خطوط برق با بالاترین ولتاژ. دکل های انتقال نیرو و سایر عناصر قابل توجه

روسیه

در روسیه دو سری ولتاژ اسمی ایجاد شده است که شامل خطوط ولتاژ فوق العاده بالا و فوق بالا می باشد. مقیاس اول 110-150-330-750 کیلو ولت، دومی 110-220-500-1150 کیلو ولت است.

هر یک از مراحل بعدی در این مقیاس ها حدود 2 برابر بیشتر از مرحله قبلی است که باعث می شود ظرفیت انتقال نیرو تا حدود 4 برابر افزایش یابد.
این مقیاس های ولتاژ حوزه های کاربردی خاص خود را دارند. مقیاس اول در مناطق شمال غربی روسیه، کارلیا، شبه جزیره کولا و قفقاز شمالی گسترده شده است. اتصالات سیستم یکپارچه شمال غرب با سیستم انرژی کولا با ولتاژ 330 کیلو ولت، IPS شمال غرب با IPS مرکز - با ولتاژ 750 کیلو ولت انجام می شود.
مقیاس ولتاژ دوم در مرکز روسیه و مناطق واقع در شرق مسکو اعمال می شود. در ناحیه مرکزی، دو مقیاس فوق گاهی اوقات همپوشانی دارند (خطوط 500 و 750 کیلوولت). در همان زمان، شرق مسکو، از جمله سیبری و شرق دور، فقط از مقیاس ولتاژ دوم استفاده می شود. این تقسیم دو مقیاس به قلمروهای مختلف مزایای خود را از نقطه نظر عملکرد اقتصاد شبکه ای دارد.

ایالات متحده آمریکا

اولین خطوط انتقال برق با ولتاژ 110 کیلو ولت در ایالات متحده آمریکا در سال 1910 ساخته شد، 220 کیلو ولت - در سال 1922. سپس تعدادی ولتاژ نامی دیگر ظاهر شد که به دلیل مقدار زیادشرکت هایی که تجهیزات الکتریکی تولید می کنند. در دهه 1950 خطوط 345 کیلو ولت تسلط یافتند، در سال 1965 اولین خط 500 کیلو ولت روشن شد، در سال 1969 - یک خط 765 کیلو ولت و در سال 1970 یک خط انتقال جریان مستقیم ± 400 کیلو ولت به طول 1400 کیلومتر راه اندازی شد ( انتقال اقیانوس آرام ) در امتداد ساحل غربی ایالات متحده حرکت می کند. با وجود تنوع ولتاژهای اسمی در این کشور، دو مقیاس را می توان تشخیص داد که حوزه های کاربردی خاص خود را دارند. مقیاس اول شامل ولتاژهای 138-345-765 کیلو ولت است و در جنوب غرب، مرکز و شمال کشور استفاده می شود، مقیاس دوم - ولتاژهای 115-230-500 کیلو ولت و عمدتاً در غرب و جنوب شرق ایالات متحده استفاده می شود. .
در ایالات متحده، تعدادی از سیستم های انرژی به هم پیوسته وجود دارد که شامل شرکت های انرژی فردی می شود که بیش از هزاران نفر از آنها وجود دارد. برخی از این انجمن ها از یک اتاق کنترل مدیریت می شوند، برخی دیگر به سادگی به صورت موازی عمل می کنند و در عین حال اشتراک بار و کنترل فرکانس را هماهنگ می کنند. نقش اتصالات بین سیستمی و خطوط ستون فقرات توسط خطوط 345-765 کیلوولت انجام می شود. کار برای ایجاد تجهیزات برای خطوط انتقال 1600 کیلوولت در حال انجام است.
در شمال، شبکه برق ایالات متحده دارای پیوندهای قوی با کانادا است، از جمله چندین خط 765 کیلوولت در قسمت شرقی مرز، چندین خط 500 کیلو ولت در بخش غربی آن، و سه لینک DC.
در دهه 90 قرن گذشته، یک پست چند پستی انتقال برق DC کانادا-ایالات متحده (1486 کیلومتر، 400± کیلوولت، 2000 مگاوات) از نیروگاه برق آبی La Grande در استان کبک (کانادا) به بوستون (ایالات متحده آمریکا) ساخته شد. ). این انتقال دارای پنج ایستگاه مبدل است که سه تای آنها در کانادا و دو ایستگاه در ایالات متحده قرار دارند. علاوه بر این خط انتقال، سه خط انتقال دیگر در ایالات متحده و هشت لینک DC وجود دارد.
در جنوب، شبکه ایالات متحده توسط خطوط 230-345 کیلوولت به شبکه مکزیک متصل می شود. سیستم های قدرت کانادا، ایالات متحده و مکزیک به صورت موازی کار می کنند.

اروپای غربی

در اروپای غربی یک UCPTE اتصال انرژی وجود دارد که شامل 12 کشور است که کشورهای اروپای شرقی اکنون به آنها متصل هستند. کشورهای شمال اروپا، سیستم انرژی نوردل را ایجاد کرده اند که شامل سوئد، نروژ، فنلاند و دانمارک می شود. سیستم قدرت انگلین به موازات UCPTE از طریق یک خط برق DC زیر آب کار می کند. خطوط انتقال مشابه همچنین سیستم های برق سوئد، دانمارک و آلمان را با سیستم های برق سوئد و فنلاند مرتبط می کند. روسیه از طریق یک لینک DC در Vyborg با ظرفیت 1420 مگاوات به سیستم نوردل متصل است. قرار است یک خط جریان مستقیم زیردریایی بریتانیا - نروژ به طول 724 کیلومتر و ظرفیت 800 مگاوات بسازد.
خطوط اصلی ستون فقرات جریان متناوبدر کشورهای اروپای غربی، اعضای UCPTE، خطوطی با ولتاژ 380-420 کیلو ولت هستند. خطوط 230 کیلوولت و خطوط 110-150 کیلوولت وظایف شبکه های توزیع را انجام می دهند. ولتاژهای 500 و 750 کیلوولت در اروپای غربی استفاده نمی شود، اما در فرانسه به دلیل افزایش بارها، پروژه ای برای احداث خطوط با ولتاژ 750 کیلو ولت توسعه یافته است. پیشنهاد می شود از خطوط جدید 380 کیلوولت با دو سیم در فاز بر روی دکل های دو مداره برای تعلیق یک مدار 750 کیلوولت با سیم های مشابه استفاده شود.

کانادا

در بخش شرقی کشور، شبکه ای با ولتاژ 735 کیلو ولت به طور گسترده ای توسعه یافته است، در بخش غربی - 500 کیلو ولت. توسعه شبکه 735 کیلوولت به دلیل نیاز به تامین برق یکی از بزرگترین نیروگاه های برق آبی جهان بر روی رودخانه است. چرچیل با ظرفیت 5.2 گیگاوات و همچنین آبشاری از نیروگاه های برق آبی روی رودخانه. سنت لارنس برای صدور برق آبی بر روی رودخانه. نلسون یک خط انتقال جریان مستقیم رودخانه نلسون - وینیپگ - یک انتقال دو مداره به طول 800 کیلومتر ساخت: اولین مدار روی دریچه‌های جیوه (± 450 کیلو ولت، 1620 مگاوات)، مدار دوم روی دریچه‌های تریستور ولتاژ بالا (500 ± کیلوولت، 2000 مگاوات). علاوه بر این، یک لینک 320 مگاواتی Il River DC وجود دارد که برای اتصال سیستم های قدرت کانادا و ایالات متحده طراحی شده است. در ساحل غربی
کانادا، یک انتقال زیر آب از سرزمین اصلی به حدود گذاشته شد. ونکوور که دارای دو کابل AC (138 کیلو ولت، 120 مگاوات) و دو کابل DC (260+280 کیلوولت، 370 مگاوات) است. همچنین یک لینک 1000 مگاواتی Chategay DC وجود دارد که شبکه 735 کیلوولت در کانادا و شبکه 765 کیلو ولت در ایالات متحده را به هم متصل می کند.
شبکه های توسعه یافته 500 کیلوولت در بخش غربی کانادا نیروگاه های بزرگ و گره های بار را در مناطق صنعتی استان های غربی ترکیب می کند. سیستم های برق بخش شرقی و غربی کانادا ارتباط مستقیمی با هم ندارند، زیرا توسط رشته کوه ها از هم جدا شده اند. ارتباط از طریق شبکه برق ایالات متحده انجام می شود. اتصالات 500 کیلوولتی بین سیستم های قدرت کانادا و ایالات متحده در بخش غربی این کشورها وجود دارد.
بنابراین، در شمال ایالات متحده آمریکا و جنوب کانادا، دو اتصال برق بزرگ وجود دارد: سیستم های قدرت شمال شرقی ایالات متحده و بخش جنوب شرقی کانادا و سیستم های قدرت شمال غربی ایالات متحده و جنوب غربی کانادا. .

مکزیک، آمریکای مرکزی و جنوبی

ظرفیت سیستم برق مکزیک به طور نامتناسبی کمتر از سیستم قدرت ایالات متحده است. شبکه اصلی در مکزیک در ولتاژهای 220 و 400 کیلو ولت تشکیل شده است.
کشورهای آمریکای مرکزی (پاناما، کاستاریکا، هندوراس، نیکاراگوئه) منطقه ای جدا شده از انرژی را با ظرفیت کل نیروگاه های کوچک (3-4 گیگاوات) تشکیل می دهند. ارتباطات بین ایالتی 230 کیلو ولت وجود دارد. در حال حاضر، انجمن انرژی آمریکای مرکزی بر اساس ساخت خطوط 230-500 کیلوولت ایجاد می شود.
در میان کشورهای آمریکای جنوبی، برزیل (54 درصد)، آرژانتین (20 درصد) و ونزوئلا (10 درصد) قدرتمندترین پتانسیل انرژی را دارند. بقیه را دیگر کشورهای قاره به حساب می آورند. در عین حال، سیستم انرژی آرژانتین بزرگترین سیستم در آمریکای جنوبی است. بالاترین ولتاژ شبکه در آرژانتین 500 کیلو ولت است، طول کل خطوط این کلاس ولتاژ حدود 10 هزار کیلومتر است.
بالاترین ولتاژ شبکه های الکتریکی در برزیل 765 کیلو ولت است. همچنین یک شبکه خط 500 کیلوولت، خطوط مجزای 400 کیلوولت و یک شبکه 345 کیلو ولت وجود دارد. برزیل خط انتقال DC را از بزرگترین نیروگاه برق آبی جهان، Itaipu، به منطقه سائوپائولو راه اندازی می کند. این انتقال نیرو دارای دو خط با ولتاژ ± 600 کیلو ولت، طول آن بیش از 800 کیلومتر و مجموع توان ارسالی 6300 مگاوات می باشد.
بالاترین ولتاژ شبکه در ونزوئلا 400 کیلو ولت است. در سایر کشورهای این قاره - 220 کیلو ولت. تعدادی اتصال 220 کیلوولتی وجود دارد.
یکپارچگی گسترده سیستم های قدرت الکتریکی آمریکای جنوبی توسط فرکانس های اسمی مختلف کشورهای مختلف مختل شده است: 50 و 60 هرتز. دو درج DC وجود دارد. یکی از آنها با ظرفیت 50 مگاوات بین شبکه های پاراگوئه و برزیل، دیگری با ظرفیت 2000 مگاوات بین شبکه های برزیل و آرژانتین.

آفریقا

با مساحت وسیعی از این قاره، ظرفیت کل نیروگاه ها نسبتاً کم است. از این تعداد، حدود نیمی از آنها در آفریقای جنوبی و بیش از 10 درصد در مصر و بقیه در سایر کشورهای قاره متمرکز هستند. با ظرفیت های انرژی نسبتاً متوسط، ولتاژهای نسبتاً بالایی در سیستم های انرژی آفریقا استفاده می شود که با دور بودن منابع انرژی از مراکز مصرف توضیح داده می شود. مصر از ولتاژ 500 کیلو ولت، آفریقای جنوبی - 400 کیلو ولت، نیجریه، زامبیا و زیمباوه - 330 کیلو ولت، در کشورهای دیگر 220-230 کیلو ولت استفاده می کند. در این قاره، دو خط انتقال جریان مستقیم قدرتمند نیروگاه های برق آبی ساخته شده است: Inga - Shaba که دو منطقه توسعه یافته اما منزوی زئیر را به هم متصل می کند و کابورا باسا (موزامبیک) - نیروگاه برق آبی آپولو (آفریقای جنوبی).

آسیا (به استثنای کشورهای مستقل مشترک المنافع)

در این منطقه به دلیل کمبود کافی اطلاعات کاملفقط کلی ترین اطلاعات را می توان ارائه داد. بالاترین ولتاژ خطوط ستون فقرات در هند، ترکیه، عراق، ایران - 400 کیلو ولت، در چین، پاکستان، ژاپن - 500 کیلو ولت. در هند و چین توجه زیادی به انتقال نیرو و درج DC می شود. در این کشورها تاکنون چندین خط انتقال و لینک DC ساخته شده است که قرار است تعداد آنها افزایش یافته و تمامی اتصالات با جریان مستقیم انجام شود.
در میان سیستم های انرژی در آسیا، موقعیت های پیشرو توسط سیستم های برق ژاپن و کره جنوبی اشغال شده است. ستون فقرات شبکه ستون فقرات ژاپن خطوط 275 و 500 کیلوولت است. تقریباً تمام خطوط 500 کیلوولت دو مداره هستند. برای انتقال برق به منطقه توکیو از یک نیروگاه بزرگ هسته ای، یک خط انتقال برق 1100 کیلوولت به طول 250 کیلومتر ساخته شد. این خط بر روی تکیه گاه های دو مدار تا ارتفاع 120 متر ساخته شده است که توسط الزامات محیطی تعیین می شود. در حال حاضر احداث خط رینگ 1100 کیلوولت در جزیره در حال انجام است. هونشو
مشکل در ایجاد سیستم انرژی یکپارچه این کشور وجود فرکانس های اسمی مختلف (50 و 60 هرتز) در مناطق شمالی و جنوبی ژاپن است. مرز بین این قسمت ها تقریباً ادامه دارد. هونشو برای ارتباط بین آنها، دو درج DC هر کدام 300 مگاوات ساخته شد. علاوه بر این، دو جزیره - هوکایدو و هونشو - با کابل بالای سربار انتقال برق DC (600 مگاوات، ± 250 کیلو ولت) به هم متصل می شوند.
شبکه اصلی کره جنوبی دارای ولتاژ 345 کیلو ولت است. به دلیل کوچک بودن قلمرو این ایالت، خطوط برق طول کوتاهی دارند. طول کل خطوط 345 کیلوولتی که در جهت نصف النهار می گذرند کمی بیش از 300 کیلومتر است. طول کل خطوطی که در جهت عرضی عبور می کنند تقریباً یکسان است. مسیرهای این خطوط معمولاً از مناطقی می گذرد که تحت تأثیر فعالیت اقتصادی قرار نگرفته است که در شرایط کره جنوبی دشواری بزرگی است. با توجه به افزایش بار، خط 765 کیلو ولت در حال ساخت است که نیاز به غلبه بر مشکلات در اجرای مسیر دارد.

در دهه هشتاد، ساخت خط انتقال برق 750 کیلوولت فراگیر شد. در دستور کار موضوع تسلط بر کلاس های ولتاژ جدید بود که قبلاً در جهان وجود نداشت - 1150 کیلوولت AC و 1500 کیلو ولت DC، به نام فوق العاده بالا.

ساخت خطوط انتقال ولتاژ فوق‌العاده چشم‌اندازهای هیجان‌انگیزی را به وجود آورد - توانایی انتقال سریع و با حداقل تلفات، برق و نیرو در طول هزاران کیلومتر از مناطق پر انرژی کشور به مناطق کم انرژی.

اولین خطوط برق "عرض جغرافیایی" جهان قرار بود پنج سیستم برق متصل به هم را به هم متصل کند اتحاد جماهیر شوروی- سیبری، قزاقستان، اورال، ولگا، مرکز. خط انتقال سیبری - قزاقستان - اورال طی مراحلی ساخته و به بهره برداری رسید.

در 24 مارس 1977، کمیته مرکزی CPSU و شورای وزیران اتحاد جماهیر شوروی فرمان شماره 243 "در مورد ایجاد مجتمع سوخت و انرژی Ekibastuz و ساخت یک خط انتقال جریان مستقیم 1500 کیلوولت Ekibastuz-Center را تصویب کردند. ". این قطعنامه برای توسعه کارآمدتر مجموعه سوخت و انرژی، اجرای برنامه انرژی اتحاد جماهیر شوروی، که در آن قزاقستان یکی از نقش های کلیدی در صنعت انرژی شوروی در سال های آینده را ایفا می کرد، ارائه شد. در آن زمان قزاقستان از نظر تولید برق در بین جمهوری های اتحاد جماهیر شوروی رتبه سوم را داشت.

با در نظر گرفتن ذخایر عظیم زغال سنگ و مقیاس تولید آن، تصمیم گرفته شد تا نیروگاه های حرارتی بزرگ در اکیباستوز در مجاورت معادن احداث شود تا هزینه های حمل و نقل زغال سنگ به حداقل ممکن کاهش یابد. با راه اندازی واحدهای برق در نیروگاه دولتی منطقه در حال ساخت، قزاقستان نه تنها برق را به طور کامل در اختیار اقتصاد ملی جمهوری قرار داد، بلکه فرصت انتقال برق به سایر مناطق اتحاد جماهیر شوروی سابق را نیز داشت.

برای این منظور، تصمیم به ساخت خطوط برق 500 کیلوولت و خط انتقال برق فوق‌العاده ولتاژ 1150 کیلوولت اکیباستوز-اورال AC به طول 900 کیلومتر با پست‌های پست در اکیباستوز، کوکچتاو، کوستانای و بخشی از کوستانای - چلیابینسک گرفته شد. به طول 300 کیلومتر با استفاده موقت از آن برای ولتاژ 500 کیلو ولت.

مطالعه امکان سنجی برای انتقال نیرو 1150 توسط بخش انتقال از راه دور موسسه Energosetproekt انجام شد. توسعه برآوردهای طراحی توسط همان موسسه انجام شد.

پیمانکار عمومی برای ساخت و ساز انتقال قدرت VN-1150 kV Trust "Spetssetstroy" بود. برای ساخت تاسیسات SS 1150 کیلوولت Ekibastuzskaya - اعتماد "Ekibastuzenergostroy". برای ساخت ایستگاه های فرعی در Kokchetav، Kustanai و Chelyabinsk - اعتماد "Yuzhuralenergostroy".

ده ها مرکز و مؤسسه علمی در توسعه تجهیزات انتقال قدرت منحصر به فرد مشغول بودند. به عنوان مثال، ترانسفورماتورهای خودکار AODCT-66700 توسط NPO "Zaporozhtransformator" توسعه و تولید شدند. راکتورهای شنت RODC-300000/1150 - قطع کننده های مدار هوای کارخانه مسکو "Elektrosila"، VNV-1150 توسط NPO "Uralelektrotyazhmash" ساخته شده است. سیم توخالی برای تجهیزات شینه ORU-1150 توسط کارخانه الکتروتکنیکی مسکو آکادمی علوم اتحاد جماهیر شوروی با همکاری موسسات، مهندسان نیرو و کارگران سایر صنایع تولید شد. برای انتقال نیرو، کلاس های جدیدی از مواد تماس و عایق، تجهیزات ایجاد شد. حفاظت رله، اتوماسیون و ارتباطات، طراحی شده برای عملکرد بدون مشکل و طولانی مدت واحدها و مجموعه ها تحت بارهای فوق العاده بالا.

احداث خط هوایی 1150 کیلوولت توسط چندین ستون مکانیکی متحرک و جلوتر از احداث پست ها انجام شد. ساخت اولین پست از چهار پست توسط پیمانکار عمومی SUEPK، رئیس Yu.A. کازانتسف برای افزایش صنعتی شدن و کاهش زمان ساخت، موسسات طراحی طرح های بهبود یافته ای را با مونتاژ واحدهای منفرد در سایت های مونتاژ اتخاذ کردند.

رویه فعلی ساخت پست در تاسیسات پست 1150 کیلوولت در آن زمان غیرقابل قبول بود، زیرا تجهیزات الکتریکی پر از روغن نصب شده در سایت بیش از 500 تن وزن داشتند. سازه های فلزی پورتال های خطی و سلولی تا 30 تن وزن داشتند و در ارتفاع 40 متری یا بیشتر با ابعاد قابل توجهی نصب می شدند.

برای نصب آنها، پیمانکاران در آن زمان از تجهیزات بالابر سیار پیشرفته، جرثقیل های Kato، Dnepr، Yanvarets، DEK-50، Magirus-Bronto-33، سکوهای هوایی AGP-22 و غیره استفاده کردند.

با استفاده از تجهیزات فوق در شرایط تنگ سایت، سازندگان و نصابان باید برای سازماندهی عملکرد بدون مشکل مکانیسم ها هوشمند باشند.

با تمرکز بالای مکانیزم ها در سایت های ساخت و ساز، طرح حلقه ای از منبع تغذیه موقت با موفقیت اعمال شد که قطع و آسیب خطوط را در هنگام حرکت مکانیسم ها حذف نمی کند.

برای هماهنگی فعالیت های فوق در Ekibastuz ، یک گروه طراحی کاری از شعبه اودسا موسسه "Orgenergostroy" (به سرپرستی V.Kh. Kim) کار کرد که پروژه هایی را برای تولید آثار بر روی فرآیندهای فنی نصب توسعه داد. سازه های ساختمانیو تجهیزات

حجم زیادی از کار بر روی نصب سازه های فلزی تابلو برق در فضای باز-500 کیلو ولت و تابلو برق-1150 کیلو ولت توسط سایت تحت مدیریت A.V انجام شد. موسیقی تراست "الکتروسردازمونتاژ". نصب کلیه تجهیزات پر روغن و بازنگری آن توسط
بخش به سرپرستی M.E. سمنوف از همان اعتماد.

کار ساخت و نصب در زمینه تخمگذار سینی کابل و کانال، نصب قفسه های USO، ترتیب جاده ها و گذرگاه ها توسط SUEPK (مدیر سایت V.I. Veselov) انجام شد.

از نظر تجهیزات فنی، اولین پست برق 1150 کیلوولت تولید برق فوق‌العاده ولتاژ قزاقستان ساختاری منحصربه‌فرد بود که مشابه آن در دنیا وجود نداشت. خود تجهیزات در پست 1150 کیلو ولت از نظر فنی کار دشواری در نظر گرفته شد و از پرسنل عملیاتی مورد نیاز بود. دانش خاصو نگرش ویژه به کارشان. Yu.N. پاکولین، رئیس پست، L.R. بسدین معاون PS G.I. Pilyugin تعمیرکار قطع کننده هوا. پرسنل عملیاتی و اعزامی - N.I. توکمانتستس، آی.پی. Dolgov، E.N. ابکو، A.V. آکسینین مهندسین پیشرو گروه حفاظت رله و اتوماسیون A.N. یوخنو، آی.تی. فینک، K. Yergaliyev - یک برق کار برای بازنگری و تنظیم تجهیزات پر شده با روغن و غیره. کار بی وقفه پیمانکاران، که به طور شبانه روزی کار می کردند، توسط ستاد ساخت و ساز به ریاست مهندس ارشد تراست Ekibastuzenergostroy، M. بارکوفسکی

در دوره پیش از راه اندازی، برای مدت طولانی، گروهی از متخصصان برجسته انجمن به ریاست O.A. نیکیتین. پس از چهار سال کار سخت بسیاری از سازمان‌های پیمانکاری، راه‌اندازی و نظارتی کارخانه‌ای که در ایجاد پستی منحصر به فرد دخیل بودند، در آخرین روزهای جولای 1985، برای اولین بار در عمل جهانی، ولتاژ به تجهیزات منحصربه‌فرد Ekibastuzskaya اعمال شد. پست 1150 کیلوولت، طراحی شده برای انتقال برق از طریق خط Ekibastuz-Ural به پست در Kokchetav. آغاز شده تست صنعتیاولین مرحله از بزرگترین پل انرژی.

برای اولین بار در رویه جهانی مصرف صنعتی، توان الکتریکی جریان متناوب ولتاژ فوق العاده بالای 1150 کیلو ولت به دست آمد.

به مناسبت برگزاری چنین رویدادی، تجمعی در حریم پست 1150 کیلوولت با حضور عموم مردم شهرستان برگزار شد.

تصویر لحظه تحویل کلید نمادین از سازندگان به اپراتورها را نشان می دهد. عکس از B.KIRICHEK، شرکت کننده در ساخت انتقال برق 1150 کیلوولت AC Ekibastuz-Ural.

بنابراین در سال 1987 بخشی از این خط از اکیباستوز تا چبارکول به طول 432 کیلومتر در سطح ولتاژ 1150 کیلو ولت راه اندازی شد. هیچ خط دیگری در جهان قادر به کار با چنین ولتاژ بالا نیست. این سایت قرار بود برق را از دو GRES ساخته شده Ekibastuz به پست 1150 کیلوولت در چبارکول برساند. نام اعزام: Kostanay-Chelyabinsk. پهنای باندخط به 5500 مگاوات رسید.

PTL-1150 که از اکیباستوز از طریق کوکچتایف و کوستانای تا چلیابینسک کشیده شده است، سیستم های انرژی قزاقستان و روسیه را به هم متصل می کند. ارتفاع متوسط ​​ساپورت های خط 45 متر است. وزن هادی ها تقریباً 50 تن است.

خط انتقال فشار قوی منحصر به فرد "سیبری-مرکز" با ولتاژ طراحی 1150 کیلوولت 1.3 تریلیون هزینه برای کشور داشت. روبل همزمان با آن، احداث خط انتقال جریان مستقیم 1500 کیلوولت اکیباستوز - مرکز در جریان بود.

در قلمرو قزاقستان، خط انتقال 1150 کیلوولت Ekibastuz-Kokchetav-Kustanai از سال 1988 تا 1991 با ولتاژ نامی 1150 کیلوولت کار می کرد.

تکمیل ساخت خطوط انتقال "عریض" 1150 و 1500 کیلو ولت در سال 1995 برنامه ریزی شده بود ، اما به دلیل فروپاشی اتحاد جماهیر شوروی ، این پروژه ناتمام ماند. معلوم شد که بیشتر خط "خارج از کشور" است، زیرا تقریباً 1400 کیلومتر از 1900 کیلومتر خط Barnaul-Ekibastuz-Kokchetav-Kostanay-Chelyabinsk در قزاقستان واقع شده است.

«این خط ساخته شد، اما استفاده از آن ضروری نبود و پول خرج شده را جبران کرد. اولاً، در زمان فروپاشی اتحاد جماهیر شوروی، هر دو نیروگاه در اکیباستوز از کار افتادند، آنها در واقع به عنوان آهن قراضه به آمریکایی ها فروخته شدند. سپس این خط در بخش گذر از قزاقستان برچیده شد. و بخش از Petropavlovsk تا Chebarkul با ولتاژ 500 کیلو ولت کار می کند و عملاً تخلیه می شود. اما عینک ایستاده است.»

معاون فرماندار چلیابنرگو ولادیمیر میخائیلوویچ کوزلوف

در سال 2012، اولگ دریپااسکا اعلام کرد که قصد دارد En+ را برای احیای پروژه ساخت و ساز پل انرژی سیبری-قزاقستان-اورال بر اساس خط انتقال فوق ولتاژ بالا قرار دهد.

محتوا:

یکی از ارکان تمدن مدرن برق است. نقش کلیدی در آن توسط خطوط برق - خطوط برق ایفا می شود. صرف نظر از دور بودن تاسیسات تولید از مصرف کنندگان نهایی، برای اتصال آنها به هادی های بلند نیاز است. در مرحله بعد، با جزئیات بیشتری در مورد اینکه این هادی ها که به آنها خطوط برق گفته می شود، خواهیم گفت.

خطوط هوایی برق چیست؟

سیم های متصل به تیرها خطوط برق هوایی هستند. امروزه به دو روش انتقال الکتریسیته در فواصل طولانی مسلط شده است. آنها بر اساس ولتاژ AC و DC هستند. انتقال برق در ولتاژ ثابتهنوز کمتر رایج است ولتاژ AC. زیرا جریان مستقیم به خودی خود تولید نمی شود، بلکه از جریان متناوب به دست می آید.

به همین دلیل، اضافی ماشین های برقی. و آنها نسبتاً اخیراً ظاهر شدند ، زیرا مبتنی بر دستگاه های نیمه هادی قدرتمند هستند. چنین نیمه هادی ها تنها 20-30 سال پیش، یعنی تقریباً در دهه 1990 ظاهر شدند. بنابراین، قبل از آن زمان، آنها قبلاً ساخته شده بودند در تعداد زیادخط برق AC. تفاوت در خطوط برق در شماتیک زیر نشان داده شده است.

بیشترین ضرر را به همراه دارد مقاومت فعالمواد سیم جریان مستقیم یا متناوب فرقی نمی کند. برای غلبه بر آنها، ولتاژ در ابتدای انتقال تا حد امکان افزایش می یابد. سطح یک میلیون ولت قبلاً غلبه کرده است. ژنراتور G خطوط برق AC را از طریق ترانسفورماتور T1 تغذیه می کند. و در پایان انتقال، ولتاژ کاهش می یابد. خط برق بار H را از طریق ترانسفورماتور T2 تغذیه می کند. ترانسفورماتور ساده ترین و مطمئن ترین ابزار تبدیل ولتاژ است.

خواننده ای که با منبع تغذیه آشنا نیست احتمالاً در مورد معنای انتقال جریان مستقیم برق سوالی دارد. و دلایل صرفاً اقتصادی است - انتقال برق با جریان مستقیم در خط انتقال خود صرفه جویی زیادی می کند:

1. ژنراتور ولتاژ سه فاز تولید می کند. بنابراین، سه سیم برای منبع تغذیه AC همیشه مورد نیاز است. و در جریان مستقیم، کل توان سه فاز را می توان از طریق دو سیم منتقل کرد. و هنگام استفاده از زمین به عنوان هادی - یک سیم در یک زمان. در نتیجه صرفه جویی فقط در مواد سه برابر به نفع خطوط انتقال جریان مستقیم است.
2. برق شبکهجریان متناوب هنگامی که در یک ترکیب شود سیستم مشترکباید فازبندی (همگام سازی) یکسانی داشته باشد. این به آن معناست که ارزش لحظه ایولتاژ در شبکه های الکتریکی متصل باید یکسان باشد. در غیر این صورت اختلاف پتانسیل بین فازهای متصل شبکه های الکتریکی وجود خواهد داشت. به عنوان یک نتیجه از اتصال بدون فاز - یک حادثه قابل مقایسه با مدار کوتاه. برای شبکه های برق DC اصلا معمولی نیست. برای آنها فقط مهم است ولتاژ بهره برداریدر زمان اتصال
3. برای مدارهای الکتریکیکار بر روی جریان متناوب، امپدانس مشخصه است که با اندوکتانس و خازن همراه است. امپدانس برای خطوط برق AC نیز موجود است. هر چه خط طولانی تر باشد، امپدانس و تلفات مربوط به آن بیشتر می شود. برای مدارهای الکتریکی DC، مفهوم امپدانس و همچنین تلفات مرتبط با تغییر جهت جریان الکتریکی وجود ندارد.
4. همانطور که قبلاً در بند 2 ذکر شد، همگام سازی ژنراتورها برای پایداری در سیستم قدرت ضروری است. اما چی سیستم بیشترکار بر روی جریان متناوب، و بر این اساس، تعداد ژنراتورها، همگام سازی آنها دشوارتر است. و برای سیستم های برق DC، هر تعداد ژنراتور به خوبی کار خواهند کرد.

با توجه به این واقعیت که امروزه هیچ نیمه هادی یا سیستم های دیگر به اندازه کافی قدرتمند برای تبدیل ولتاژ وجود ندارد که به اندازه کافی کارآمد و قابل اعتماد باشد، اکثر خطوط برق همچنان بر روی جریان متناوب کار می کنند. به همین دلیل در زیر فقط به آنها می پردازیم.

نکته دیگر در طبقه بندی خطوط برق، هدف آنهاست. به همین دلیل خطوط به دو دسته تقسیم می شوند

• فوق العاده طولانی،
• تنه،
• توزیع

طراحی آنها به دلیل مقادیر مختلف ولتاژ اساساً متفاوت است. بنابراین، در خطوط انتقال برق فوق‌العاده که به صورت ستون فقرات هستند، از بالاترین ولتاژهایی استفاده می‌شود که فقط در مرحله فعلی توسعه فناوری وجود دارد. مقدار 500 کیلوولت برای آنها حداقل است. این به دلیل فاصله قابل توجه نیروگاه های قدرتمند از یکدیگر است که هر یک اساس یک سیستم انرژی جداگانه هستند.

درون آن وجود دارد شبکه توزیعکه وظیفه آن تامین است گروه های بزرگمصرف کنندگان نهایی آنها به پست های توزیع 220 یا 330 کیلوولت در سمت بالا متصل می شوند. این پست ها مصرف کننده نهایی خطوط انتقال اصلی هستند. از آنجایی که جریان انرژی از قبل به نشست ها نزدیک شده است، ولتاژ باید کاهش یابد.

توزیع برق توسط خطوط برق انجام می شود که ولتاژ آن برای بخش مسکونی 20 و 35 کیلو ولت و برای تاسیسات صنعتی قدرتمند 110 و 150 کیلو ولت است. نکته بعدی در طبقه بندی خطوط برق بر اساس کلاس ولتاژ است. بر این اساس خطوط برق را می توان به صورت بصری شناسایی کرد. عایق های مربوطه برای هر کلاس ولتاژ مشخص است. طراحی آنها نوعی گواهینامه خط برق است. عایق ها با افزایش تعداد فنجان های سرامیکی با توجه به افزایش ولتاژ ساخته می شوند. و کلاس های آن بر حسب کیلوولت (شامل ولتاژ بین فازها که برای کشورهای مستقل مشترک المنافع اتخاذ شده است) به شرح زیر است:

• 1 (380 ولت)؛
• 35 (6, 10, 20);
• 110…220;
• 330…750 (500);
• 750 (1150).

علاوه بر عایق ها، مشخصه هاسیم هستند. با افزایش ولتاژ، اثر تخلیه الکتریکی تاج آشکارتر می شود. این پدیده باعث هدر رفتن انرژی و کاهش راندمان منبع تغذیه می شود. بنابراین، برای تضعیف تخلیه کرونا با افزایش ولتاژ، با شروع از 220 کیلو ولت، از سیم های موازی استفاده می شود - یک عدد برای هر 100 کیلو ولت. برخی از خطوط هوایی (VL) با کلاس های مختلف ولتاژ در تصاویر زیر نشان داده شده است:

دکل های انتقال نیرو و سایر عناصر قابل توجه

برای اینکه سیم به طور ایمن نگه داشته شود، از تکیه گاه ها استفاده می شود. در ساده ترین حالت، اینها میله های چوبی هستند. اما این طرح فقط برای خطوط تا 35 کیلو ولت قابل اجرا است. و با افزایش ارزش چوب در این کلاس تنش، تکیه گاه های بتن مسلح به طور فزاینده ای مورد استفاده قرار می گیرند. با افزایش ولتاژ، سیم ها باید بالاتر برده شوند و فاصله بین فازها باید افزایش یابد. در مقایسه، پشتیبانی ها به شکل زیر هستند:

به طور کلی، پشتیبانی یک موضوع جداگانه است که کاملاً گسترده است. به همین دلیل در اینجا به جزئیات مبحث پشتیبانی از خطوط انتقال نیرو نمی پردازیم. اما برای اینکه به طور خلاصه و مختصر اساس آن را به خواننده نشان دهیم، تصویر را نشان می دهیم:

در جمع بندی اطلاعات در مورد خطوط برق هوایی، عناصر اضافی را که روی تکیه گاه ها یافت می شوند و به وضوح قابل مشاهده هستند، ذکر می کنیم. این

• سیستم های حفاظت در برابر صاعقه،
• و همچنین راکتورها.

علاوه بر عناصر ذکر شده، چندین عنصر دیگر در خطوط برق استفاده می شود. اما اجازه دهید آنها را خارج از محدوده مقاله رها کنیم و به کابل ها بپردازیم.

خطوط کابل

هوا یک عایق است. خطوط هوایی بر اساس این ویژگی است. اما مواد عایق موثرتر دیگری نیز وجود دارد. استفاده از آنها به شما امکان می دهد فاصله بین هادی های فاز را به میزان قابل توجهی کاهش دهید. اما قیمت چنین کابلی به قدری بالاست که امکان استفاده از آن به جای خطوط برق هوایی وجود ندارد. به همین دلیل، کابل ها در جاهایی که مشکلات خطوط هوایی وجود دارد، گذاشته می شود.

در 6 اکتبر، بالاترین خطوط برق در روسیه در منطقه کالینینگراد ارائه شد. مشابه سازه های ساخته شده به صورت لنگر در کشور وجود ندارد. این شی با ارتفاع 112 متر در محل جهت یابی فعال در سواحل رودخانه پرگولیا نصب شده است.

این دکل ها بخشی از خط انتقال است که برای اتصال تکنولوژیکی TPP Pregolskaya (440 مگاوات) با پست 330 کیلوولت Severnaya موجود ساخته شده است. این کار در چارچوب برنامه توسعه و بازسازی مجتمع شبکه برق تا سال 2020 انجام می شود.

پشتیبانی توسط پروژه فردیتولید شده توسط کارخانه آزمایشی Gidromontazh، نصب توسط شرکت Setstroy انجام شد.

یکی از اولین کشتی هایی که از زیر خطوط برق بین تکیه گاه ها عبور کرد، یکی از بزرگترین کشتی های بادبانی - بارک چهار دکل Kruzenshtern بود که ارتفاع آن حدود 55 متر است.

ما وارد کتاب رکوردهای روسیه شدیم زیرا این دکل‌های فشار قوی دارای بالاترین سبک در فدراسیون روسیه هستند. اینها فقط سازه های فلزی نیستند، این یک خط برق 330 کیلوولتی است. رئیس هیئت مدیره Yantarenergo (بخشی از Rosseti PJSC) در این ارائه گفت: این خود هدف ساختن یک لنگر نبود، این نتیجه کار ما در مورد تأمین انرژی مطمئن و ایمن برای مصرف کنندگان در منطقه است. .

وی افزود که برنامه قبلاً به Interrecord ارسال شده است. پس از ورود فرستادگان به کالینینگراد و انجام اندازه گیری ها، یک پروژه مهندسی منحصر به فرد جدید - لنگرهای سبک - می تواند رکورد جهانی را ثبت کند.

ارتفاع تکیه گاه با ارتفاع یک ساختمان 36 طبقه یا طول یک زمین فوتبال قابل مقایسه است و 112 متر است، هر یک از دو تکیه گاه از پنج طبقه تشکیل شده است، عرض لنگرها بیش از 16 متر است. وزن تکیه گاه 450 تن است، قادر است در برابر باد تا سرعت 36 متر بر ثانیه مقاومت کند. روشنایی سیگنال در تمام ارتفاع تکیه گاه ها نصب می شود که باعث می شود در شب برای کشتی ها و هواپیماها قابل مشاهده باشند. قابلیت اطمینان سازه توسط تقریبا 270 شمع رانده شده تا عمق 24 متر تضمین می شود.

فاصله بین اسکله های بالای رودخانه پرگولیا در محل ناوبری فعال حدود 500 متر است، ارتفاع تعلیق خطوط بیش از 60 متر است که به منظور اطمینان از عبور و مرور بزرگترین شناورها مانند قایق‌های بادبانی Kruzenshtern و Sedov، به خدمه کشتی‌ها، بندری که کالینینگراد در آن ثبت شده است، نیازی به تا زدن دکل‌ها نبود.

این پروژه توسط کارخانه Gidromontazh، تنها شرکت در روسیه که در ایجاد خطوط برق غیر استاندارد تخصص دارد، توسعه یافته است. همین شرکت، تیرهای انتقال برق تزئینی را به شکل پلنگ برفی و اسکی بازان - نمادهای المپیک 2014 در سوچی، و همچنین اولین قطب انتقال قدرت تلطیف شده Yantarenergo به شکل گرگ Zabivaki، نصب شده در آماده سازی برای سال 2018 تولید کرد. جام جهانی.

به گفته Yantarenergo، بالاترین برج های انتقال نیرو در روسیه به شکل لنگر بخشی از یک پروژه در مقیاس بزرگ است: برای اتصال TPP جدید Pregolskaya، که ساخته شده است اما هنوز به طور کامل راه اندازی نشده است، یک خط انتقال جدید 65 کیلومتری ساخته شد. ساخته شده از پست Severnaya. یک پل انرژی با 254 تکیه گاه حلقه ای در اطراف مرکز منطقه ایجاد می کند. بخشی از خطوط از رودخانه پرگولیا، در مکان های ناوبری فعال، که در آن پشتیبانی های منحصر به فرد ساخته شده است، عبور می کند.

نمایانگر دیدگاه آن زمان برای حرکت اروپا به سمت ریل انرژی های تجدیدپذیر. اساس "انرژی سبز" اتحادیه اروپا این بود که نیروگاه های حرارتی با غلظت انرژی خورشیدی واقع در صحرای صحرا باشد که قادر به ذخیره انرژی حداقل برای اوج مصرف عصرگاهی هستند، زمانی که فتوولتائیک های معمولی دیگر کار نمی کنند. یکی از ویژگی های این پروژه این بود که قوی ترین خطوط برق (TL) برای ده ها گیگاوات با برد 2 تا 5 هزار کیلومتر باشد.

قرار بود نیروگاه های خورشیدی از این نوع به انرژی های تجدیدپذیر اصلی اروپا تبدیل شوند.

این پروژه حدود 10 سال به طول انجامید، و پس از آن توسط نگرانی های بنیانگذار رها شد، زیرا واقعیت انرژی سبز اروپا کاملاً متفاوت و پیش پا افتاده تر بود - فتوولتائیک چینی و تولید بادی زمینی که در خود اروپا واقع شده است، و ایده کشیدن بزرگراه های انرژی از طریق لیبی و سوریه بسیار خوش بینانه است.

خطوط برق برنامه ریزی شده به عنوان بخشی از desertec: سه خط اصلی با ظرفیت 3x10 گیگاوات (یکی از خطوط دیگر نسخه های ضعیف s 3x5) و چندین کابل زیردریایی.

با این حال ، خطوط برق قدرتمند در پروژه desertec نه به طور تصادفی بوجود آمد (به هر حال خنده دار است که مساحت زمین زیر خطوط برق در این پروژه بزرگتر از مساحت زمین تحت SES است) - این یکی از فن آوری های کلیدی، که می تواند به تولید انرژی تجدیدپذیر اجازه دهد تا سهم قابل توجهی داشته باشد و بالعکس: در غیاب فناوری برای انتقال انرژی در فواصل طولانی، منابع انرژی تجدیدپذیر احتمالاً محکوم به سهمی بیش از 30 تا 40 درصد در بخش انرژی اروپا

هم افزایی متقابل خطوط انتقال بین قاره ای و منابع انرژی تجدید پذیر به وضوح در مدل ها قابل مشاهده است (به عنوان مثال، در مدل غول پیکر LUT، و همچنین در مدل ویاچسلاو لاکتیوشین): ترکیبی از بسیاری از مناطق تولید باد واقع در 1-2- 3 هزار کیلومتر از هم ویران می کند همبستگی متقابلسطح تولید (خطرناک با افت کلی) و مقدار انرژی ورودی به سیستم را یکنواخت می کند. تنها سوال این است که به چه قیمتی و با چه تلفاتی می توان انرژی را در چنین فاصله هایی انتقال داد. پاسخ بستگی دارد فن آوری های مختلفکه امروزه اساساً سه مورد هستند: انتقال با جریان متناوب، جریان مستقیم و سیم ابررسانا. اگرچه چنین تقسیم بندی کمی اشتباه است (یک ابررسانا می تواند با جریان متناوب و مستقیم باشد)، اما از نقطه نظر سیستمی مشروع است.

با این حال، تکنیک انتقال ولتاژ بالابه نظر من یکی از فوق العاده ترین هاست. عکس یک ایستگاه یکسو کننده 600 کیلوولت را نشان می دهد.

صنعت برق سنتی از همان ابتدا مسیر ترکیب تولید برق با کمک خطوط برق فشار قوی با جریان متناوب را دنبال کرد و در دهه 70 به خطوط برق 750 تا 800 کیلوولت رسید که توانایی انتقال 2 تا 3 گیگاوات برق را داشت. . چنین خطوط انتقالی به مرزهای امکانات خود رسیده اند. شبکه های کلاسیکجریان متناوب: از یک سو، به دلیل محدودیت های سیستم مرتبط با پیچیدگی شبکه های همگام سازی با طول هزاران کیلومتر و تمایل به تقسیم آنها به مناطق انرژی که با خطوط بیمه نسبتاً کوچک متصل می شوند، و از سوی دیگر، به دلیل به افزایش توان راکتیوو تلفات چنین خطی (مرتبط با این واقعیت است که اندوکتانس خط و کوپلینگ خازنی به زمین در حال رشد هستند).

در زمان نگارش این مقاله، تصویر کاملاً معمولی در بخش انرژی روسیه نیست، اما معمولاً جریان بین مناطق از 1-2 گیگاوات تجاوز نمی کند.

با این حال ، ظاهر سیستم های انرژی دهه 70-80 نیازی به خطوط برق قدرتمند و طولانی مدت نداشت - انتقال نیروگاه به مصرف کنندگان بیشتر اوقات راحت تر بود و تنها استثنا منابع انرژی تجدید پذیر آن زمان بود. - تولید هیدروژن

نیروگاه های برق آبی، و به طور خاص پروژه برق آبی Itaipu برزیل در اواسط دهه 80، منجر به ظهور یک قهرمان جدید در انتقال برق دور و دراز - خطوط برق DC شد. ظرفیت لینک برزیل 2×3150 مگاوات در ولتاژ +-600 کیلو ولت برای مسافت 800 کیلومتر است که این پروژه توسط ABB اجرا شده است. چنین ظرفیت هایی هنوز در آستانه یک خط انتقال AC مقرون به صرفه هستند، با این حال، تلفات بزرگتر پروژه با تبدیل به DC جبران شد.

HPP Itaipu با ظرفیت 14 گیگاوات همچنان دومین نیروگاه برق آبی جهان است. بخشی از انرژی تولید شده از طریق پیوند HVDC به منطقه سائوپائولو و ریودوژاینیرو منتقل می شود.

مقایسه خطوط برق جریان متناوب (AC) و مستقیم (DC). مقایسه کمی تبلیغات است، زیرا. با همان جریان (مثلاً 4000 A)، یک خط برق AC 800 کیلوولت دارای قدرت 5.5 گیگاوات در مقابل 6.4 گیگاوات برای خطوط برق DC خواهد بود، البته با تلفات دو برابر بیشتر. با تلفات یکسان، در واقع قدرت 2 برابر متفاوت خواهد بود.

محاسبه ضرر برای گزینه های مختلفخطوط برقی که قرار بود در پروژه Desertec استفاده شود.

البته نکات منفی و قابل توجهی نیز وجود دارد. اولاً، جریان مستقیم در یک سیستم قدرت AC نیاز به یکسوسازی در یک طرف و "انحنا" (یعنی تولید سینوسی سنکرون) از طرف دیگر دارد. چه زمانی ما داریم صحبت می کنیمحدود گیگاوات زیاد و صدها کیلو ولت - این کار توسط تجهیزات بسیار غیر ضروری (و بسیار زیبا!) انجام می شود که صدها میلیون دلار هزینه دارد. علاوه بر این، تا اوایل دهه 2010، خطوط انتقال برق فقط می توانست از نوع "نقطه به نقطه" باشد، زیرا کلیدهای کافی برای چنین ولتاژها و توان های DC وجود نداشت، به این معنی که در حضور بسیاری از مصرف کنندگان، قطع کردن یکی از آنها با اتصال کوتاه غیرممکن بود - فقط کل سیستم را خاموش کنید. این بدان معناست که استفاده اصلی از خطوط انتقال نیرو قدرتمند، اتصال دو منطقه انرژی است که در آن سرریزهای بزرگ مورد نیاز بود. همین چند سال پیش، ABB (یکی از سه پیشرو در ایجاد تجهیزات HVDC) موفق به ایجاد یک سوئیچ تریستور-مکانیکی "هیبرید" (مشابه در ایده های سوئیچ ITER) شد که قادر به چنین کاری است، و اکنون اولین خط انتقال ولتاژ بالا نقطه به نقطه DC در حال ساخت است. چند نقطه ای شمال شرق آنگرا در هند.

قطع کننده مدار هیبریدی ABB به اندازه کافی رسا نیست (و خیلی روشن نیست)، اما یک ویدیوی غم انگیز هندو در مورد مونتاژ یک قطع کننده مدار مکانیکی 1200 کیلو ولت وجود دارد - ماشینی چشمگیر!

با این وجود، فناوری انرژی PT توسعه یافت و ارزان تر شد (عمدتاً به دلیل توسعه نیمه هادی های قدرت، و با ظهور گیگاوات تولید انرژی تجدید پذیر، معلوم شد که کاملاً آماده شروع اتصال نیروگاه های برق آبی و مزارع بادی قدرتمند از راه دور به مصرف کنندگان است. اکثر این پروژه ها در سال جاری اجرا شده است سال های گذشتهدر چین و هند

با این حال، این فکر فراتر می رود. در بسیاری از مدل‌ها، از قابلیت‌های انتقال توان PT-TL برای یکسان کردن متغیر RES استفاده می‌شود که مهم‌ترین عامل در اجرای 100% RES در سیستم‌های قدرت بزرگ است. علاوه بر این، این رویکرد در حال حاضر در عمل پیاده‌سازی شده است: می‌توان نمونه‌ای از پیوند 1.4 گیگاواتی آلمان-نروژ را ارائه داد، که برای جبران تغییرپذیری تولید باد آلمان توسط نیروگاه‌های ذخیره‌سازی تلمبه‌ای نروژی و نیروگاه‌های برق آبی، و 500 مگاوات استرالیا طراحی شده است. پیوند تاسمانی برای حفظ سیستم قدرت تاسمانی (عمدتاً در نیروگاه های برق آبی فعال) در شرایط خشکسالی مورد نیاز است.

بخش عمده ای از اعتبار گسترش HVDC نیز به پیشرفت در کابل ها تعلق می گیرد (از آنجایی که HVDC اغلب پروژه های دریایی هستند)، که کلاس ولتاژ موجود را از 400 به 620 کیلو ولت در 15 سال گذشته افزایش داده است.

با این حال، توزیع بیشتر هم به دلیل هزینه بالای خطوط انتقال برق با این کالیبر (به عنوان مثال، بزرگترین خط انتقال برق جهان سین کیانگ - آنهویی 10 گیگاوات در هر 3000 کیلومتر تقریباً 5 میلیارد دلار برای چینی ها هزینه خواهد داشت) و توسعه نیافتگی مختل می شود. مناطق معادل تولید انرژی های تجدیدپذیر، به عنوان مثال عدم وجود مصرف کنندگان بزرگ (به عنوان مثال، اروپا یا چین) از مصرف کنندگان بزرگ قابل مقایسه در فاصله حداکثر 3-5 هزار کیلومتر.

با احتساب حدود 30 درصد از هزینه خطوط PTL PT چنین ایستگاه های مبدل هستند.

با این حال، چه می شود اگر فناوری انتقال نیرو همزمان و ارزان تر و با آن ظاهر شود تلفات کمتر(که حداکثر طول معقول را تعیین می کند؟). به عنوان مثال، یک خط برق با یک کابل ابررسانا.

نمونه ای از کابل ابررسانا واقعی برای پروژه AMPACITY. در مرکز تشکیل دهنده نیتروژن مایع، دارای 3 فاز سیم ابررسانا است که از نوارهایی با یک ابررسانا با دمای بالا، جدا شده توسط عایق، یک صفحه مسی در خارج، کانال دیگری با نیتروژن مایع، که توسط یک لایه چند لایه احاطه شده است. عایق حرارتی صفحه خلاء در داخل حفره خلاء و یک پوسته پلیمری محافظ در خارج.

البته اولین پروژه های خطوط انتقال ابررسانا و محاسبات اقتصادی آنها امروز یا دیروز ظاهر نشد، بلکه در اوایل دهه 60 بلافاصله پس از کشف ابررساناهای "صنعتی" مبتنی بر ترکیبات بین فلزی نیوبیم ظاهر شد. با این حال، برای شبکه های کلاسیک بدون RES، جایی برای چنین خطوط انتقال JV وجود نداشت - هم از نظر توان و هزینه معقول چنین خطوط انتقال و هم از نظر میزان توسعه مورد نیاز برای اجرای آنها.

پروژه کابل ابررسانا از سال 1966 - 100 گیگاوات در هر 1000 کیلومتر، با دست کم گرفتن واضح هزینه قطعات برودتی و مبدل های ولتاژ

اقتصاد یک خط ابررسانا در واقع با دو چیز تعیین می شود: هزینه کابل ابررسانا و تلفات انرژی برای خنک کردن. ایده اصلی استفاده از مواد بین فلزی نیوبیوم بر سر هزینه های بالای خنک سازی با هلیوم مایع اتفاق افتاد: مجموعه الکتریکی داخلی "سرد" باید در خلاء نگه داشته شود (که چندان دشوار نیست) و علاوه بر این توسط یک صفحه نمایش خنک کننده با نیتروژن مایع احاطه شود. ، در غیر این صورت شار حرارتی در دمای 4.2 کلوین از توان معقول یخچال ها فراتر خواهد رفت. چنین "ساندویچی" به علاوه وجود دو سیستم خنک کننده گران قیمت در یک زمان علاقه به خطوط برق SP را مدفون کرد.

بازگشت به این ایده با کشف رساناهای با دمای بالا و دی‌بورید منیزیم MgB2 "دمای متوسط" رخ داد. خنک سازی در دمای 20 کلوین (K) برای دیبورید یا 70 K (با 70 K - دمای نیتروژن مایع - به طور گسترده ای تسلط دارد و هزینه چنین خنک کننده ای کم است) برای HTSC جالب به نظر می رسد. در عین حال، اولین ابررسانا در حال حاضر اساساً ارزان تر از نوارهای HTS ساخته شده با روش های صنعت نیمه هادی است.

سه کابل تک فاز ابررسانا (و ورود برودتی در پس زمینه) پروژه LIPA در آمریکا هر کدام با جریان 2400 A و ولتاژ 138 کیلو ولت با توان کل 574 مگاوات.

ارقام خاص برای امروز به این صورت است: HTSC هزینه هادی 300-400 دلار در هر کیلو آمپر * متر (یعنی یک متر هادی که می تواند کیلو آمپر را تحمل کند) برای نیتروژن مایع و 100-130 دلار برای 20 K، دیبورید منیزیم برای دما دارد. از 20 K هزینه آن 2-10 دلار در هر کیلو آمپر است (قیمت ثابت نشده است و همچنین فناوری)، نیوبات تیتانیوم حدود 1 دلار در هر کیلو آمپر است، اما در حال حاضر برای دمای 4.2 K. برای مقایسه، سیم های آلومینیومی برای خطوط انتقال برق ~ 5-7 دلار در هر کیلو آمپر * متر قیمت دارند، مس - 20.

واقعی از دست دادن حرارتکابل JV AMPACITY به طول 1 کیلومتر و توان ~40 مگاوات. از نظر توان کرایو کولر و پمپ سیرکولاسیون، توان مصرف شده برای کارکرد کابل حدود 35 کیلو وات یا کمتر از 0.1 درصد توان ارسالی است.

البته، این واقعیت که کابل SP یک محصول خلاء پیچیده است که فقط می تواند زیر زمین گذاشته شود، می افزاید. هزینه های اضافیبا این حال، در جایی که زمین زیر خطوط برق هزینه زیادی دارد (مثلاً در شهرها)، خطوط برق JV در حال حاضر شروع به ظهور کرده اند، البته در حال حاضر به صورت پروژه های آزمایشی. اساساً، اینها کابلهای HTS (به عنوان تسلط یافته ترین)، برای ولتاژهای پایین و متوسط ​​(از 10 تا 66 کیلو ولت)، با جریان از 3 تا 20 کیلو آمپر هستند. چنین طرحی تعداد عناصر میانی مرتبط با افزایش ولتاژ در اصلی (ترانسفورماتورها، کلیدها و غیره) را به حداقل می رساند. جریان سه فازبا ظرفیت 574 مگاولت آمپر، که قابل مقایسه با یک خط انتقال هوایی 330 کیلوولت است. راه اندازی قدرتمندترین خط کابل HTSC تا به امروز در 28 ژوئن 2008 انجام شد.

پروژه جالب AMPACITY در اسن، آلمان اجرا شد. کابل ولتاژ متوسط ​​(10 کیلو ولت با 2300 آمپر، 40 مگا ولت آمپر) با محدود کننده جریان ابررسانای داخلی (این یک به سرعت در حال توسعه است. تکنولوژی جالب، که به دلیل از دست دادن ابررسانایی اجازه می دهد تا "به طور طبیعی" کابل را در صورت اضافه بار توسط یک اتصال کوتاه قطع کند) در داخل مناطق شهری نصب می شود. پرتاب در آوریل 2014 انجام شد. این کابل نمونه اولیه پروژه های دیگر برنامه ریزی شده در آلمان برای جایگزینی کابل های خطوط انتقال 110 کیلوولت با کابل های 10 کیلوولتی ابررسانا خواهد بود.

نصب کابل AMPACITY با کشیدن کابل های ولتاژ بالا معمولی قابل مقایسه است.

پروژه های تجربی با ابررساناهای مختلف در معانی مختلفجریان و ولتاژ حتی بیشتر است، از جمله چندین مورد انجام شده در کشور ما، به عنوان مثال، آزمایش یک کابل آزمایشی 30 متری با یک ابررسانا MgB2 که توسط هیدروژن مایع خنک شده است. کابل برای جریان مستقیم 3500 A و ولتاژ 50 کیلو ولت، ایجاد شده توسط VNIIKP، برای "طرح ترکیبی" آن جالب است، که در آن خنک کننده هیدروژنی در عین حال یک روش امیدوارکننده برای انتقال هیدروژن در چارچوب ایده است. "انرژی هیدروژن".

با این حال، به RES برگردیم. مدل سازی LUT با هدف ایجاد 100٪ تولید RES در مقیاس قاره انجام شد، در حالی که هزینه برق قرار بود کمتر از 100 دلار در هر مگاوات ساعت باشد. ویژگی مدل در جریان حاصل از ده ها گیگاوات بین کشورهای اروپایی است. عملاً انتقال چنین توانی به هیچ وجه غیر از خط انتقال DC غیرممکن است.

داده‌های مدل‌سازی LUT برای بریتانیا خواستار صادرات برق تا 70 گیگاوات، با 3.5 گیگاوات پیوند جزیره‌ای امروزی، و افزایش این میزان به 10 گیگاوات برای آینده قابل پیش‌بینی است.

و چنین پروژه هایی وجود دارد. به عنوان مثال، کارلو روبیا، که برای ما از راکتور با درایور شتاب دهنده MYRRHA آشناست، پروژه هایی را بر اساس تقریباً تنها سازنده رشته های دیبورید منیزیم در جهان امروز - یک کرایوستات با قطر 40 سانتی متر (با این حال، قطر آن است) ترویج می کند. حمل و نقل و قرار دادن روی زمین در حال حاضر بسیار دشوار است). ) 2 کابل با جریان 20 کیلو آمپر و ولتاژ +-250 کیلو ولت را در خود جای می دهد. با توان کل 10 گیگاوات و در چنین کرایواستاتی می توان 4 هادی = 20 گیگاوات قرار داد که در حال حاضر نزدیک به آنچه در مدل LUT مورد نیاز است و بر خلاف معمولی است. خطوط فشار قویجریان مستقیم، هنوز حاشیه زیادی برای افزایش توان وجود دارد. مصرف برق برای تبرید و پمپاژ هیدروژن ~10 مگاوات در هر 100 کیلومتر یا 300 مگاوات در هر 3000 کیلومتر خواهد بود - تقریباً سه برابر کمتر از پیشرفته ترین خطوط جریان مستقیم ولتاژ بالا.

پیشنهاد Rubbiy برای یک خط انتقال کابلی 10 گیگاواتی. چنین اندازه غول پیکری از یک لوله برای هیدروژن مایع به منظور کاهش مقاومت هیدرولیکی و امکان نصب کریستال های میانی در فاصله بیش از 100 کیلومتر مورد نیاز است. همچنین با حفظ خلاء در چنین لوله ای مشکلی وجود دارد (پمپ خلاء یونی توزیع شده عاقلانه ترین راه حل در اینجا نیست، IMHO)

اگر ابعاد کرایوستات را بیشتر به مقادیر معمول برای خطوط لوله گاز (1200 میلی متر) افزایش دهیم و 6-8 هادی 20 کیلو آمپری و 620 کیلو ولت را در داخل قرار دهیم (حداکثر ولتاژ برای کابل های تسلط یافته تا به امروز) ، قدرت چنین "لوله ای" در حال حاضر 100 گیگاوات خواهد بود، که از ظرفیت های انتقال یافته توسط خود خطوط لوله گاز و نفت (که قوی ترین آنها معادل 85 گیگاوات گرما را منتقل می کند) بیشتر است. مشکل اصلیممکن است اتصال چنین ستون فقراتی به شبکه های موجود باشد، اما واقعیت این است که خود این فناوری در حال حاضر تقریباً در دسترس است.

برآورد هزینه چنین خطی جالب است.

بخش ساخت و ساز به وضوح تسلط خواهد داشت. به عنوان مثال، گذاشتن 800 کیلومتر 4 کابل HVDC در پروژه Sudlink آلمان حدود 8-10 میلیارد یورو هزینه خواهد داشت (این مشخص است، زیرا قیمت پروژه پس از تغییر از سربار به کابل از 5 به 15 میلیارد افزایش یافته است). هزینه تخمگذار 10-12 میلیون یورو در هر کیلومتر تقریباً 4-4.5 برابر بیشتر است هزینه متوسطتخمگذار خطوط لوله گاز، با قضاوت در این مطالعه.

در اصل، هیچ چیز مانع استفاده از چنین تکنیکی برای گذاشتن خطوط برق سنگین نمی شود، با این حال، مشکلات اصلی در اینجا در ایستگاه های ترمینال و اتصال به شبکه های موجود قابل مشاهده است.

اگر چیزی بین گاز و کابل (یعنی 6-8 میلیون یورو در هر کیلومتر) در نظر بگیریم، احتمالاً هزینه یک ابررسانا در هزینه ساخت از بین می رود: برای یک خط 100 گیگاواتی، هزینه سرمایه گذاری مشترک. به ازای هر 1 کیلومتر 0.6 میلیون دلار خواهد بود، اگر سرمایه گذاری مشترک را در نظر بگیریم هزینه 2 دلار به ازای هر کا * متر است.

یک معضل جالب ظاهر می شود: "مگاترانک" JV چندین برابر گرانتر از خطوط لوله گاز با ظرفیت قابل مقایسه است (اجازه دهید یادآوری کنم که همه اینها در آینده است. امروز وضعیت حتی بدتر است - شما باید در R&D هزینه کنید. خطوط انتقال برق SP)، و به همین دلیل است که خطوط لوله گاز ساخته می شود، اما نه خطوط برق JV. با این حال، با رشد انرژی های تجدیدپذیر، این فناوری ممکن است جذاب شود و به سرعت توسعه یابد. در حال حاضر، پروژه Sudlink احتمالاً در قالب یک کابل SP در صورت آماده بودن فناوری انجام می شود. افزودن برچسب