Высокое напряжение, радио, передача, слушать онлайн // Смотрим

Высокое напряжение, радио, передача, слушать онлайн // Смотрим

• Профиль

программа

Программа «Высокое напряжение» выходит по субботам в 23:10. В эфире звучат эксклюзивные интервью со звездами отечественного и зарубежного рока и метала.

Полную версию программы слушайте на сайте: dobrynin-rock.ru

• Дмитрий

  
  Добрынин

• Галерея мастеров

• «Новости культуры»

• «Театральная среда Вадима Верника»

• музыка
• передача/программа
• певец/композитор
• радио
• рок
• металл
• рок-группа
• Радио России
• музыкальный

Авто-геолокация

Июнь-2021: HVDС соединяет страны и континенты | Публикации

Возникшие зимой 2020/2021 г. проблемы с устойчивостью энергосистем в американском штате Калифорния и ряде европейских стран заставили задуматься о развитии линий электропередач (ЛЭП), связывающих страны и регионы. Поэтому с началом лета в центре внимания специалистов по электроэнергетике оказалась технология HVDC (Hight-Voltage Direct Current — высокое напряжение, постоянный ток).

Применяемая сейчас на большинстве ЛЭП система переменного тока сложилась в те годы, когда практически единственным способом повышения и понижения напряжения были обычные обмоточные трансформаторы. Но провод, по которому передается переменный ток, даже на столь низких частотах как 50 и 60 Гц, имеет свойство излучать энергию в окружающее пространство. В кабелях также возникают потери из-за значительной емкости между жилами, а также между жилами и оболочкой. Почему, кстати, ЛЭП, рассчитанные на передачу электроэнергии на расстояния в сотни километров и более, делают, как правило, воздушными. Но и в них расстояние при использовании переменного тока на практике ограничено значением 1700 км.

В то же время современные условия все чаще требуют применения именно кабельных ЛЭП. Во-первых, во всем мире идет процесс урбанизации, а в современных городах для воздушных ЛЭП остается все меньше места. Во-вторых, развитие альтернативной энергетики делает актуальным строительство подводных кабелей для оперативной переброски электроэнергии через моря при изменении ситуации с генерацией из-за погодных условий.

К важным преимуществам HVDC-систем следует отнести также отсутствие необходимости синхронизации электросетей, между которыми передается энергия. Это удобно при передаче энергии между странами. Внутри страны HVDC-линии позволяют уменьшить риск возникновения каскадных сбоев из-за рассинхронизации фазы.

Современная силовая электроника позволяет создавать мощные инверторы и выпрямители, параметров которых достаточно для передачи электроэнергии через линии HVDC в промышленных масштабах. Максимальная длина воздушных ЛЭП системы HDVC может достигать 2500 км, в ближайшее время планируется увеличить этот предел как минимум вдвое.

Помимо HVDC, в литературе можно встретить также термин UHVDC (Ultra Hight-Voltage Direct Current — ультравысокое напряжение, постоянный ток), обозначающего не просто использование определенного вида тока, но еще и напряжения, большего, чем обычно. Пока не существует стандарта, определяющего порог напряжения, после которого линия называется UHVDC, поэтому такое название можно считать скорее маркетинговым термином, подчеркивающим использование более продвинутых технологий.

Контракт почти на миллиард долларов

Знаковым событием для технологии HVDC стал контракт, заключенный в июне между компаниями Prysmian Group и SOO Green HVDC Link (дочерняя структура Direct Connect Development Link) на впечатляющую сумму — 900 млн долл. Согласно этому контракту Prysmian поставит кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена для HVDC-линии, которая соединит подстанцию в северной части штата Айова подстанцией, расположенной на западной окраине Чикаго. Таким образом, электричество, вырабатываемое в Айове на объектах альтернативной энергетики, будет подаваться в крупный промышленный город. В общей сложности эта линия будет питать 1,2 млн домохозяйств.

Длина линии — 563 км, будет проложено два кабеля. Напряжение составит +/- 525 кВ. По линии можно будет передавать электроэнергию мощностью до 2,1 ГВт. Производство кабелей для проекта планируется начать в 2023 г.

На подписании контракта генеральный директор компании Direct Connect Development сообщил, что запуск данного проекта обусловлен необходимостью развития инфраструктуры для передачи электроэнергии в США. И что такая необходимость обнаружилась в связи с недавними событиями в Техасе и Калифорнии, где наблюдались сбои в энергоснабжении.

Самый длинный подводный кабель

В июне 2021 г. было завершено строительство самой протяженной на настоящий момент подводной кабельной ЛЭП North Sea Link. Ее длина составляет 730 км. Естественно, такая большая протяженность стала возможной благодаря применению технологии HVDC. Напомним, что предыдущий рекорд был 580 км.

Трасса Nord Sea Link. Схема из открытых источников

Подводный кабель соединил Норвегию и Великобританию, после окончательного ввода в эксплуатацию он должен значительно увеличить стабильность энергосистем этих стран. Максимальная мощность, которую можно по нему передать, составляет 1,4 ГВт. Используются кабели производства Prysmian Group, напряжение +/- 515 кВ. Подстанции смонтированы компанией ABB, ею же поставлено оборудование.

На момент написания статьи система North Sea Link находилась еще в состоянии тестирования, полный ввод ее в эксплуатацию ожидается в октябре 2021 г. Строительство линии началось еще в 2015 г., но первый вариант проекта был предложен еще в 2003 г. Успешное завершение проекта способствовало росту интереса инвесторов к HVDC-линиям.

Стабилизация энергосистем в развивающихся странах

В Пакистане на протяжении многих лет существовала диспропорция между индустриально развитым севером страны, потребляющим много электроэнергии и югом, где потребителей значительно меньше, зато развито производство электроэнергии. Проблему удалось решить путем запуска в июне первой в стране HVDC-линии, соединившей города Матиари и Лахор. Эта линия построена Государственной электросетевой компанией Китая в рамках так называаемого «Пакистанско-китайского коридора сотрудничества». Не удивительно, что в обоих странах проекту придают важное политическое значение, хотя линия проходит только в пределах Пакистана.

HVDC-подстанция в пакистанском городе Лахор. Источник: агентство Xinhua

Всего за 2,5 года была построена воздушная HVDC-линия, способная обеспечить электроэнергией около 10 млн. домохозяйств. Эта линия рассчитана на напряжение +/- 660 кВ.

В Индии также задумались над устойчивостью национальной энергосистемы, с чем есть проблемы, особенно в южных регионах страны. Июнь ознаменовался приемом в эксплуатацию ЛЭП на постоянном токе Пугалур-Триссур, напряжением +/-320 кВ. Данная линия обеспечивает передачу до 2 ГВт мощности, в ней есть как воздушные, так и кабельные участки. В дальнейшем предполагается продлить линию от Пугалура до Райгаха, в результате появится линия, охватывающая южную часть Индии. По ней можно будет передавать электроэнергию мощностью до 6 ГВт.

Проект реализуется полностью на оборудовании, разработанном и произведенном в Индии. HVDC-линии уже эксплуатируются в Индии, но в данном случае ЛЭП является первой, построенной по технологии VSC HVDC, обеспечивающей, в частности, более компактную конструкцию подстанций. Это важно, поскольку линия проходит через густонаселенные районы страны.

Работа над едиными стандартами

При создании HVDC-линий, особенно международных, серьезной проблемой является то, что, как правило, на обоих концах ЛЭП требуется установка оборудования от одного и того же производителя. Связано это с тем, что HVDC-системы пока недостаточно полно стандартизированы. При наличии несовместимости есть риск, что выйдет из строя дорогостоящая силовая электроника. Если бы существовало семейство стандартов, гарантирующих совместимость оборудования от разных производителей, можно было бы установить те устройства, которые легче доставить и обслуживать в данной стране.

В Европе HVDC-системы активно используются для передачи электроэнергии, выработанной ветряками. Источник: Siemens

В июне три авторитетных европейских организации, объединяющих энергетические компании и производителей оборудования — ENTSO-E, T&D Europe and WindEurope — объявили о начале совместной разработке таких стандартов для оборудования подстанций постоянного тока. Правда, они ограничатся только стандартами для HVDC-линий, передающих энергию от ветряков, поскольку данная проблема особенно актуальна для Европы, где значительные генерирующие мощности расположены на морском побережье или прямо в море.

Мнение Bloomberg

Не осталось в стороне от новых тенденций и авторитетное американское агентство деловой информации Bloomberg. В июне на сайте агентства была опубликована статья The Future of Power Is Transcontinental, Submarine Supergrids («Будущее энергетики — за трансконтинентальными, подводными суперсетями) аналитика Марка Чемпиона (Marc Champion), где говорится о создании Китаем глобальной энергетической сети, своего рода «Интернета энергии». Основой для такой сети станет технология UHVDC. Автор считает, что такая сеть позволит Китаю оказывать влияние на процессы в мире, сопоставимое с влиянием, которое получили США после Второй мировой войны, создав мировую финансовую систему.

Возможность переброски электроэнергии между часовыми поясами — непременное условие развития безуглеродной энергетики, отмечает Марк Чемпион. По прогнозам Bloomberg, на обеспечение более прямых путей передачи электроэнергии к 2050 году в мире будет потрачено не менее 14 трлн долл. Вопрос в том, насколько возможно сотрудничество между странами в этом вопросе. Пока ситуация выглядит не лучшим образом. По состоянию на 2018 г., на трансграничную передачу приходилось всего 9 % вырабатываемой электроэнергии в Европе, около 2 % в странах Северной и Южной Америки, а также 0,6 % в Азии. Расширение трансграничной передачи электроэнергии должно, по мнению автора статьи, способствовать конкуренции, а, значит, снижению цен.

Хотя Азия пока не радует показателями по торговле электроэнергией между отдельными странами, тем не менее именно там могут быть реализованы наиболее крупные проекты с применением HVDC. Например, если всю пустыню Гоби в Монголии застроить солнечными и ветряными электростанциями, то можно вырабатывать электроэнергию мощностью до 2,6 тераватт. Для сравнения, это в два раза больше, чем суммарная мощность всех электростанций США. При этом внутренний рынок Монголии не способен потребить такие объемы, но рядом находятся быстроразвивающиеся страны Юго-Восточной Азии, испытывающие большую потребность в электроэнергии. Линии HVDC, проложенные к ним, решают эту проблему. Представляют также интерес зоны вечной мерзлоты в Канаде и России, где постоянно дует сильный ветер. Мощные ЛЭП большой протяженности способны транспортировать оттуда электроэнергию, выработанную ветряками, в другие регионы.

Возможная схема глобальной системы передачи электроэнергии к 2070 г. Источник: Bloomerg

Марк Чемпион отмечает, что уже сейчас китайские электросетевые компании скупают значительные доли акций в зарубежных распределительных сетях. Возможно, они это делают с целью реализации проекта глобальной энергетической сети. Тем не менее, естественным ограничителем на пути данного мегапроекта становится местная бюрократия. Например, многие инвесторы (в том числе и из России) готовы вложиться в развитие солнечной и ветряной генерации в Монголии для последующего экспорта электроэнергии в Китай. Но этому мешают сложные правила игры, установленные в Монголии для иностранных инвесторов. В свою очередь, Монголия своими силами строит электростанцию для экспорта энергии в Китай, но эта электростанция работает на угле. В общем, эксперты прогнозируют более мягкий и естественный сценарий развития «Интернета энергии», при котором ни одна из стран мира не получит в нем «контрольного пакета».

Нам же остается надеяться, что Россия с ее богатым потенциалом развития энергетики займет достойное место в создаваемой глобальной энергетической сети.

электричества — Как в линиях электропередач используется высокое напряжение при слабом токе?

Это не на 100% верно, так как предполагает передачу постоянного тока, но дает простейшую форму идеи: даже если линии передачи сами по себе находятся под высоким напряжением, это не означает напрямую что-либо, поскольку напряжения не определены относительно чего-либо особенного (они определяются относительно какой-либо другой линии, параллельной вашей линии передачи). 2 R$, а мощность 92$, поэтому в важном случае мы должны поднять напряжение, чтобы снизить потери.

Ладно, это жульничество, и если вы слишком много думаете о передаче постоянного тока, вам придется бороться с этим: «в конце концов, ток, который течет, течет только из-за некоторого сопротивления, приложенного к $V_1$, и если вы этого не сделаете, Настройте все правильно с помощью $R$, тогда у вас будет неправильное напряжение, и все взорвется, так что у нас даже есть компромисс ? Нам нужно создать схему снижения напряжения, а в постоянном токе это обычно означает несколько резисторов последовательно добавление к $R$» и так далее. Он передает самую важную часть идеи, а именно , где резистор равен , но ему не хватает истинной силы, потому что это не переменный ток. Для переменного тока вам нужна линия передачи. Для всего этого вам понадобится исчисление с несколькими переменными и частные производные. Извините, если это выходит за рамки вашей головы.

Простейшая общая линия передачи выглядит следующим образом: разделите длину линии $L$ на отрезки размером $\delta x$, затем смоделируйте каждый из них как цепь L-R-C:

Система передачи обычно состоит из двух проводников. рядом друг с другом, с некоторой погонной емкостью $c$ и погонной индуктивностью $\ell$, а также некоторым погонным сопротивлением $\rho.$ 92} + \rho ~c ~{\partial V \over \partial t}.$$

Теперь мы должны управлять этой системой с входом в $x = 0$, $V_0 \cos(\omega t)$ , то вообще на выходе вы увидите некоторый выход $V_1 \cos(\omega t + \phi)$ для некоторой разности фаз $\phi$ и разности амплитуд $V_1$.

Потеря напряжения от $V_0$ до $V_1$ происходит из-за $\rho$ и является потерей при передаче. Это отличается от значения $V_1$, которое, безусловно, можно использовать для извлечения энергии. Подсоедините резистор на другом конце и измерьте выходную мощность этого резистора: удерживая это значение постоянным, вы обнаружите, что правильный способ потерять меньше энергии — использовать более высокое $V_0.$ Я почти уверен, что это применимо, даже если мы добавляем трансформатор, чтобы «понизить» выход до постоянного напряжения.

Электрическая передача — Энергетическое образование

Энергетическое образование

Меню навигации

ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ

ИНДЕКС

Поиск

Рисунок 1.

Высоковольтные линии электропередач используются для передачи электроэнергии на большие расстояния. ^[1]

Передача электроэнергии — это процесс доставки произведенной электроэнергии, обычно на большие расстояния, в распределительную сеть, расположенную в населенных пунктах. ^[2] Важная часть этого процесса включает трансформаторы, которые используются для повышения уровня напряжения, чтобы сделать возможной передачу на большие расстояния. ^[2]

Система передачи электроэнергии в сочетании с электростанциями, системами распределения и подстанциями образует то, что известно как электрическая сеть . Сеть удовлетворяет потребности общества в электроэнергии и обеспечивает передачу электроэнергии от ее производства до конечного использования. Поскольку электростанции чаще всего располагаются за пределами густонаселенных районов, система передачи должна быть достаточно крупной.

Линии электропередач

Линии электропередач или линии электропередач, подобные показанным на рис. 1, транспортируют электроэнергию с места на место. Обычно это электричество переменного тока, поэтому повышающие трансформаторы могут повышать напряжение. Это повышенное напряжение обеспечивает эффективную передачу на расстояние до 500 километров. Существует 3 типа линий:

[3]

• Воздушные линии имеют очень высокое напряжение, от 100 кВ до 800 кВ, и обеспечивают большую часть передачи на большие расстояния. Они должны быть высокого напряжения, чтобы минимизировать потери мощности на сопротивление.
• Подземные линии используются для передачи электроэнергии через населенные пункты, под водой или почти везде, где нельзя использовать воздушные линии. Они менее распространены, чем воздушные линии, из-за тепловых потерь и более высокой стоимости.
• Подпередающие линии несут более низкое напряжение (26 кВ — 69 кВ) к распределительным станциям и могут быть воздушными или подземными.

Рис. 2. Карта ЛЭП США и Канады. ^[4]

Снижение потерь в линии электропередач 92\x R[/math]

где

• [math]I[/math] — сила тока в амперах
• [math]R[/math] сопротивление в омах

Выше было упомянуто, что высоковольтные линии уменьшают эту потерю мощности. Этот факт можно объяснить, посмотрев на переданную мощность, [math]P_{trans}=I\times V[/math]. По мере того, как напряжение становится выше, ток должен уменьшаться пропорционально, потому что мощность остается постоянной. Например, если напряжение увеличить в 100 раз, ток должен уменьшиться в 100 раз, а результирующая потеря мощности уменьшится в 100 9 раз.0049 2

= 10000. Однако существует предел, заключающийся в том, что при очень высоких напряжениях (2000 кВ) электричество начинает разряжаться, что приводит к большим потерям. ^[3] При передаче и распределении электроэнергии в США, по оценкам EIA, теряется около 6% электроэнергии. ^[5]

Для дополнительной информации

Для получения дополнительной информации см. соответствующие страницы ниже:

• Производство электроэнергии
• Распределительная сеть
• Трансформатор
• Подключение домов к электросети
• Энергия для электричества по странам
• Или исследуйте случайную страницу!

Ссылки

1. ↑ Wikimedia Commons [Online], доступно: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ligne_haute-tension.jpg
2. ↑ ^{2.0 2.1} Р. Пейнтер и Б. Дж. Бойделл, «Передача и распределение электроэнергии: обзор» в Введение в электричество , 1-е изд., Аппер-Сэдл-Ривер, Нью-Джерси: Пирсон, 2011, ч. 25, сек. .1, стр.1095-1097
3. ↑ ^{3.0 3.1 3.2} Р. Пейнтер и Б. Дж. Бойделл, «Линии передачи и подстанции» в Введение в электричество , 1-е изд., Аппер-Сэдл-Ривер, Нью-Джерси: Пирсон, 20251, сек. .3, с.1102-1104
4. ↑ EIA, Неделя Канады: Интегрированная электросеть повышает надежность для США, Канады [онлайн], доступно: http://www.