ความก้าวหน้าทางเทคนิคในการส่งไฟฟ้า สายส่งไฟฟ้าเหนือศีรษะและเคเบิลที่ทันสมัย

สำหรับการสร้างสายไฟฟ้า เทคโนโลยีที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในปัจจุบันคือการส่งไฟฟ้าโดยสายไฟฟ้าเหนือศีรษะด้วยไฟฟ้ากระแสตรงที่แรงดันสูงพิเศษ การส่งกระแสไฟฟ้าโดยสายฉนวนก๊าซใต้ดิน และในอนาคต - การสร้างสายเคเบิ้ลเย็น เส้นและการส่งพลังงานที่ความถี่สูงพิเศษโดยท่อนำคลื่น

เส้นกระแสตรง

ข้อได้เปรียบหลักของพวกเขาคือความเป็นไปได้ของการทำงานแบบอะซิงโครนัสของระบบไฟฟ้า, ปริมาณงานที่ค่อนข้างสูง, การลดต้นทุนของสายจริงเมื่อเทียบกับสายส่งไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟส (สองสายแทนที่จะเป็นสามสายและการลดขนาดที่สอดคล้องกัน ของที่รองรับ)

ถือได้ว่าการพัฒนาจำนวนมากของสายส่งกระแสตรงที่มีแรงดันไฟฟ้า ± 750 และมากกว่า ± 1250 kV จะสร้างเงื่อนไขสำหรับการส่งกระแสไฟฟ้าจำนวนมากในระยะทางไกลมาก

ปัจจุบัน มหาอำนาจใหม่และสายส่งไฟฟ้าเหนือเมืองส่วนใหญ่สร้างด้วยไฟฟ้ากระแสตรงเจ้าของสถิติที่แท้จริงในเทคโนโลยีนี้ในศตวรรษที่ 21 คือจีน

ข้อมูลพื้นฐานเกี่ยวกับการทำงานของสายไฟฟ้ากระแสตรงแรงสูงและรายการสายประเภทนี้ที่สำคัญที่สุดในโลกในขณะนี้: สายไฟฟ้าแรงสูงไฟฟ้ากระแสตรง (HVDC) โครงการแล้วเสร็จ ข้อดีของไฟฟ้ากระแสตรง

สายใต้ดิน (เคเบิล) หุ้มฉนวนแก๊ส

ในสายเคเบิล เนื่องจากการจัดเรียงตัวนำอย่างมีเหตุมีผล จึงเป็นไปได้ที่จะลดความต้านทานของคลื่นลงอย่างมาก และใช้ฉนวนก๊าซที่มีแรงดันเพิ่มขึ้น (อ้างอิงจาก «SF6») เพื่อให้ได้สนามไฟฟ้าที่มีการไล่ระดับสีที่สูงมาก ความแข็งแกร่ง. ดังนั้นด้วยขนาดปานกลางจะมีความจุของสายใต้ดินค่อนข้างมาก

เส้นเหล่านี้ใช้เป็นทางเข้าลึกในเมืองใหญ่เนื่องจากไม่ต้องการการแบ่งแยกดินแดนและไม่รบกวนการพัฒนาเมือง

รายละเอียดสายไฟ: การออกแบบและการใช้สายไฟฟ้าแรงสูงที่เติมน้ำมันและก๊าซ

สายไฟฟ้ายิ่งยวด

การระบายความร้อนลึกของวัสดุนำไฟฟ้าสามารถเพิ่มความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้าได้อย่างมาก ซึ่งหมายความว่าจะเปิดโอกาสใหม่ที่ยอดเยี่ยมสำหรับการเพิ่มความสามารถในการส่ง

ดังนั้น การใช้สายไครโอเจนิก ซึ่งความต้านทานเชิงแอ็คทีฟของตัวนำมีค่าเท่ากับหรือเกือบเท่ากับศูนย์ และระบบแม่เหล็กของตัวนำยิ่งยวดสามารถนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงที่รุนแรงในแผนการส่งและจ่ายไฟฟ้าแบบดั้งเดิม กำลังการผลิตของสายดังกล่าวสามารถเข้าถึง 5-6 ล้านกิโลวัตต์

สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติมดูที่นี่: การประยุกต์ใช้ตัวนำยิ่งยวดในวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

อีกวิธีที่น่าสนใจในการใช้เทคโนโลยีการแช่แข็งในกระแสไฟฟ้า: ระบบกักเก็บพลังงานแม่เหล็กยิ่งยวด (SMES)

การส่งความถี่สูงเป็นพิเศษผ่านท่อนำคลื่น

ที่ความถี่สูงพิเศษและเงื่อนไขบางประการสำหรับการติดตั้งท่อนำคลื่น (ท่อโลหะ) สามารถลดทอนค่อนข้างต่ำได้ ซึ่งหมายความว่า คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ทรงพลังสามารถส่งได้ในระยะทางไกล โดยธรรมชาติ ทั้งปลายสายส่งและรับ ต้องติดตั้งตัวแปลงกระแสจากความถี่อุตสาหกรรมเป็นความถี่สูงพิเศษและในทางกลับกัน

การประเมินเชิงคาดการณ์ของตัวบ่งชี้ทางเทคนิคและต้นทุนของท่อนำคลื่นความถี่สูงทำให้เรามีความหวังสำหรับความเป็นไปได้ในการใช้งานในอนาคตอันใกล้สำหรับเส้นทางพลังงานสูง (สูงสุด 10 ล้านกิโลวัตต์) ที่มีความยาวสูงสุด 1,000 กม.

ทิศทางที่สำคัญของความก้าวหน้าทางเทคนิคในการส่งพลังงานไฟฟ้าคือ เหนือสิ่งอื่นใด การปรับปรุงเพิ่มเติมของวิธีการส่งแบบดั้งเดิมด้วยกระแสสลับสามเฟส

หนึ่งในวิธีที่นำไปใช้ได้ง่ายเพื่อเพิ่มความสามารถในการส่งของสายส่งคือการเพิ่มระดับการชดเชยของพารามิเตอร์ ได้แก่ การแยกตัวนำตามเฟสให้ลึกขึ้น การมีเพศสัมพันธ์ตามยาวของความจุและความเหนี่ยวนำตามขวาง

อย่างไรก็ตาม มีข้อ จำกัด ทางเทคนิคหลายประการที่นี่ ดังนั้นจึงยังคงเป็นวิธีการที่สมเหตุสมผลที่สุด การเพิ่มแรงดันไฟฟ้าของสายส่ง… ขีด จำกัด ที่นี่ตามเงื่อนไขของพลังฉนวนของอากาศได้รับการยอมรับว่าเป็นแรงดันไฟฟ้าประมาณ 1200 kV

ในความก้าวหน้าทางเทคนิคในการส่งไฟฟ้า แผนพิเศษสำหรับการติดตั้งสายส่งไฟฟ้ากระแสสลับสามารถมีบทบาทสำคัญได้ ในหมู่พวกเขาควรสังเกตสิ่งต่อไปนี้

ปรับเส้น

สาระสำคัญของโครงร่างดังกล่าวจะลดลงเหลือการรวมรีแอกแตนซ์ตามขวางและตามยาวเพื่อนำพารามิเตอร์ไปที่ครึ่งคลื่น สายเหล่านี้สามารถออกแบบสำหรับการส่งผ่านพลังงาน 2.5 — 3.5 ล้านกิโลวัตต์ในระยะทาง 3,000 กม. ข้อเสียเปรียบหลักคือความยากลำบากในการเลือกระดับกลาง

เปิดเส้น

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าและผู้บริโภคเชื่อมต่อกับสายต่าง ๆ ในระยะห่างจากกัน ความจุระหว่างตัวนำจะชดเชยความต้านทานแบบเหนี่ยวนำ วัตถุประสงค์ — การขนส่งไฟฟ้าในระยะทางไกล ข้อเสียก็เหมือนกับสายที่ปรับ

เส้นกึ่งเปิด

หนึ่งในทิศทางที่น่าสนใจในด้านการปรับปรุงสายส่ง AC คือการปรับพารามิเตอร์สายส่งตามการเปลี่ยนแปลงในโหมดการทำงาน หากสายเปิดมีการติดตั้งการปรับจูนตัวเองด้วยแหล่งพลังงานรีแอกทีฟที่ปรับได้อย่างรวดเร็ว จะได้สายกึ่งเปิดที่เรียกว่า

ข้อดีของสายดังกล่าวคือเมื่อโหลดใด ๆ ก็สามารถอยู่ในโหมดที่เหมาะสมที่สุด

สายไฟในโหมดควบคุมแรงดันไฟฟ้าลึก

สำหรับสายส่งไฟฟ้ากระแสสลับที่ทำงานบนโปรไฟล์โหลดที่ไม่สม่ำเสมออย่างมาก อาจแนะนำให้ควบคุมแรงดันไฟลึกพร้อมกันที่ปลายสายเพื่อตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงโหลด ในกรณีนี้ พารามิเตอร์ของสายไฟไม่สามารถเลือกได้ตามค่าพลังงานสูงสุด ซึ่งจะทำให้สามารถลดต้นทุนการส่งพลังงานได้

ควรสังเกตว่าโครงร่างพิเศษที่อธิบายไว้ข้างต้นสำหรับการดำเนินการของสายไฟกระแสสลับยังอยู่ในขั้นตอนต่างๆ ของการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ และยังต้องการการปรับแต่ง การออกแบบ และการพัฒนาอุตสาหกรรมที่สำคัญ

นี่คือทิศทางหลักของความก้าวหน้าทางเทคนิคในด้านการส่งพลังงานไฟฟ้า