический кабель, проложенный по дну Балтийского моря между двумя странами-соседями, Германией и Швецией, имеет длину 250 метров, и будь ток переменным, то емкостное сопротивление внесло бы значительные потери. Или при поставке электроэнергии к отдаленным районам, когда нет возможности установить промежуточное оборудование. Здесь тоже постоянный ток высокого напряжения вызовет меньше потерь.
А что если потребуется повысить мощность имеющейся линии без прокладки дополнительной? А на случай электроснабжения систем распределения переменного тока, которые между собой не синхронизированы?
Между тем, при конкретной передаваемой для постоянного тока мощности, при высоком напряжении, нужно меньшее сечение провода, а вышки могут быть ниже. Например, канадская двухполюсная ЛЭП «Nelson River Bipole» соединяет распределительную сеть и удаленную электростанцию.
Электрические сети переменного тока можно стабилизировать без возрастания опасности КЗ. Коронные разряды, порождающие потери в линиях переменного тока из-за пиков сверхвысокого напряжения, при постоянном токе значительно меньше, соответственно, меньше выделяется вредного озона. Опять же снижение расходов на сооружение ЛЭП, например для трех фаз необходимо три провода, а для HVDC — всего два. И снова максимум преимуществ для подводных кабелей — не только меньше материалов, но и меньше емкостных потерь.
Фирма AAB с 1997 года осуществляет установки линий HVDC Light мощностью до 1,2 ГВт при напряжении до 500 кВ. Так, между сетями Великобритании и Ирландии возведено соединение с номиналом по мощности в 500 МВт.
Данное соединение улучшает безопасность и надежность при поставке электроэнергии между сетями. Пролегая с запада на восток, один из кабелей сети имеет длину 262 километра, причем 71% длины кабеля находится на дне моря.
Еще раз вспомним, что если бы переменный ток расходовался на перезарядку емкости кабеля, появились бы лишние потери мощности, а поскольку ток применяется постоянный, то и потери мизерны. Кроме того, потери в диэлектрике при переменном токе также не стоит упускать из виду.
В общем виде, на постоянном токе большую мощность можно передать через один и тот же проводник, поскольку пики напряжения при той же мощности, но при переменном токе, выше, к тому же изоляция должна бы быть толще, сечение больше, расстояние между проводами больше и т. д. Учитывая все эти факторы, коридор ЛЭП постоянного тока обеспечивает более плотную передачу электрической энергии.
Высоковольтные линии постоянного тока не создают вокруг себя низкочастотного переменного магнитного поля, как это типично для ЛЭП переменного тока. Некоторые ученые говорят о вреде этого переменного магнитного поля для здоровья человека, для растений, для животных. Постоянный ток, в свою очередь, создает лишь постоянный (не переменный) градиент поля электрического в пространстве между проводом и землей, а это безопасно как для здоровья людей, так и для животных, и для растений.
Стабильности систем переменного тока способствует постоянный ток. Благодаря высокому напряжению и постоянному току, можно передавать энергию между системами переменного тока, которые не синхронизированы между собой. Так предотвращается распространение каскадных отказов. При некритичных же отказах, энергия просто движется в систему либо из системы.
Это способствует еще большему внедрению высоковольтных сетей постоянного тока, порождая новые основания.
Преобразовательная подстанция Siemens для линии передачи постоянного тока высокого напряжения (HVDC) между Францией и Испанией
Схема современной линии HVDC
Регулировку потока энергии осуществляет система управления либо преобразовательная станция. Поток не связан с режимом работы подключенных к линии систем.
Межсистемные связи на линиях постоянного тока обладают сколь угодно малой емкостью передачи, в сравнении с линиями переменного тока, и проблема слабых связей устраняется. Сами же линии могут разрабатываться с учетом оптимизации потоков энергии.
К тому же пропадают трудности синхронизации нескольких разных систем управления операциями отдельных энергетических систем. Быстрые аварийные контроллеры на линиях электропередачи постоянного тока повышают надежность и стабильность общей сети. Регулировка потока энергии может гасить колебания в параллельных линиях.
Названные преимущества помогут развить внедрение соединений на базе постоянного тока высокого напряжения с целью разбить крупные энергетические системы на несколько частей, которые между собой синхронизируемы.
Например, в Индии построено несколько региональных систем, которые между собой соединены высоковольтными линиями постоянного тока. Присутствует там и цепочка преобразователей, управляемая из специального центра.
Так же и в Китае. В 2010 году ABB построила в Китае первый в мире сверхвысокого напряжения постоянного тока 800 кВ в Китае. Линия сверхвысокого напряжения постоянного тока Чжундун – Ваннань на 1100 кВ, протяженностью 3400 км и мощностью 12 ГВт была завершена в 2018 году.
По состоянию на 2020 год было завершено строительство как минимум тринадцати линий сверхвысокого напряжения постоянного тока в Китае . Линии HVDC передают большие мощности на значительные расстояния, причем к каждой линии подключено несколько поставщиков электроэнергии.
Как правило, разработчики высоковольтных ЛЭП постоянного тока не предоставляют широкой публике информацию о стоимости своих проектов, поскольку это коммерческая тайна. Тем не менее, особенности проектов вносят свои коррективы, и стоимость варьируется в зависимости от: мощности, длины кабелей, способа прокладки, стоимости земли и т. д.
Экономически сопоставляя все аспекты, принимают решение о целесообразности возведения линии HVDC. Так например, возведение четырехлинейной ЛЭП между Францией и Англией, мощностью 8ГВт, вместе с береговыми работами потребовало примерно миллиард фунтов.
Как видно, эта технология очень актуальна, особенно в странах с большой территорией, в связи с ее преимуществами для преодоления больших держав и больших расстояний.
Доля установленной мощности HVDC в мире следующая:
- Африка: 1%
- Северная Америка: 10%
- Южная Америка: 6%
- Азия: 70%
- Европа: 12%
- Океания: 1%
Список значимых проектов высоковольтных линий постоянного тока (HVDC) прошлого
В 1880-х годах шла так назваемая война токов между сторонниками сети постоянного тока, такими как Томас Эдисон, и сторонниками сети переменного тока, такими как Никола Тесла и Джордж Вестингауз. Постоянный ток выдержал 10 лет, но быстрое развитие силовых трансформаторов, необходимых для повышения напряжения и, таким образом, ограничения потерь, привело к распространению сетей переменного тока. Только с развитием силовой электроники стало возможным использование постоянного тока высокого напряжения.
Технология HVDC появилась в 1930-х годах XX века. Она был разработана ASEA в Швеции и Германии. Первая линия HVDC была построена в Советском Союзе в 1951 году между Москвой и Каширой. Затем в 1954 году была построена еще одна линия между островом Готланд и континентальной Швецией.
Москва — Кашира (СССР) — длина 112 км, напряжение — 200 кВ, мощность — 30 МВт, год постройки — 1951. Считается первой в мире полностью статической электронной высоковольтной линией постоянного тока, введённой в эксплуатацию. В настоящее время линия не существует.
Готланд 1 (Швеция) — длина 98 км, напряжение — 200 кВ, мощность — 20 МВт, год постройки — 1954. Первое в мире коммерческое соединение HVDC. Расширен компанией ABB в 1970 г., выведен из эксплуатации в 1986 г.
Волгоград — Донбасс (СССР) — длина 400 км, напряжение — 800 кВ, мощность — 750 МВт, год постройки — 1965. Первая очередь линии электропередачи постоянного тока 800 кВ Волгоград — Донбасс была введена в действие в 1961-м году, что в прессе того времени омечалось, как очень важный этап в техническом развитии советской энергетики. В настоящее время линия разобрана.
Испытание высоковольтных выпрямителей для линии постоянного тока в лаборатории ВЭИ, 1961 год
Схема высоковольтной линии постоянного тока Волгоград — Донбасс
HVDC между островами Новой Зеландии — длина 611 км, напряжение — 270 кВ, мощность — 600 МВт, год постройки — 1965. С 1992-го года реконструирована А BB . Напряжение 350 кВ.
С 1977 года все системы HVDC были построены с использованием твердотельных компонентов, в большинстве случаев тиристоров, с конца 90-х годов начали применятся преобразователи на IGBT-транзисторах.
Инверторы на IGBT-транзисторах на преобразовательной подстанции Siemens для линии передачи постоянного тока высокого напряжения (HVDC) между Францией и Испанией
Кахора Басса (Мозамбик — ЮАР) — длина 1420 км, напряжение 533 кВ, мощность — 1920 МВт, год постройки 1979. Первый HVDC с напряжением выше 500 кВ. Ремонт ABB 2013-2014 гг.
Экибастуз – Тамбов (СССР) — длина 2414 км, напряжение — 750 кВ, мощность — 6000 МВт. Начало реализации проекта — 1981 год. После запука в работу это была бы самая длинная ЛЭП в мире. Строительные площадки заброшены примерно в 1990 году из-за распада Советского Союза, линия так и не была завершена.
Interconnexion France Angleterre (Франция — Великобритания) — длина 72 км, напряжение 270 кВ, мощность — 2000 МВт, год постройки 1986.
Гэчжоуба — Шанхай (Китай) — 1046 км, 500 кВ, мощность 1200 МВт, 1989 г.
Риханд-Дели (Индия) — длина 814 км, напряжение — 500 кВ, мощность — 1500 МВт, год постройки — 1990.
Балтийский кабель (Германия — Швеция) — длина 252 км, напряжение — 450 кВ, мощность — 600 МВт, год постройки — 1994.
Тянь-Гуан (Китай) — длина 960 км, напряжение — 500 кВ, мощность — 1800 МВт, год постройки — 2001.
Талчер-Колар (Индия) — длина 1450 км, напряжение — 500 кВ, мощность — 2500 МВт, год постройки — 2003.
Три ущелья — Чанчжоу (Китай) — длина 890 км, напряжение — 500 кВ, мощность — 3000 МВт, год постройки — 2003. В 2004-м и в 2006-м от гидроэлектростанции «Три ущелья» было построено еще 2 линии HVDC на Хуэйчжоу и Шанхай дляной 940 и 1060 км.
Самая крупная гидроэлектростанция в мире «Три ущелья» соединена с Чанчжоу, Гуандуном и Шанхаем посредством высоковольтных линий постоянного тока
Сянцзяба-Шанхай (Китай) — линия из Фулуна в Фэнся. Длина 1480 км, напряжение — 800 кВ, мощность — 6400 МВт, год постройки — 2010.
Юньнань — Гуандун (Китай) — длина 1418 км, напряжение — 800 кВ, мощность — 5000 МВт, год постройки — 2010.
Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:
Как узнать напряжение ЛЭП по её внешнему виду
Полезно знать, какое напряжение передаётся по линии электропередач (ЛЭП), так как для каждого напряжения существует своя безопасная зона от проводов.
Минимальное напряжение ЛЭП — 0.4 кВ (напряжение между каждым фазным проводом и нолём — 220 вольт). Такие линии обычно используются в дачных посёлках, они выглядят так.
Характерный признак — маленькие белые или прозрачные изоляторы и пять проводов (три фазы, ноль, фаза к фонарям освещения).
Для подвода напряжения к трансформаторам тех же дачных посёлков используются линии 6 и 10 кВ. 6-киловольтные линии используются всё реже.
Отличие от низковольтной линии в размере изоляторов. Здесь они гораздо больше. Для каждого провода используется один или два изолятора. Проводов всегда три.
Очень важно не путать эти линии. Я читал грустную историю про горе-строителей, которые хотели подключить бетономешалку напрямую к проводам ЛЭП и сдуру накинули крючки на 10-киловольтные провода вместо 220-вольтных.
Следующий стандартный номинал напряжения ЛЭП — 35 кВ.
Такую ЛЭП легко распознать по трём изоляторам, на которых закрепляется каждый провод.
У линии 110 кВ (110 тысяч вольт) изоляторов на каждом проводе шесть.
У линии 150 кВ изоляторов на каждом проводе 8-9.
Линии 220 кВ чаще всего используются для подвода электричества к подстанциям. В гирлянде от 10 изоляторов. ЛЭП 220 кВ могут значительно отличаться друг от друга, количество изоляторов может доходить до 40 (две группы по 20), но одна фаза у них всегда передаётся по одному проводу.
Недавно в Москве на пересечении Калужского шоссе и МКАД поставили две опоры ЛЭП 220 кВ необычного вида. О них подробно рассказала nefer : http://neferjournal.livejournal.com/4207780.html. Это фото из её поста.
ЛЭП 330 кВ, 500 кВ и 750 кВ можно распознать по количеству проводов каждой фазы.
330 кВ — по два провода в каждой фазе и от 14 изоляторов.
ЛЭП 500 кВ — по три провода, расположенных треугольником, на фазу и от 20 изоляторов в гирлянде.
ЛЭП 750 кВ — 4 или 5 проводов, расположенных квадратом или кольцом, на каждую фазу и от 20 изоляторов в гирлянде.
Убедиться в точности определения напряжения можно, посмотрев, что написано на опоре ЛЭП. Во второй строке указан номер опоры ЛЭП, а в первой строке указана буква и цифра через тире. Цифра — это номер высоковольтной линии, а буква — напряжение. Буква Т означает 35 кВ, С — 110 кВ, Д — 220 кВ.
Допустимые расстояния до токоведущих частей для разных типов ЛЭП.
Информация и часть фотографий для этого поста во многом почёрпнута из статьи Как по изоляторам определить напряжение ВЛ.
© 2016, Алексей Надёжин
Основная тема моего блога — техника в жизни человека. Я пишу обзоры, делюсь опытом, рассказываю о всяких интересных штуках. А ещё я делаю репортажи из интересных мест и рассказываю об интересных событиях.
Добавьте меня в друзья здесь. Запомните короткие адреса моего блога: Блог1.рф и Blog1rf.ru.
Второй мой проект — lamptest.ru. Я тестирую светодиодные лампы и помогаю разобраться, какие из них хорошие, а какие не очень.
Как осуществляется передача электрической энергии?
Передача электрической энергии от электрических станций до потребителей осуществляется по электрическим сетям . Электросетевое хозяйство — естественно-монопольный сектор электроэнергетики: потребитель может выбирать, у кого покупать электроэнергию (то есть энергосбытовую компанию), энергосбытовая компания может выбирать среди оптовых поставщиков (производителей электроэнергии), однако сеть, по которой поставляется электроэнергия, как правило, одна, и потребитель технически не может выбирать электросетевую компанию. С технической точки зрения, электрическая сеть представляет собой совокупность линий электропередачи (ЛЭП) и трансформаторов , находящихся на подстанциях .
Линии электропередачи представляют собой металлический проводник, по которому проходит электрический ток. В настоящее время практически повсеместно используется переменный ток. Электроснабжение в подавляющем большинстве случаев — трёхфазное , поэтому линия электропередачи, как правило, состоит из трёх фаз, каждая из которых может включать в себя несколько проводов. Конструктивно линии электропередачи делятся на воздушные и кабельные .
Воздушные ЛЭП подвешены над поверхностью земли на безопасной высоте на специальных сооружениях, называемых опорами. Как правило, провод на воздушной линии не имеет поверхностной изоляции; изоляция имеется в местах крепления к опорам. На воздушных линиях имеются системы грозозащиты . Основным достоинством воздушных линий электропередачи является их относительная дешевизна по сравнению с кабельными. Также гораздо лучше ремонтопригодность (особенно в сравнении с бесколлекторными КЛ): не требуется проводить земляные работы для замены провода, ничем не затруднён визуальный осмотр состояния линии. Однако, у воздушных ЛЭП имеется ряд недостатков:
широкая полоса отчуждения: в окрестности ЛЭП запрещено ставить какие-либо сооружения и сажать деревья; при прохождении линии через лес, деревья по всей ширине полосы отчуждения вырубаются;
незащищённость от внешнего воздействия, например, падения деревьев на линию и воровства проводов; несмотря на устройства грозозащиты, воздушные линии также страдают от ударов молнии. По причине уязвимости, на одной воздушной линии часто оборудуют две цепи: основную и резервную;
эстетическая непривлекательность; это одна из причин практически повсеместного перехода на кабельный способ электропередачи в городской черте.
Кабельные линии (КЛ) проводятся под землёй. Электрические кабели имеют различную конструкцию, однако можно выявить общие элементы. Сердцевиной кабеля являются три токопроводящие жилы (по числу фаз). Кабели имеют как внешнюю, так и междужильную изоляцию. Обычно в качестве изолятора выступает трансформаторное масло в жидком виде, или промасленная бумага. Токопроводящая сердцевина кабеля, как правило, защищается стальной бронёй. С внешней стороны кабель покрывается битумом. Бывают коллекторные и бесколлекторные кабельные линии. В первом случае кабель прокладывается в подземных бетонных каналах — коллекторах . Через определённые промежутки на линии оборудуются выходы на поверхность в виде люков — для удобства проникновения ремонтных бригад в коллектор. Бесколлекторные кабельные линии прокладываются непосредственно в грунте. Бесколлекторные линии существенно дешевле коллекторных при строительстве, однако их эксплуатация более затратна в связи с недоступностью кабеля. Главным достоинством кабельных линий электропередачи (по сравнению с воздушными) является отсутствие широкой полосы отчуждения. При условии достаточно глубокого заложения, различные сооружения (в том числе жилые) могут строиться непосредственно над коллекторной линией. В случае бесколлекторного заложения строительство возможно в непосредственной близости от линии. Кабельные линии не портят своим видом городской пейзаж, они гораздо лучше воздушных защищены от внешнего воздействия. К недостаткам кабельных линий электропередачи можно отнести высокую стоимость строительства и последующей эксплуатации: даже в случае бесколлекторной укладки сметная стоимость погонного метра кабельной линии в разы выше, чем стоимость воздушной линии того же класса напряжения . Кабельные линии менее доступны для визуального наблюдения их состояния (а в случае бесколлекторной укладки — вообще недоступны), что также является существенным эксплуатационным недостатком.