Kemajuan teknis dalam transmisi listrik, overhead modern, dan saluran listrik kabel

Untuk pembuatan saluran listrik, teknologi yang paling efektif saat ini adalah transmisi listrik melalui saluran udara dengan arus searah pada tegangan sangat tinggi, transmisi listrik melalui saluran berinsulasi gas bawah tanah, dan di masa depan - pembuatan kabel cryogenic saluran dan transmisi energi pada frekuensi ultra-tinggi oleh pandu gelombang.

garis DC

Keuntungan utama mereka adalah kemungkinan operasi paralel asinkron dari sistem tenaga, throughput yang relatif tinggi, pengurangan biaya saluran aktual dibandingkan dengan saluran transmisi AC tiga fase (dua kabel, bukan tiga dan pengurangan ukuran yang sesuai). dari pendukung).

Dapat dianggap bahwa pengembangan massal saluran transmisi arus searah dengan tegangan ± 750 dan selanjutnya ± 1250 kV akan menciptakan kondisi untuk transmisi listrik dalam jumlah besar dalam jarak yang sangat jauh.

Saat ini, sebagian besar jalur transmisi superpower dan superurban baru dibangun dengan arus searah.Pemegang rekor nyata dalam teknologi ini di abad ke-21 — Cina.

Informasi dasar tentang pengoperasian saluran arus searah tegangan tinggi dan daftar saluran paling penting dari jenis ini di dunia saat ini: Saluran Arus Langsung Tegangan Tinggi (HVDC), proyek yang diselesaikan, keuntungan arus searah

Jalur bawah tanah (kabel) berinsulasi gas

Dalam saluran kabel, karena pengaturan konduktor yang rasional, resistansi gelombang dapat dikurangi secara signifikan dan dengan menggunakan insulasi gas dengan tekanan yang meningkat (berdasarkan «SF6») untuk mencapai gradien medan listrik yang diizinkan sangat tinggi kekuatan. Akibatnya, dengan ukuran sedang, akan ada kapasitas jalur bawah tanah yang cukup besar.

Garis-garis ini digunakan sebagai pintu masuk yang dalam di kota-kota besar, karena tidak memerlukan keterasingan wilayah dan tidak mengganggu pembangunan perkotaan.

Detail kabel listrik: Desain dan aplikasi kabel tegangan tinggi yang diisi minyak dan gas

Saluran listrik superkonduktor

Pendinginan mendalam dari bahan konduktif dapat secara dramatis meningkatkan kerapatan arus, yang berarti membuka kemungkinan baru yang besar untuk meningkatkan kapasitas transmisi.

Dengan demikian, penggunaan jalur cryogenic, di mana resistansi aktif konduktor sama dengan atau hampir sama dengan nol, dan sistem magnet superkonduktor dapat menyebabkan perubahan radikal dalam skema transmisi dan distribusi listrik tradisional. Daya dukung jalur tersebut bisa mencapai 5-6 juta kW.

Untuk lebih jelasnya lihat di sini: Penerapan superkonduktivitas dalam sains dan teknologi

Cara lain yang menarik untuk menggunakan teknologi cryogenic dalam listrik: Sistem Penyimpanan Energi Magnetik Superkonduktor (SMES)

Transmisi frekuensi ultra tinggi melalui pandu gelombang

Pada frekuensi ultra-tinggi dan kondisi tertentu untuk mengimplementasikan pandu gelombang (pipa logam), dimungkinkan untuk mencapai atenuasi yang relatif rendah, yang berarti bahwa gelombang elektromagnetik yang kuat dapat ditransmisikan jarak jauh... Secara alami, ujung saluran transmisi dan penerima harus dilengkapi dengan konverter arus dari frekuensi industri ke ultrahigh dan sebaliknya.

Penilaian prediktif indikator teknis dan biaya pandu gelombang frekuensi tinggi memungkinkan kami untuk berharap kelayakan penggunaannya di masa mendatang untuk rute energi daya tinggi (hingga 10 juta kW) dengan panjang hingga 1000 km.

Arah penting dari kemajuan teknis dalam transmisi energi listrik, di atas segalanya, adalah peningkatan lebih lanjut dari metode transmisi tradisional dengan arus bolak-balik tiga fase.

Salah satu cara yang mudah diterapkan untuk meningkatkan kapasitas transmisi saluran transmisi adalah dengan lebih meningkatkan tingkat kompensasi parameternya, yaitu: pemisahan konduktor yang lebih dalam berdasarkan fase, kopling longitudinal kapasitansi dan induktansi transversal.

Namun, ada sejumlah batasan teknis di sini, sehingga tetap menjadi metode yang paling rasional meningkatkan tegangan nominal saluran transmisi… Batas di sini, sesuai dengan kondisi daya isolasi udara, diakui sebagai tegangan sekitar 1200 kV.

Dalam kemajuan teknis transmisi listrik, skema khusus untuk implementasi saluran transmisi AC dapat memainkan peran penting. Di antara mereka, hal-hal berikut harus diperhatikan.

Garis yang disesuaikan

Inti dari skema semacam itu direduksi menjadi penyertaan reaktansi transversal dan longitudinal untuk membawa parameternya menjadi setengah gelombang. Jalur ini dapat dirancang untuk transmisi transit daya 2,5 — 3,5 juta kW dengan jarak 3000 km. Kerugian utama adalah kesulitan dalam membuat pilihan antara.

Buka jalur

Generator dan konsumen terhubung ke kabel yang berbeda pada jarak tertentu satu sama lain. Kapasitansi antara konduktor mengkompensasi resistansi induktifnya. Tujuan — transmisi transit listrik jarak jauh. Kerugiannya sama dengan garis yang disetel.

Jalur semi terbuka

Salah satu arahan yang menarik di bidang perbaikan saluran transmisi AC adalah penyesuaian parameter saluran transmisi sesuai dengan perubahan mode operasinya. Jika saluran terbuka dilengkapi dengan penyetelan sendiri dengan sumber daya reaktif yang dapat disesuaikan dengan cepat, maka diperoleh saluran yang disebut saluran semi terbuka.

Keuntungan dari saluran semacam itu adalah pada beban apa pun dapat berada dalam mode optimal.

Saluran listrik dalam mode pengaturan tegangan dalam

Untuk saluran transmisi AC yang beroperasi pada profil beban yang sangat tidak rata, pengaturan voltase dalam yang simultan di ujung saluran sebagai respons terhadap perubahan beban mungkin direkomendasikan. Dalam hal ini, parameter saluran listrik dapat dipilih tidak sesuai dengan nilai daya maksimum, yang memungkinkan untuk mengurangi biaya transmisi energi.

Perlu dicatat bahwa skema khusus yang dijelaskan di atas untuk penerapan saluran listrik arus bolak-balik masih dalam berbagai tahap penelitian ilmiah dan masih memerlukan penyempurnaan, desain, dan pengembangan industri yang signifikan.

Ini adalah arah utama kemajuan teknis di bidang transmisi energi listrik.