電力傳輸、現代架空和電纜電力線的技術進步

對於電力線的創建,當今最有效的技術是通過超高壓直流架空線傳輸電力,通過地下氣體絕緣線傳輸電力,以及未來 - 低溫電纜的創建線路和通過波導傳輸超高頻能量。

高壓交流電源線

直流線路

它們的主要優點是電力系統異步並行運行的可能性、相對較高的吞吐量、與三相交流輸電線路相比實際線路成本降低(兩線而不是三線以及相應的尺寸減小的支持)。

可以認為,±750kV乃至±1250kV直流輸電線路的大量發展,將為超遠距離輸送大量電力創造條件。

目前,大多數新的超級大國和城郊輸電線路都是建立在直流電上的。21世紀這項技術的真正記錄保持者——中國。

高壓直流線路運行的基本信息和目前世界上最重要的此類線路列表: 高壓直流 (HVDC) 線路、已完成的項目、直流電的優勢

中國的電力線

氣體絕緣地下(電纜)線路

在電纜線路中,由於導體的合理佈置,可以顯著降低波的電阻,並通過使用高壓氣體絕緣(基於 «SF6»)來實現非常高的允許電場梯度力量。因此,在規模適中的情況下,地下線路的運力將相當大。

這些線路作為大城市的縱深入口,不需要疏遠地盤,不干擾城市發展。

電源線詳情: 充油氣高壓電纜的設計與應用

氣體絕緣電纜線

超導電源線

導電材料的深度冷卻可以顯著提高電流密度,這意味著它為提高傳輸容量開闢了巨大的新可能性。

因此,使用導體的有源電阻等於或幾乎等於零的低溫線路和超導磁系統可以導致傳統輸電和配電方案的根本改變。此類線路的承載能力可達5-6百萬千瓦。

有關更多詳細信息,請參見此處: 超導在科學技術中的應用

在電力中使用低溫技術的另一種有趣方式: 超導磁能存儲系統 (SMES)

低溫電源線

通過波導傳輸超高頻

在超高頻和實施波導(金屬管)的某些條件下,可以實現相對較低的衰減,這意味著可以遠距離傳輸強大的電磁波。當然,線路的發射端和接收端必須配備從工頻到超高頻的電流轉換器,反之亦然。

對高頻波導技術和成本指標的預測性評估,讓我們希望在可預見的未來將其用於長達 1000 公里的高功率能源路線(高達 1000 萬千瓦)的可行性。

電能傳輸技術進步的一個重要方向首先是對傳統三相交流電傳輸方式的進一步改進。

提高傳輸線傳輸容量的一種容易實現的方法是進一步提高其參數的補償程度,即:更深的導體相分離、縱向耦合的電容和橫向電感。

然而,這裡有一些技術限制,所以它仍然是最合理的方法 增加傳輸線的標稱電壓……根據空氣絕緣能力的條件,這裡的極限被認為是大約 1200 kV 的電壓。


電源線維修

在電力傳輸的技術進步中,交流輸電線路實施的特殊方案可以發揮重要作用。其中應注意以下幾點。

調整線

這種方案的本質被簡化為包含橫向和縱向電抗,以便使其參數達到半波。這些線路可設計用於在 3000 公里的距離內傳輸 2.5 - 350 萬千瓦的電力。主要缺點是難以進行中間選擇。

開放線路

發電機和消費者連接到彼此相距一定距離的不同電線。導體之間的電容補償它們的電感電阻。用途——遠距離電力傳輸。缺點與調諧線相同。

半開放線

交流傳輸線改進領域的一個有趣方向是根據其運行模式的變化調整傳輸線參數。如果開路線路配備快速可調無功電源的自整定功能,則可獲得所謂的半開路線路。

這種線路的優點是在任何負載下它都可以處於最佳模式。


高壓輸電線路

深度穩壓模式下的電源線

對於在極不均勻負載情況下運行的交流輸電線路,建議在線路末端同時進行深度電壓調節以響應負載變化。在這種情況下,可以不根據最大功率值來選擇電力線的參數,這將有可能降低能量傳輸的成本。

需要說明的是,上述實施交流電源線的特殊方案仍處於不同的科研階段,仍需要大量的細化、設計和產業化發展。

這些是電能傳輸領域技術進步的主要方向。

我們建議您閱讀:

為什麼電流是危險的?