Tekniske fremskridt inden for eltransmission, moderne luft- og kabelledninger
Til oprettelse af elledninger er den mest effektive teknologi i dag transmission af elektricitet ved luftledninger med jævnstrøm ved ultrahøj spænding, transmission af elektricitet ved underjordiske gasisolerede ledninger og i fremtiden - skabelse af kryogent kabel linjer og transmission af energi ved ultrahøje frekvenser ved bølgeledere.
DC linjer
Deres største fordel er muligheden for asynkron parallel drift af strømsystemer, en relativt høj gennemstrømning, en reduktion i omkostningerne ved de faktiske linjer sammenlignet med en trefaset AC transmissionslinje (to ledninger i stedet for tre og en tilsvarende reduktion i størrelsen af støtterne).
Det kan vurderes, at masseudbygningen af jævnstrømstransmissionsledninger med en spænding på ± 750 og yderligere ± 1250 kV vil skabe betingelser for transmission af store mængder elektricitet over ekstremt lange afstande.
I øjeblikket er de fleste af de nye superkraft- og superurbane transmissionslinjer bygget på jævnstrøm.Den rigtige rekordholder i denne teknologi i det 21. århundrede - Kina.
Grundlæggende information om driften af højspændings jævnstrømsledninger og en liste over de vigtigste ledninger af denne type i verden i øjeblikket: High Voltage Direct Current (HVDC) linjer, afsluttede projekter, fordele ved jævnstrøm
Gasisolerede underjordiske (kabel) ledninger
I en kabelledning er det på grund af ledernes rationelle arrangement muligt at reducere modstanden af bølgen betydeligt og ved at bruge gasisolering med øget tryk (baseret på «SF6») for at opnå meget høje tilladte gradienter af det elektriske felt styrke. Som et resultat vil der med moderate størrelser være ret stor kapacitet af underjordiske linjer.
Disse linjer bruges som dybe indgange i store byer, da de ikke kræver fremmedgørelse af territoriet og ikke forstyrrer byudviklingen.
Strømledningsdetaljer: Design og anvendelse af olie- og gasfyldte højspændingskabler
Superledende elledninger
Dyb nedkøling af ledende materialer kan dramatisk øge strømtætheden, hvilket betyder, at det åbner store nye muligheder for at øge transmissionskapaciteten.
Således kan brugen af kryogene linjer, hvor ledernes aktive modstand er lig med eller næsten lig nul, og superledende magnetiske systemer føre til radikale ændringer i traditionelle elektricitetstransmissions- og distributionssystemer. Bæreevnen af sådanne linjer kan nå 5-6 millioner kW.
For flere detaljer se her: Anvendelse af superledning i videnskab og teknologi
En anden interessant måde at bruge kryogene teknologier i elektricitet: Superledende magnetiske energilagringssystemer (SMES)
Ultra højfrekvent transmission gennem bølgeledere
Ved ultrahøje frekvenser og visse betingelser for implementering af en bølgeleder (metalrør) er det muligt at opnå en relativt lav dæmpning, hvilket betyder, at kraftige elektromagnetiske bølger kan transmitteres over lange afstande.Naturligvis både sende- og modtageenden af ledningen skal være udstyret med strømomformere fra industriel frekvens til ultrahøj og omvendt.
Den forudsigende vurdering af de tekniske indikatorer og omkostningsindikatorer for højfrekvente bølgeledere giver os mulighed for at håbe på gennemførligheden af deres anvendelse i en overskuelig fremtid for højeffektenergiruter (op til 10 millioner kW) med en længde på op til 1000 km.
En vigtig retning for tekniske fremskridt inden for transmission af elektrisk energi er frem for alt den yderligere forbedring af traditionelle transmissionsmetoder med vekselstrøm.
En af de let implementerede måder at øge transmissionsledningens transmissionskapacitet på er yderligere at øge graden af kompensation af dens parametre, nemlig: dybere adskillelse af lederne efter fase, langsgående kobling af kapacitans og tværgående induktans.
Der er dog en række tekniske begrænsninger her, så det er fortsat den mest rationelle metode forøgelse af den nominelle spænding af transmissionsledningen… Grænsen her, i henhold til betingelserne for luftens isoleringsevne, er anerkendt som en spænding på omkring 1200 kV.
I den tekniske udvikling inden for eltransmission kan særlige ordninger for implementering af AC-transmissionslinjer spille en vigtig rolle. Blandt dem skal følgende bemærkes.
Justerede linjer
Essensen af en sådan ordning er reduceret til inklusion af tværgående og langsgående reaktans for at bringe dens parametre til en halvbølge. Disse linjer kan designes til transittransmission af effekt på 2,5 — 3,5 millioner kW over en afstand på 3000 km. Den største ulempe er vanskeligheden ved at foretage mellemvalg.
Åbne linjer
Generatoren og forbrugeren er forbundet til forskellige ledninger i en vis afstand fra hinanden. Kapacitansen mellem lederne kompenserer for deres induktive modstand. Formål — transittransmission af elektricitet over lange afstande. Ulempen er den samme som ved tunede linjer.
Halvåben linje
En af de interessante retninger inden for forbedring af AC-transmissionslinje er justeringen af transmissionslinjeparametre i overensstemmelse med ændringen i dens driftstilstand. Hvis en åben linje er udstyret med selvtuning med en hurtigt justerbar reaktiv strømkilde, så opnås en såkaldt semi-open line.
Fordelen ved en sådan linje er, at den ved enhver belastning kan være i optimal tilstand.
Elledninger i dyb spændingsreguleringstilstand
For AC-transmissionsledninger, der opererer på en stærkt ujævn belastningsprofil, kan samtidig dyb spændingsregulering ved enderne af ledningen som reaktion på belastningsændringer anbefales. I dette tilfælde kan parametrene for strømledningen vælges ikke i overensstemmelse med den maksimale effektværdi, hvilket vil gøre det muligt at reducere omkostningerne ved energitransmission.
Det skal bemærkes, at de særlige ordninger beskrevet ovenfor til implementering af vekselstrømsledninger stadig befinder sig på forskellige stadier af videnskabelig forskning og stadig kræver betydelig forfining, design og industriel udvikling.
Disse er hovedretningerne for tekniske fremskridt inden for elektrisk energitransmission.